제14부 민간 UAS — 기술·운용·응용

14.17 야간·저시정 운용: 기술 요건과 국가별 규제

14.17.1 이 장에서 배우는 것 / 선수 지식 / 특히 중요한 독자

야간·저시정 운용은 시야 조건이 나빠질 때 기체를 눈으로 보는 일과 다른 항공기에게 보이는 일이 어떻게 달라지는가의 문제다. 센서가 어둠과 안개를 어떻게 투과하는지는 4.11이 다루었으므로, 이 장은 사람의 눈과 규정에 집중한다. 규정이 요구하는 충돌 방지등이 물리적으로 무엇을 뜻하는지, 야간이 하루 중 얼마나 되는지, 미국의 야간·시정 규정과 FEMA 포기·승인서의 조건이 무엇인지를 읽는다. 야간 운용이 허용되면 사업 가능 시간이 늘어나므로 그 크기도 계산한다.

배우는 것:

충돌 방지등의 가시 거리 — 시정 3 SM에서 3 SM 거리로 보이려면 233 cd(문턱 가정)가 필요하고, 시정 1 SM에서는 사실상 불가능하다(14.17.3.1).
야간 시간 — 위도 37.5°에서 야간(일몰 30분 뒤~일출 30분 전)은 6월 8.2 h, 12월 13.4 h다(14.17.3.2).
야간 승인의 사업 가치 — 12시간 운영 창(08~20시)에서 12월의 야간 비중은 23 %다(14.17.3.3).
미국 규정 — 107.29의 야간·시민박명, 107.51(c)(d)의 시정·구름 한계(14.17.4.1).
FEMA 포기·승인서의 야간 조건 — 야간 교육, 충돌 방지등, 비행 시정 1 SM(14.17.4.2).

선수 지식: 4.11(야간·저시정 항법과 감지), 6.3(전자광학 영상 센서, 6.3.7의 노출)을 읽었다고 가정한다.

특히 중요한 독자: 사업 담당자는 14.17.3.3·14.17.5를, 엔지니어는 14.17.3을, 정책·법무 담당자는 14.17.4·14.17.9를, 인증 담당자는 14.17.4·14.17.8을 먼저 읽는다.

기준 시점과 정직성. 2026년 11월 기준이다. 원문을 읽은 것: 14 CFR 107.29 전문과 107.51 전문(eCFR, 2026-11-01 판 요청), FAA 포기·승인서 91.113-2026-00722의 특별 조건 13·14·19·20(14.7), EU 이행규칙 2019/947 본문과 부속서에서 야간 관련 조항 검색(2019년 판, 해당 어휘를 찾지 못했다). 읽지 못한 것: EU 위임규칙 2019/945의 클래스별 조명 요건, 한국의 야간 비행 규정(비행 승인·특별비행승인 조건), 충돌 방지등의 광도 규격(FAA 권고·SAE 등), 야간 시각의 인간요소 문헌. 알라르 법칙의 조도 문턱(2×10⁻⁷ lx)과 코슈미더 투과 모형, 태양 적위 근사는 설명용 가정이며 균시차와 지형은 반영하지 않았다. 이 장은 운용 승인 지침이 아니다.

14.17.2 개념·직관

14.17.2.1 규정이 막는 것

야간 규정은 두 가지를 겨냥한다. 하나는 조종사가 기체를 볼 수 있는가(자세·방향 판단), 다른 하나는 다른 항공기가 기체를 볼 수 있는가(충돌 방지등)다. 낮의 규정(14.15의 시야 내 운용)이 조종사 쪽이라면 충돌 방지등은 다른 항공기 쪽이다. 저시정 규정(비행 시정, 구름 이격)은 두 가지에 모두 해당한다.

14.17.2.2 센서와 사람의 차이

4.11은 열화상·근적외선·레이더가 어둠과 안개를 어떻게 투과하는지를 계산했다. 그러나 규정은 대부분 사람의 눈을 기준으로 쓰였다. 열화상 센서를 갖춰도 107.29가 요구하는 충돌 방지등과 야간 교육은 면제되지 않는다. 센서는 비행 능력을 늘리고 규정은 별도로 충족해야 한다.

