제14부 민간 UAS — 기술·운용·응용
14.25 대형 UAS·무인 화물기·무인 여객으로의 경로
14.25.1 이 장에서 배우는 것 / 선수 지식 / 특히 중요한 독자
소형 무인기의 규정(55 lb, 25 kg)은 작아서 위험이 낮다는 전제 위에 서 있다. 같은 기술이 커지면 그 전제가 먼저 무너진다. 이 장은 질량이 커질 때 지상 위험이 어떻게 변하는지를 8.6의 모형으로 계산하고, 미국의 Part 108 제안 규칙(NPRM)과 EU의 인증 범주가 무게와 위험을 어떤 구조로 나누는지를 원문으로 읽는다. 무인 화물기와 무인 여객은 이 사다리의 위쪽 끝이다. 이 책의 방침(BK-04)에 따라 군용 대형 무인기의 설계·운용은 다루지 않는다.
배우는 것:
- 지상 위험의 규모 — 임계 면적은 2 kg 소형 멀티콥터 2.7 m²에서 599 kg(1,320 lb)급 305 m², 4 t급 1,497 m²로 커지고, 사람 밀도 1,000명/km²에서 허용되는 제어 상실률은 $3.8\times10^{-4}$에서 $6.7\times10^{-7}$/FH로 560배 낮아진다(14.25.3.1).
- 미국 제안 규칙의 구조 — Part 108 NPRM(2025-08-07)은 무인기를 1,320 lb 이하로 한정하고 55·110·1,320 lb 세 무게를 운용 유형에 짝짓는다(14.25.2.3).
- EU의 인증 조건 — 설계·생산·유지가 인증되어야 하는 조건은 무게가 아니라 3 m 이상 기체의 집회 위 운용, 사람 수송, 위험물 운반, 위험평가 결과다(14.25.2.4).
- 무인화의 경로 — 사람이 줄어드는 순서와 각 단계에서 바뀌는 규제·안전 논거를 정리한다(14.25.2.5, 해석).
- 상태 — Part 108은 읽은 시점에서 제안 규칙이며 최종 규칙은 2026년 9월 현재 발행되지 않은 것으로 보도된다(2차).
선수 지식: 8.6(위험 정량화), 14.3(농업 항공 면제), 14.2(배송), 14.22(UTM)을 읽었다고 가정한다.
특히 중요한 독자: 정책·법무 담당자는 14.25.2·14.25.4·14.25.8을, 엔지니어는 14.25.3을, 사업 담당자는 14.25.5를, 인증 담당자는 14.25.2.4·14.25.4를 먼저 읽는다.
기준 시점과 정직성. 2026년 11월 기준이다. 원문을 읽은 것: 14 CFR 107.3의 정의와 21.17(eCFR, 2026-11-01 판 요청), FAA Part 108 제안 규칙 NPRM Normalizing Unmanned Aircraft Systems Beyond Visual Line of Sight Operations(90 FR, 2025-08-07, govinfo의 관보 PDF 전문에서 요약 서술·무게 기준 절·허가·증명 절을 검색해 읽었으며 조문 본문 전체의 정독은 아니다), 이행규칙(EU) 2019/947의 제4조·제6조(관보 원문), 위임규칙(EU) 2019/945의 제40조(관보 원문). 2차로만 읽은 것: Part 108 최종 규칙의 상태(검색 요약: 백악관 검토 중, 2026년 9월 시점), 재개방된 의견 수렴(Federal Register 목록의 제목 2건). 읽지 못한 것: Part 108 NPRM의 조문 본문 전체와 의견서, 항공안전법 시행규칙의 무게 구분, ICAO 시카고협약 제8조·부속서 2 부록 4와 RPAS 지침서(17.21), 무인 화물기·원격 조종 항공기의 형식 증명 사례, 한국의 규정. 질량·치수·속도·밀도는 설명용 가정이다. 이 장은 운용 승인 지침이 아니다.
