책 속에서

머리말

드론은 어디까지 진화할 것인가?
최근 4차 산업혁명 관련 기술의 폭발적인 발전에 따라, 우리 사회도 다양한 측면에서 급격한 변화가 진행 중이다. 그중에서 특히 산업용과 군사용, 완구용과 배송용, 촬영용 드론의 진화는 하루가 다르게 발전하고 있다. 이제 인간이 필요한 만큼 드론 기술이 속속 발전되고 있다.
최근 세간(世間)의 관심 중에 가장 큰 화두(話頭)가 바로 드론이다. 2025년 약 428억 달러(약 52.5조 원) 규모가 예상되며 연평균 13.8% 성장률을 보이고 있다. 이 중 상업용 드론 시장은 405억 달러, 민간용 드론 시장은 23억 달러 규모가 예상된다. 특히, 군사용 무인기 공격용 드론을 비롯하여, 다양한 농업용과 산업용 및 교육용 드론의 위력과 기술력의 진전 속도가 광속과도 같다. 활용 분야도 1차 산업(농업/축산업/수산업/임업)과 물류와 배송, 방송 및 공연, 인프라 관리, 측량 및 건설, 통신과 스포츠 등에 이르기까지 다양하게 활용되고 있다.
러시아와 우크라이나 전쟁을 비롯하여 북한의 무인기(공격용 드론)도 화제다. 이는 소형 수류탄 정도의 소형 자폭(自爆) 드론에서부터 미사일 등 적의 전차까지도 단번에 파괴할 수 있는 위력을 가진 ‘킬러 드론’ 등 다양한 형태의 무기로 활용되고 있다. 특히, 아르메니아와 아제르바이젠 전쟁과 우크라이나 전쟁에 이르기까지 드론 공격은 워낙 정확하고 위력이 대단하여 공격용 무기로 광범위하게 사용되고 있다.
그동안 각국의 군사 전문가들은 소형 무인기에 생물 무기와 화학 무기 등이 장착되어 각종 테러와 전쟁에 활용될 가능성을 수없이 언급해오지 않았던가? 특히, 비행고도가 3km 이상으로 점점 높아지고 있고, 비행시간도 지속적으로 늘어나고 있다. 목표물을 설정해 놓으면, 무려 40kg짜리 탄두로 목표물에 정확하게 명중하는 게 지금의 군사용 드론 기술이다. 무려 600~800km를 시속 925km 속도로 드론 공격이 가능하다. 실제 최근에는 우크라이나 전쟁 출현된 ‘이란제 사헤드 드론’으로 벌떼처럼 공격한 우크라이나 전쟁이다.
드론 전쟁 시대가 된 지는 꽤 오래전이 아닌가? 현대전은 드론 전쟁이라 해도 과언이 아니다. 선제적이고 창의적인 우리 기술로 머지않아 미사일을 요격할 드론 개발을 손꼽아 기다려본다. 마치 “고래를 잡으려면 튼튼한 고래망을, 멸치를 잡으려면 촘촘한 멸치망을 짜야 한다”던 속담이 생각나는 때다.
2017년 제1차 계획수립 이후 두 번째로 수립된 제2차 드론산업 발전 기본계획은 중장기 드론산업 발전정책의 기본방향을 설정하기 위해 5년마다 수립하는 10년 단위 법정계획(드론법 제5조)이다. 제2차 드론 산업 발전 기본계획은 한국교통연구원, 항공안전기술원, 교통안전공단, 항공우주연구원으로 구성된 KOTI 컨소시엄으로 해외 사례조사, 시장 동향 및 전망 분석, 전문가 자문회의 등 활발하게 연구 중이다. 특히, KOTI 컨소시엄은 계획 기간 중에 구축된 드론산업 생태계를 기반으로, 향후 드론 산업 육성정책의 중장기 목표 및 전략을 제시하는 게 중점과제다. KOTI 컨소시엄은 △신산업 규제 합리화 △드론 강소기업 육성 및 국민 체감 서비스 확대 △유기적 인프라 및 공역체계 구축 △차세대 인재 양성 등 산업발전기반 조성 △핵심 활용기술 개발 등의 드론 산업육성의 기본방향을 제시하고, 산·학·연·관·군 전문가들은 향후의 드론산업 발전 방향과 주요 과제에 대해 다양하고 폭넓은 의견을 개진 중으로, ‘제2차 드론산업발전 기본계획’이 곧 확정·고시될 전망이다.
드론, 더 높이 날아라
이러한 때, 드론에 대한 각종 전문자격증과 드론조종자격제도 및 창업에 대한 수요가 급증하고 있다. 따라서 산·학·연·관·군에서 40년여의 오랜 경력과 경험을 가진 필자들의 연구와 산업계 및 학계에 필요한 전문서로서, 이정표를 제시하는 나침반의 역할을 다하기 위해 부족한 본서가 잉태되었다.
본서를 준비하는 동안 자료수집과 수많은 의견 개진으로 응원과 격려를 더 해 주신 산·학·연·관·군 선후배님과 드론 교육의 선두주자인 코리아드론(주)의 응원과 격려에 깊이 감사드린다. 특히, 복잡한 자료정리에도 늘 열정을 다해주신 이내수 교관님과 정영기 이사님, 원고 교정에 많은 시간을 할애해주신 이곡지 경영학·공학박사님과 늘 청량제와 응원을 더 해 주신 전은주 소장님과 아울러 본서의 출판에 세심한 배려와 지원을 아끼지 않으신 박영사 안종만 대표님과 장규식 차장님, 전채린 차장님, 자료수집에 최선을 다해준 사랑하는 제자들에게도 깊은 감사를 드린다.
이제 4차 산업혁명의 도래와 함께 급성장하고 있는 글로벌 드론 트렌드 시대를 맞아, 드론 산업의 미래는 선택과 집중전략과 각종 규제 등 해결해야 할 태산준령 같은 난제가 곳곳에 산적해 있다. 그러나 드론 산업 역시 순기능과 역기능이 함께 있는 법이라 모쪼록 부족한 본서가 ‘드론이 꿈꾸는 세상’을 이해하고, 드론 자격증을 활용한 창업전략 등에 작은 밀알처럼, “씨 뿌려 거두기”를 기원한다.