14.17.3 원리 — 빛과 시간을 계산한다

14.17.3.1 충돌 방지등의 가시 거리

점광원의 광도 $I$[cd]가 거리 $R$에서 만드는 조도는 알라르 법칙 $E=I\,e^{-\sigma R}/R^{2}$이고, 대기 소광 계수는 기상 시정 $V$에서 $\sigma=3.912/V$(코슈미더, 대비 2 %)다. 관측자가 점광원을 보는 최소 조도(문턱)를 $E_t=2\times10^{-7}$ lx(암순응, 가정)로 두면 가시 거리는 $E=E_t$의 해다.

시정	50 cd	200 cd	500 cd	2,000 cd
1 SM(1.6 km) [km]	1.79	2.19	2.47	2.91
3 SM(4.8 km) [km]	3.63	4.70	5.46	6.68
6 SM(9.7 km) [km]	5.35	7.26	8.66	10.93
12 SM(20 km) [km]	7.55	10.90	13.44	17.70

충돌 방지등의 가시 거리. 점광원 조도 문턱 2×10⁻⁷ lx와 코슈미더 대기 투과(σ=3.912/V)에서 알라르 법칙 I·e^(−σR)/R²=E_t를 푼 거리이다. 시정 3 SM(4.83 km)에서 3 SM 거리로 보이려면 233 cd, 시정 6 SM이면 33 cd, 시정 1 SM이면 약 5.8×10⁵ cd가 필요해 사실상 불가능하다. 문턱이 10배 높으면(배경이 밝으면) 필요 광도도 10배(2,331 cd)이다. 광도를 올려도 시정 1 SM에서는 가시 거리가 2~3 km에서 머문다. 문턱과 투과 모형은 설명용 가정이다.

시정 3 SM에서 3 SM(4.83 km) 거리로 보이려면 233 cd가 필요하다. 시정이 6 SM이면 33 cd, 12 SM이면 12 cd로 줄고, 1 SM이면 약 5.8×10⁵ cd가 필요해 사실상 불가능하다. 107.29가 요구하는 "3법정마일에서 보이는" 충돌 방지등은 청명한 시정에서의 설계 요건이며 시정이 나쁘면 가시 거리가 2~3 km에서 머문다. 문턱이 10배 높으면(배경이 밝은 도시) 필요 광도도 10배(233 cd에서 2,331 cd)가 된다. 이 값은 요건의 크기 감각이며 규격의 시험 방법이 아니다(확인 필요).

14.17.3.2 하루 중 야간의 길이

107.29는 야간을 시민박명 밖의 밤으로 다룬다. 시민박명은 공식 일출 전 30분과 공식 일몰 후 30분이다(107.29(c)). 따라서 야간의 길이는 $24-\text{낮 길이}-1$ h다. 태양 적위 근사와 공식 일몰(태양 중심 −0.833°)로 태양시 기준 계산한 결과는 다음과 같다.

위도	낮 길이 3/21·6/21·12/21 [h]	야간 3/21·6/21·12/21 [h]
37.5°(서울)	12.1·14.8·9.6	10.9·8.2·13.4
47.5°	12.1·16.0·8.4	10.9·7.0·14.6
60°	12.1·18.9·5.9	10.9·4.1·17.1

위도별 하루 중 야간의 길이(일몰 30분 뒤부터 일출 30분 전, 14 CFR 107.29의 시민박명 규정). 위도 37.5°는 6월 21일 8.2 h, 3월 21일 10.9 h, 12월 21일 13.4 h이고 위도 60°는 12월 17.1 h, 6월 4.1 h이다. 태양 적위 근사와 공식 일몰(태양 중심 −0.833°)을 태양시로 계산했으며 균시차와 지형은 포함하지 않았다.

위도 37.5°에서 12월의 야간은 6월의 1.6배(13.4 h 대 8.2 h)다. 위도가 높을수록 계절 차가 커진다. 이 계산은 균시차·지형·기상을 포함하지 않았다.

14.17.3.3 야간 승인의 사업 가치

사업 운영 창이 08~20시(태양시, 12시간)라고 하면 창 안의 야간 시간은 위도 37.5°에서 6월 0.12 h, 3월 1.45 h, 12월 2.71 h다. 따라서 야간 운용 승인이 12월의 운영 가능 시간을 23 %(2.71/12) 늘린다. 위도 47.5°에서는 27 %다. 배송(14.2)·치안(14.6)처럼 저녁 수요가 큰 응용에서 야간 승인은 겨울 사업 시간의 약 4분의 1을 정한다. 반대로 방제(14.3)처럼 새벽 작업이 필요한 응용에서는 일출 전 박명 구간이 문제가 된다.