14.25.2 개념·직관
14.25.2.1 규모의 사다리
| 단계 | 예 | 사람의 역할 | 규제의 중심 | 이 책 |
|---|---|---|---|---|
| 소형 UAS | 55 lb 미만 | 원격조종사 1명이 1대(또는 소수)를 감독 | 운용 규칙(Part 107, 개방 범주) | 14.1~14.24 |
| 중형·대형 UAS | 55 lb~1,320 lb | 원격조종사와 운용 센터, 운용자 조직 | 면제·허가, 특정 범주, Part 108 제안 | 이 장 |
| 무인 화물기 | 소형 터보프롭급 | 원격 조종과 높은 수준의 자동화 | 감항 인증 + 운항 허가 | 이 장(해석) |
| 무인 여객 | 승객 수송 | 최종 책임의 이동 | 인증(EU 인증 범주의 조건) | 이 장(해석) |
사다리를 오를수록 규제의 중심이 '운용 규칙'에서 '기체의 인증'으로 옮겨 간다. 읽은 규정이 이를 뒷받침한다. EU는 사람 수송을 위해 설계된 UAS와 3 m 이상으로 집회 위 운용을 설계한 UAS를 처음부터 설계·생산·유지의 인증 대상으로 둔다(2019/945 제40조 1항). 미국 Part 108 제안 규칙은 1,320 lb 이하의 기체에 감항 수락이라는 새 절차를 두며, 그보다 큰 기체는 이 제안 규칙의 범위 밖이다(일부 운용에서 포기가 가능하다고 제안).
14.25.2.2 무게와 규제 경로
| 구분 | 경계 | 근거 |
|---|---|---|
| 소형 무인기 | 이륙 시 55 lb 미만(적재물 포함) | 14 CFR 107.3 |
| 개방 범주 | 최대 이륙 질량 25 kg 미만 | 이행규칙 2019/947 제4조 1항 (b) |
| 55 lb 이상 | 49 U.S.C. 44807 확인과 면제 | NPRM 본문의 서술 |
| 면제의 실제 | 농업 면제가 55 lb 이상 면제의 대부분이며 최대 1,125 lb, 평균 약 500 lb | NPRM |
| Part 108 제안 | 1,320 lb 이하 | NPRM 108.800(b)(3) |
| 인증 경로 | 형식 증명, 특별 등급 항공기(21.17(b)) | 14 CFR 21.17 |
14.25.2.3 미국 Part 108 제안 규칙
NPRM의 서술을 읽은 범위에서 정리한다.
- 범위. UA와 관련 요소(AE)로 이루어진 UAS 가운데 UA가 1,320 lb(탑재물 포함) 이하인 것의 감항 수락을 산업 합의 표준으로 하는 새 절차를 두고, 이 절차를 거친 기체로 일상적인 BVLOS 운용을 면제나 포기 없이 가능하게 한다.
- 1,320 lb의 근거. NPRM은 경량 스포츠 항공기에 전통적으로 사용된 중량이고, JARUS의 SORA와 BVLOS 자문위원회의 권고(최대 운동 에너지에 기반한 JARUS 한계)가 뒷받침한다고 적는다. 55 lb는 Part 107과 같고 110 lb는 55 lb를 넘는 UAS를 면제로 승인한 FAA의 경험에 맞춘다.
- 세 무게와 운용 유형. 위험을 '무게의 범위'로 바꾸기 위해 55·110·1,320 lb를 사용한다. 패키지 배송 허가는 55 lb(108.440(g)), 증명은 110 lb, 농업 허가는 1,320 lb(108.445(c)), 훈련 허가 1,320 lb(108.460(b)), 비행 시험 허가 1,320 lb(108.470(d)), 공익 허가 110 lb(108.455(c)), 항공 측량 허가 110 lb 미만, 레크리에이션 허가 55 lb다. 1,320 lb 상한은 농업·훈련·시연 등에서 제조업체가 신청하면 포기될 수 있다고 제안한다.
- 밀도와의 짝. 허가 운용은 인구 밀도 범주 4·5 위를 날 수 없고, 운용 유형마다 허용하는 밀도 범주와 동시 운용 기체 수가 다르다. NPRM은 110~1,320 lb 기체의 더 높은 밀도 운용에 대한 의견과 자료를 요청한다.