화왕산 석송(碩松) 연구실과 코리아드론(주) R&D연구센터를 오가며
늘 소풍 같은 인생, 청산행(靑山行)처럼
구산리 바닷가의 노을을 보며

계묘년 정월 대보름날
저자 김영국·진종규 씀

Chapter 01
산업과 산업혁명의 이해 1
1.1 산업의 이해 3
1.2 산업혁명의 이해 10
1.3 4차 산업혁명 사례연구 16
1.4 산업과 산업혁명의 연계성 42
1.5 사례연구 43

Chapter 02
창업의 이해 47
2.1 창업의 개념 49
2.2 창업의 종류 53
2.3 핵심요소 61
2.4 창업관련법상 창업제외 업종 67
2.5 기술 분야 창업업종 70
2.6 창업 순서와 절차 79
2.7 유형별 창업 절차 82

Chapter 03
비즈니스모델 발굴과 조사방법 91
3.1 창업 아이템 발굴을 위한 질문 93
3.2 창업 아이템 발굴 분석 Checklist 95
3.3 자료수집 및 시장조사 방법 100
3.4 비즈니스모델 Tool 108
3.5 자금조달 및 창업지원제도 116

Chapter 04
드론이론 및 실기 127
4.1 드론 용어의 이해 129
4.2 드론의 어원 135
4.3 드론의 이해 136
4.4 드론의 역사 138
4.5 드론의 활용 139
4.6 드론의 전체 구성 141

Chapter 05
드론 자격증 169
5.1 종별 드론 자격증 취득 기준 171
5.2 종별 드론 자격증 활용 범위 172
5.3 학과시험과 필기시험 173
5.4 실기코스 174
5.5 조종자 증명 업무범위 176
5.6 무인비행기 자격증 취득 기본 응시요건 177
5.7 드론자격증 취득 방법 178
5.8 드론조종법 184
5.9 드론조종모드 192

Chapter 06
항공법규 197
6.1 항공법의 목적 199
6.2 항공안전법 개요 201
6.3 항공안전법의 이해 202
6.4 초경량비행장치조종자 준수사항 204
6.5 항공사업법 206
6.6 초경량비행장치 조종자 증명 종류 207
6.7 초경량비행장치 비행증명서 기재 208
6.8 주의사항 210
6.9 초경량비행장치 사고 조치 211
6.10 비행승인 212
6.11 위반 시 벌금 214
6.12 공역 및 항공안전 216
6.13 초경량비행장치 신고 및 안전성인증 219
6.14 초경량비행장치 사고/조사 222
6.15 초경량비행장치 비행 시 필요사항 223
6.16 예시문제 224

Chapter 07
항공역학 227
7.1 기체 조종면 229
7.2 모터 230
7.3 비행모드 231
7.4 힘 작용 232
7.5 지면효과 235
7.6 예상문제 236

Chapter 08
항공기상 239
8.1 대기권 241
8.2 기온과 기압 243
8.3 바람과 지형 244
8.4 구름 246
8.5 고기압과 저기압 248
8.6 기단 251
8.7 전선 252
8.8 예시문제 254