14.17.4 제도

14.17.4.1 미국 14 CFR 107.29·107.51

14 CFR 107.29의 하루 구분. 공식 일몰 뒤 30분까지와 공식 일출 전 30분은 시민박명이어서 3법정마일에서 보이고 점멸 속도가 충돌을 피하기에 충분한 충돌 방지등이 필요하고(107.29(b)(c)), 그 밖의 밤(야간)에는 2021-04-06 이후의 야간 지식시험·교육 이수와 같은 조명이 필요하다(107.29(a)). 원격조종사는 운용 조건상 안전에 이로우면 충돌 방지등의 밝기를 줄일 수 있으나 끌 수는 없다. 그림의 폭은 대략적인 개념이며 실제 길이는 위도와 계절에 따라 다르다(14.17.3.2).

107.29(a)는 야간 운용을 (1) 원격조종사가 2021-04-06 이후의 지식시험 또는 교육을 이수하고 (2) 기체에 3법정마일에서 보이고 점멸 속도가 충돌을 피하기에 충분한 충돌 방지등이 있을 때만 허용한다. 원격조종사는 운용 조건상 안전에 이로우면 밝기를 줄일 수 있으나 끌 수는 없다. (b)는 시민박명에도 같은 충돌 방지등을 요구하고 (c)가 시민박명을 일출 전 30분과 일몰 후 30분으로 정의한다. (d)는 2021-04-21 이전에 발급된 야간 포기를 2021-05-17 이후 사용하지 못하게 했다. 107.51(c)는 관제소 위치에서 본 비행 시정이 3 SM 이상이어야 하며 비행 시정은 "낮에는 두드러진 비조명 물체를, 밤에는 두드러진 조명 물체를 보고 식별하는 평균 경사 거리"라고 정의한다. 107.51(d)는 구름 아래 500 ft, 수평 2,000 ft 이격을 요구한다(14.4.5.1의 107.51).

14.17.4.2 FEMA 포기·승인서

14.7의 포기·승인서는 특별 조건 13으로 어둠이 만드는 착시를 알아보고 극복하는 교육과 야간 시력을 낮추는 생리 조건에 대한 교육(문서화)을 요구하고, 특별 조건 14로 주야 모두 충돌 방지등을 작동시켜 시민박명·야간에 3 SM의 가시성을 요구하며 밝기는 줄일 수 있다고 한다. 특별 조건 19는 이륙·착륙 위치에서 본 비행 시정을 1 SM 이상, 20은 구름을 피하라고 한다. 즉 공공 기관 문서는 107.51(c)의 3 SM보다 완화된 1 SM을 허용하되(문서 조건 안에서) 조명은 같은 3 SM을 요구한다. 14.17.3.1의 계산은 시정 1 SM에서 3 SM 거리 가시성이 물리적으로 어렵다는 것을 보이므로, 문서의 3 SM 요구는 청명한 시정의 설계 요건으로 읽어야 한다.

14.17.4.3 EU와 한국

EU 이행규칙 2019/947의 본문과 부속서에서 야간 조항을 찾지 못했다(확인 필요, 위임규칙 2019/945의 클래스별 조명 요건과 회원국 규정, 17.11·17.18). 한국의 야간·저시정 비행 승인 조건은 읽지 못했다(확인 필요, 18.6).

14.17.5 설계·선택의 트레이드오프

① 광도. 광도를 올리면 가시 거리가 늘지만 시정이 나쁘면 이득이 작고(시정 1 SM에서 2,000 cd도 2.91 km), 전력·질량이 는다(1.19).
② 센서 대 규정. 열화상·근적외선은 비행 능력을 늘리지만 조명·교육 요건을 대체하지 않는다(14.17.2.2).
③ 야간 승인 범위. 운영 창에 야간이 차지하는 비중(겨울 23 %)이 승인 비용을 정당화하는지 따진다(14.17.3.3).