- 상태. NPRM의 의견 수렴은 2025년 10월 6일까지였고, 재개방(2026-01-28)과 연장 거부(2026-02-10)가 관보에 올랐다(목록의 제목, 본문은 읽지 못했다). 최종 규칙은 2026년 9월 시점에 백악관 검토 중이라는 보도가 있다(2차,
확인 필요).
14.25.2.4 EU의 인증 범주
이행규칙 2019/947 제6조 1항은 인증 범주 운용을 기체가 인증되어 있고 운용이 집회 위, 사람 수송, 제3자에게 높은 위험이 될 수 있는 위험물 운반 중 하나의 조건일 때로 정한다(14.1.3.4, 14.19.4.2). 위임규칙 2019/945 제40조 1항은 UAS의 설계·생산·유지가 인증되어야 하는 경우를 다음으로 정한다. (a) 특성 치수 3 m 이상이고 집회 위 운용을 위해 설계된 경우, (b) 사람 수송을 위해 설계된 경우, (c) 위험물 운송을 위해 설계되고 사고 시 제3자 위험을 줄이는 높은 견고성이 필요한 경우, (d) 특정 범주 운용 승인에서 위험평가가 인증 없이는 위험을 충분히 줄일 수 없다고 보는 경우. 제40조 2항은 인증 대상 UAS가 규정 748/2012, 2015/640, 1321/2014의 해당 요건을 준수하도록 한다(각각 감항·인증, 추가 감항 사양, 계속 감항에 관한 규정으로 알려져 있으나 이 장은 본문을 읽지 못했다).
무게는 이 구조에 직접 나오지 않는다. 대신 개방 범주 상한(25 kg)이 하한이고 위로는 특정 범주의 위험평가가 정하며, (d)는 위험평가가 결과적으로 인증을 요구하는 경로를 열어 둔다. 그래서 큰 UAS가 인증을 받아야 하는지는 무게가 아니라 운용의 위험평가 결과(17.17)로 정해진다(해석).
14.25.2.5 무인 화물기와 무인 여객으로의 경로(해석)
이 절은 읽은 규정에서 무엇이 바뀌는지를 구조화한 것이며 사례 문서는 읽지 못했다.
| 단계 | 바뀌는 것 | 규제·안전 논거의 변화 |
|---|---|---|
| 원격 조종 대형 기체 | 조종석의 사람이 지상 원격조종사로 이동 | 링크 상실·지연(1.29.10, 2.2)이 감항·운용의 핵심이 된다 |
| 높은 자동화(자동 이착륙·자율 비행) | 원격조종사의 개입이 감독으로 | 소프트웨어·하드웨어 보증(8.8), 런타임 보증(7.8) |
| 1:N 운용 | 원격조종사 1명이 여러 대 감독 | 운용 센터 인력 모형(14.16) |
| 승객 수송 | 최종 책임의 이동, 구조·비상 | EU 제40조 1항 (b)의 인증, 승객 안전(15.7) |
미국에서 특별 등급 항공기 형식 증명의 근거는 21.17(b)이며 기존 감항 기준이 없는 항공기에 적절하다고 FAA가 판단한 부분의 기준 또는 동등한 안전 수준의 기준을 적용한다(0.7, 17.7). 무인 화물기의 인증이 이 경로를 사용할지는 이 장에서 확인하지 못했다(확인 필요).
14.25.3 원리 — 질량이 지상 위험을 바꾸는 방식
14.25.3.1 임계 면적과 허용 제어 상실률
8.6의 EASA 고충돌각 모형을 그대로 사용한다. 임계 면적은 $A_c=F_s\,\pi\,r_D^{2}$, $r_D=r_p+w/2$, $F_s=\mathrm{clip}(1.4\,E_k^{0.2},\,2,\,7)$($E_k$는 kJ)이고 제어 상실이 한 번 일어날 때의 치사 면적은 $A_c\,P_f$다(여기서는 $P_f=1$, 직접 충돌 치명). 목표안전수준 $10^{-6}$ 명/FH를 만족하는 제어 상실률의 상한은 사람 밀도 $\rho$에서 다음이다.
$$\lambda_{\max}=\frac{\text{TLS}}{\rho\,A_c\,P_f}$$
질량·치수·충돌 속도는 설명용 가정이다.