Chapter 09
사례연구 257

찾아보기 298


그림 차례
그림 1-1 산업 분류 3
그림 1-2 4차 산업혁명 적응 순위 12
그림 1-3 산업혁명의 연혁 16
그림 1-4 4차 산업혁명의 주요 용어 16
그림 1-5 산업과 산업혁명의 연계성 42
그림 2-1 창업의 개념 49
그림 2-2 창업의 종류 53
그림 2-3 기본적 핵심요소 61
그림 2-4 창업 프로세스 80
그림 3-1 창업 아이템 발굴을 위한 질문 93
그림 3-2 자료수집 및 시장조사 방법 100
그림 3-3 BMC 구조 109
그림 3-4 BMC 주요 작성 예시 113
그림 3-5 창업지원 사이트 ‘창업넷’ 116
그림 3-6 자금유치 유형 117
그림 3-7 창업지원 중앙부처 및 주요지원 사항 122
그림 4-1 드론의 변천과정 135
그림 4-2 다양한 드론의 종류 136
그림 4-3 사용목적 139
그림 4-4 용도와 다변성 139
그림 4-5 순기능과 역기능 140
그림 4-6 드론의 전체 구성도 141
그림 4-7 드론 FC의 주요 구성도 141
그림 4-8 FC의 종류 142
그림 4-9 드론 수신기 144
그림 4-10 지자기센서의 역할 145
그림 4-11 전자변속기의 신호순서 146
그림 4-12 멀티콥터의 모터 회전 방향 147
그림 4-13 모터 회전 방향 및 힘의 조절에 따른 드론의 비행 방향 변화 148
그림 4-14 드론조종기의 종류 149
그림 4-15 1차 전지, 2차 전지 150
그림 4-16 건전지의 종류 150
그림 4-17 드론 배터리 종류 152
그림 4-18 Lipo배터리 153
그림 4-19 드론운용 계획 156
그림 4-20 DNA+ 드론 158
그림 4-21 육?해?공군의 2050년 대비 미래 비전 160
그림 4-22 미국 군사용 드론 : MQ-1C 그레이이글 162
그림 4-23 중국 군사용 드론 : Yi-Long 163
그림 4-24 유럽 군사용 드론 : European UAS 164
그림 4-25 일본 군사용 드론 : SeaGuardian 165
그림 5-1 드론 국가자격시험 실기 코스(1종) 174
그림 5-3 Mode 1 조종방법 184
그림 5-2 국가자격시험 실기 코스(2종 기준) 175
그림 5-4 Mode 2 조종방법 186
그림 5-5 Mode 3 조종방법 188
그림 5-6 Mode 4 조종방법 190
그림 5-7 P가 포지셔닝의 약자로 GPS모드를 의미 192
그림 5-8 A가 Attitude의 약자로 자세제어 모드를 의미 193
그림 5-9 매뉴얼 모드를 사용하는 레이싱 드론 194
그림 5-10 스포츠 모드 전환 스위치 195
그림 6-1 초경량 비행장치의 종류 200
그림 6-2 조종자 준수사항 204
그림 6-3 초경량비행장치의 종류 207
그림 6-4 비행경력 증명서 210
그림 6-5 드론 원스탑 민원포탈서비스 213
그림 6-6 비행가능공역과 비행금지구역 주요 현황 216
그림 6-7 초경량 비행장치 비행불가 사항 217
그림 6-8 공역의 구분 218
그림 6-9 초경량 비행장치 신고증명서 220
그림 7-1 항공기의 3축운동 229
그림 7-2 모터의 종류 230
그림 7-3 드론의 비행원리 231
그림 7-4 항공기에 작용하는 네 가지 힘 232
그림 7-5 항력의 종류 233
그림 7-6 붙임각과 받음각 234
그림 7-7 지면효과 235
그림 8-1 대기권의 구성 242
그림 8-2 백엽상 243
그림 8-3 푄현상(국림산립과학원) 245
그림 8-4 구름의 종류 247
그림 8-5 고기압과 저기압 249
그림 8-6 2017년 21호 태풍 〈란〉 250
그림 8-7 우리나라의 기단 251
그림 8-8 전선의 종류 253

표 차례
표 1-1 4차 산업혁명의 차별성 14
표 1-2 국가별 4차 산업혁명 정책 현황 비교 14
표 1-3 산업혁명의 단계별 변화 15
표 2-1 개인사업자와 법인사업자의 종류 및 책임 57
표 2-2 창업지원법상 창업지원제외 업종 68
표 2-3 1인 창조기업 범위에서 제외되는 업종 68
표 2-4 창업을 계획하고 있는 단계에서 고려해야 할 내용 81
표 2-5 제조업 창업 절차별 검토사항 85
표 3-1 창업 아이템 발굴 분석 Check list 예시 95
표 3-2 시장조사 분석 Check list 예시 104
표 3-3 엔젤투자와 벤처캐피탈 비교 121
표 4-1 드론의 형태별 구분 137
표 4-2 드론의 역사 주요 현황 138
표 4-3 모터의 장단점 143
표 4-4 Lipo 배터리 항공 운송 규정 154
표 4-5 분류 및 주요 특성 155
표 4-6 주요 국가별 대표 무인기 현황 160
표 5-1 종별 드론 자격증 취득 기준 171
표 5-2 종별 드론 자격증 활용 범위 172
표 5-3 학과 시험 주요 내용 173
표 5-4 실기시험 주요 내용 173
표 5-5 드론 자격증 취득 공통사항 176
표 5-6 무인비행기 자격증 취득 공통사항 177
표 5-7 무인멀티콥터 자격증 취득 공통사항 178
표 5-8 드론자격증 학과시험 면제기준 180
표 5-9 드론자격증 학과시험 시험과목 및 범위 181
표 6-1 항공안전법 시행규칙 202
표 6-2 항공안전법 위반 시 처벌기준 214
표 6-3 비행 전 준비 및 점검사항 223