견해: 야간 운용의 가치 평가는 "야간 비행이 가능한가"가 아니라 "운영 창에서 야간이 차지하는 비율과 시정에서의 조명 한계"로 하는 편이 낫다. 근거는 14.17.3.2·14.17.3.1이다. 위도 37.5°의 겨울 저녁은 운영 창의 23 %가 야간이고, 규정이 요구하는 3 SM 가시성은 청명한 시정에서만 달성된다. 반론은 이 계산이 태양시·문턱 가정에 의존한다는 점이다. 그래도 야간 승인을 신청하기 전에 운영 창과 지역의 시정 통계를 먼저 보는 편이 낫다고 본다.

14.17.6 세 축 비교

비교 축	군용 드론	민간 UAS(야간·저시정)	AAM(UAM·RAM·화물)
목적	해당 없음	사업 운영 시간 확대, 새벽·저녁 작업	해당 없음(운항증명의 야간 규정)
핵심 변수	—	충돌 방지등, 야간 비중, 시정	—
규제	—	107.29·107.51, 공공 기관 포기·승인서, EU·한국 확인 필요	—
병목	—	조명 요건, 교육, 승인	—

14.17.7 관련 규격·프로토콜

문서	발행	무엇을 정하나	상세 장
14 CFR 107.29·107.51	미국 연방항공청	야간·박명·시정·구름 이격	17.5
FAA 포기·승인서 91.113-2026-00722 특별 조건 13·14·19·20	미국 연방항공청	공공 기관의 야간 교육·조명·시정(예시)	14.7
위임규칙 2019/945	EU	클래스별 기술 요건(조명 포함, 본문 읽지 못함)	17.18
항법·감지 센서	—	야간·안개 투과	4.11·6.4

14.17.8 관련 규제·인증 요구와의 연결

이 장의 내용	일으키는 규제·인증 요구	장
야간 운용	야간 교육, 충돌 방지등	18.6
비가시권 야간	비가시권 승인과 함께 요구	14.15
시정 한계	비행 시정·구름 이격	14.4.5.1
도시 야간 비행	소음·민원	1.31·18.26
야간 쇼	군중·낙하 구역	14.5

14.17.9 함정과 한계

오해	실제	더 볼 곳
충돌 방지등은 3 SM에서 항상 보인다	시정 3 SM에서 233 cd가 필요하고 1 SM에서는 불가능하다(가정)	14.17.3.1
열화상 센서가 있으면 야간 규정이 면제된다	조명·교육 요건은 별도로 충족해야 한다	14.17.2.2
야간은 일몰부터다	107.29는 일몰 후 30분까지를 시민박명(조명만 필요)으로 구분한다	14.17.4.1
겨울과 여름의 야간은 비슷하다	위도 37.5°에서 13.4 h 대 8.2 h다	14.17.3.2
한국·EU도 미국과 같다	읽지 못했다	14.17.4.3
이 장의 광도는 규격 값이다	설명용 가정(문턱 2×10⁻⁷ lx)이다	14.17.3.1

14.17.10 체크포인트·연구 질문

체크포인트

알라르 법칙으로 시정과 광도에서 가시 거리를 구할 수 있는가?
시민박명과 야간의 구분과 요건 차이를 말할 수 있는가?
위도·계절에 따른 야간 길이를 계산할 수 있는가?
운영 창에서 야간 승인의 가치를 계산할 수 있는가?
107.51(c)의 비행 시정 정의와 FEMA 포기·승인서 조건의 관계를 설명할 수 있는가?

연구 질문(25.7에 모은다)

충돌 방지등의 광도·점멸 사양이 실제 시정 조건에서 다른 항공기에게 어느 거리에서 보이는지 실측한 자료가 있는가?
한국·EU의 야간 운용 승인 조건은 107.29와 어떻게 다른가?
야간 운용 사고의 원인(착시·방향 상실·조명)은 공개 사고 자료에서 어떻게 분포하는가?
도시 야간 비행의 소음·민원 수용성은 주간과 어떻게 다른가?

1차 출처(이 장)

14 CFR 107.29, 107.51 (eCFR)
FAA, Certificate of Waiver and Authorization No. 91.113-2026-00722 (FEMA), 특별 조건 13·14·19·20
Commission Implementing Regulation (EU) 2019/947 (관보 원문 2019년 판, 야간 조항 검색)

다음 장: 14.18 사람 위·군중 위·도심 운용 — 조명 조건과 별개로 사람 위 비행의 범주와 증거를 다룬다.