| 등급 | 질량 [kg] | 치수 [m] | 속도 [m/s] | $E_k$ [kJ] | $F_s$ | $A_c$ [m²] | $\lambda_{\max}$ 10명/km² | 100명/km² | 1,000명/km² |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 소형 멀티콥터 | 2.0 | 0.7 | 20 | 0.40 | 2.00 | 2.7 | $3.8\times10^{-2}$ | $3.8\times10^{-3}$ | $3.8\times10^{-4}$ |
| 55 lb급 | 24.9 | 2.5 | 25 | 7.8 | 2.11 | 15.9 | $6.3\times10^{-3}$ | $6.3\times10^{-4}$ | $6.3\times10^{-5}$ |
| 110 lb급 | 49.9 | 3.5 | 30 | 22 | 2.61 | 34.4 | $2.9\times10^{-3}$ | $2.9\times10^{-4}$ | $2.9\times10^{-5}$ |
| 1,320 lb급 | 599 | 8.0 | 50 | 748 | 5.26 | 306 | $3.3\times10^{-4}$ | $3.3\times10^{-5}$ | $3.3\times10^{-6}$ |
| 소형 터보프롭급 | 3,995 | 15.9 | 65 | 8,439 | 7.00 | 1,497 | $6.7\times10^{-5}$ | $6.7\times10^{-6}$ | $6.7\times10^{-7}$ |
질량이 2,000배(2 kg → 4 t)가 되면 임계 면적은 564배, 에너지는 약 21,000배가 되고 허용 제어 상실률은 같은 밀도에서 564배 낮아진다. 소형 UAS의 기준 설계 상실률 $5.3\times10^{-5}$/FH(8.4.6, 8.6)는 밀도 100명/km²에서 110 lb급까지, 1,000명/km²에서 55 lb급까지만 목표를 만족한다. 599 kg급이 1,000명/km²에서 만족하려면 $3.3\times10^{-6}$/FH가 필요하고 이는 소형 UAS의 설계 수준보다 한 자릿수 이상 낮다. 그래서 같은 설계로 기체만 키울 수 없고, 밀도가 낮은 곳으로 가거나 신뢰도를 올리거나 둘 다 해야 한다. 읽은 NPRM이 무게 세 가지를 운용 유형과 밀도 범주에 짝짓는 것은 같은 논리의 규칙판이다(해석, NPRM은 '위험의 범위'로 설명한다). 이 모형은 사망 확률 1, 낙하 직접 충돌, 질량-치수-속도 가정이며 활공·미끄러짐·건물 차폐는 포함하지 않았다.
14.25.3.2 설계 보증 수준과의 간격
소형 UAS의 제어 상실률 $\sim10^{-5}\text{--}10^{-4}$/FH와 599 kg급이 도심(1,000명/km²)에서 요구하는 $3.3\times10^{-6}$, 4 t급이 요구하는 $6.7\times10^{-7}$/FH의 간격은 한두 자릿수다. 유인 항공기의 치명적 고장 확률 목표(예: $10^{-9}$/FH 수준)와는 더 가깝다(일반 지식, 이 장은 해당 기준 본문을 읽지 못했다). 이 간격이 감항 인증, 소프트웨어 보증(8.8), 정비·품질 체계(14.26)가 무게와 함께 요구되는 이유다. 허용 상실률은 기체 신뢰도만으로 채우지 않고 노선의 밀도로도 채운다. 노선을 인구가 적은 곳(10명/km²)으로 잡으면 4 t급도 $6.7\times10^{-5}$/FH로 소형 UAS 수준의 신뢰도로 목표에 닿는다.
14.25.4 규제
14.25.4.1 미국
- 14 CFR 107.3: 소형 무인기는 이륙 시 55 lb 미만이다.
- 14 CFR 21.17(b): 특별 등급 항공기는 해당 감항 기준이 없으면 FAA가 적절하다고 보는 기준(또는 동등한 안전 수준의 기준)을 적용해 형식 증명을 받는다.
- 면제: NPRM은 55 lb 이상은 49 U.S.C. 44807 확인과 면제로 운용한다고 서술하며, 농업 방제가 대부분이고 BVLOS 면제는 55 lb 이상 UA로 9개 운용자에게 있다고 적는다.
- Part 108(제안): 14.25.2.3.
- 면제와 Part 135(배송)는 14.2·17.6이다. 형식 증명 경로의 eVTOL 사례는 17.7다.
14.25.4.2 EU
14.25.2.4에서 읽은 제6조와 제40조다. 특정 범주 운용 승인의 위험평가(제11조)는 17.17가 다룬다. 인증 범주의 감항·운용 요건 본문은 이 장에서 읽지 못했다(확인 필요, 17.11).
14.25.4.3 한국·ICAO
한국의 무게 구분(초경량비행장치·무인동력비행장치 구분)과 대형 무인기·무인 화물기의 인증·운항 규정은 읽지 못했다(확인 필요, 18.6). ICAO는 시카고협약 제8조(조종사가 없는 항공기의 특별 허가)와 부속서 2 부록 4(국제 RPAS 운용)가 관련되지만 이 장에서는 본문을 읽지 못했다(17.21).
14.25.5 설계·운용의 선택
- ① 질량 대 노선. 질량이 커지면 허용 상실률이 낮아지고, 노선 밀도를 낮추면 완화된다. 사업은 노선의 인구 밀도 분포를 먼저 정해야 한다.
- ② 신뢰도 대 이중화. 상실률을 낮추는 수단은 이중화·고장 허용·낙하산(1.30)이다. 낙하산은 대형 기체에서 비중이 줄어든다.
- ③ 허가 대 증명. NPRM의 허가 운용은 인구 밀도 범주 4·5 위를 날 수 없고 요건이 적다. 증명 운용은 모든 인구 밀도 범주 위의 운용이 가능하다고 패키지 배송 증명 절이 서술하며 요건이 더 많다. 기체 감항 인증(EU 제40조)은 별개의 경로다.
- ④ 자동화 수준. 사람의 개입을 줄이면 인건비가 줄지만 보증 부담이 소프트웨어로 옮겨 간다.
견해: 대형 UAS와 무인 화물기의 사업 계획은 '기체를 먼저 정하고 노선을 맞추는' 순서가 아니라 '노선의 밀도에서 허용 상실률을 거꾸로 구하고 그에 맞는 질량과 신뢰도를 고르는' 순서로 세우는 편이 낫다. 근거는 14.25.3.1의 계산이다. 같은 신뢰도의 기체는 질량이 커질수록 낮은 밀도에서만 목표를 만족한다. 반론은 노선의 밀도는 상업적 선택이 아니라 지리가 정한다는 점이다. 그러나 노선 설계와 비행 고도·경로의 조정이 위험을 바꿀 수 있고, 안전 논거를 인증으로 뒷받침하기 전에 가장 먼저 줄일 수 있는 항목이 밀도라는 점은 변하지 않는다.
14.25.6 세 축 비교
| 비교 축 | 군용 드론 | 민간 UAS | AAM(UAM·RAM·화물) |
|---|---|---|---|
| 질량 범위 | 해당 없음(군용 대형 무인기는 다루지 않음) | 55 lb 미만~1,320 lb(Part 108 제안), 그 이상은 인증 | 무인 화물 AAM(15.26), 유인 eVTOL은 형식 증명 |
| 핵심 변수 | — | 밀도 대 질량의 짝, 신뢰도 | 인증과 운항의 결합 |
| 규칙 | — | 107.3, 21.17(b), Part 108 제안, 2019/945 제40조 | 17.7·17.11 |
| 병목 | — | 인증 경로의 불확실, 최종 규칙 미발행 | 인증 시간, 인프라 |
14.25.7 관련 규격·프로토콜
| 문서 | 발행 | 무엇을 정하나 | 상세 장 |
|---|---|---|---|
| 14 CFR 107.3·21.17 | 미국 연방항공청 | 소형 무인기 정의, 특별 등급 형식 증명 | 17.5·17.7 |
| Part 108 NPRM | 미국 연방항공청 | 비가시권 운용·1,320 lb 감항 수락(제안) | 17.6 |
| 이행규칙 2019/947 제4·6조 | EU | 개방 25 kg, 인증 범주 조건 | 17.11 |
| 위임규칙 2019/945 제40조 | EU | 인증 대상 UAS의 조건 | 17.11 |
| JARUS SORA | JARUS | 운용 위험평가(NPRM이 1,320 lb의 근거로 인용) | 17.17·8.6 |
| DO-178C·DO-254 | RTCA | 소프트웨어·하드웨어 보증(본문은 8.8) | 8.8 |
14.25.8 관련 규제·인증 요구와의 연결
| 이 장의 내용 | 일으키는 규제·인증 요구 | 장 |
|---|---|---|
| 무게별 경로 | 107.3, 55 lb 이상 면제, Part 108 제안, 25 kg | 17.5·17.6 |
| 인증 대상 UAS | 2019/945 제40조, 748/2012 등 | 17.11 |
| 특별 등급 형식 증명 | 21.17(b), 인증기준 수립 | 17.7·20.5 |
| 허용 상실률 | 안전 논거, 설계 보증 | 8.6·8.8 |
| 국제 운용 | 시카고협약 제8조, 부속서 2 부록 4 | 17.21 |
| 책임·보험 | 운송 책임, 지상 제3자 | 18.22·18.24 |
14.25.9 함정과 한계
| 오해 | 실제 | 더 볼 곳 |
|---|---|---|
| 같은 설계로 기체만 키우면 된다 | 같은 밀도에서 허용 상실률이 564배 낮아진다(가정) | 14.25.3.1 |
| Part 108이 시행 중이다 | 제안 규칙이며 최종 규칙은 미발행으로 보도된다(2차) | 14.25.2.3 |
| 1,320 lb 이하는 모두 같은 요건이다 | 운용 유형별로 55·110·1,320 lb가 다르다 | 14.25.2.3 |
| EU는 무게로 인증 여부를 정한다 | 조건은 3 m·사람 수송·위험물·위험평가이다 | 14.25.2.4 |
| 무인 여객 규정이 정립되었다 | 읽은 범위는 EU 제40조 1항 (b)뿐이다 | 14.25.2.5 |
| 한국도 같다 | 읽지 못했다 | 14.25.4.3 |
14.25.10 체크포인트·연구 질문
체크포인트
- 질량·치수·속도에서 임계 면적과 허용 제어 상실률을 계산할 수 있는가?
- 미국 Part 107·면제·Part 108 제안과 EU 개방·특정·인증 범주의 무게 경계를 구별할 수 있는가?
- NPRM의 55·110·1,320 lb가 어떤 운용 유형에 짝지어지는지 설명할 수 있는가?
- EU 위임규칙 2019/945 제40조 1항의 인증 조건 (a)~(d)를 말할 수 있는가?
- 소형 UAS에서 대형 UAS·화물기·여객으로 갈 때 규제의 중심이 어떻게 이동하는지 설명할 수 있는가?
연구 질문(25.7에 모은다)
- Part 108 최종 규칙은 1,320 lb 상한·무게 세 가지·밀도 범주의 짝을 어떻게 확정했는가?
- 대형 무인 화물기는 특별 등급 형식 증명의 어떤 인증 기준을 적용받는가?
- 노선 밀도 분포에서 허용 상실률을 역산하는 운용 설계 방법의 실사례는 무엇인가?
- 한국의 무게 구분과 대형 무인기 규정은 위의 구조와 어떻게 다른가?
1차 출처(이 장)
- 14 CFR 107.3, 21.17 (eCFR, 2026-11-01 판 요청)
- FAA, Normalizing Unmanned Aircraft Systems Beyond Visual Line of Sight Operations, Notice of Proposed Rulemaking (2025-08-07, 90 FR; govinfo 관보 PDF)
- Commission Implementing Regulation (EU) 2019/947 — 제4·6조 (관보 원문)
- Commission Delegated Regulation (EU) 2019/945 — 제40조 (관보 원문)
2차 출처(이 장)
- Part 108 최종 규칙의 상태(검색 요약, 2026년 9월 시점)
다음 장: 14.26 UAS 정비·운영 품질·운영자 관리 — 큰 기체일수록 중요해지는 정비와 품질 체계, 운영자 조직의 요건을 다룬다.