한국산 '글로벌 호크' 양산 멀지 않았다

 

전쟁 중 적진에 가까이 다가가 정찰을 해야 할 때, 기상이 나쁜 날 해안을 감시할 때, 접근하기 어려운 산불 현장에서 진화 작업을 해야 할 때…. 사람이 직접 비행기를 타고 공중에서 일을 수행하기에는 위험한 경우가 많다. 그래서 개발된 것이 바로 무인항공기이다. 무인항공기는 민간·군사 분야에서 활용도가 높아 각광을 받고 있다. 하지만 개발이 쉽지 않다. 무선으로 조종을 해야 하고, 재해지역·산악지대 등 어려운 조건에서도 제대로 작동을 해야 하기 때문이다. 무인항공기 개발의 선두주자는 역시 미국 등 선진국이다. 하지만 최근에는 국내에서도 연구가 활발하게 진행되고 있다.

◆국내 기업·대학·연구소 잇따라 개발 나서

KAIST 항공우주공학과 권세진·심현철 교수 연구팀은 최근 수소 연료전지로 움직이는 소형 무인항공기를 개발해 시험비행에 성공했다.

한번 충전에 10시간 이상 비행이 가능한 이 비행기는 동력원이 수소 연료전지여서 배터리를 사용하는 미군의 무인정찰기(40~60분)보다 더 오래 날 수 있는 것이 장점이다. 수소 연료전지는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 발생시키는 장치. 물에 전기를 가해 수소와 산소로 분리하는 전기분해의 역 과정이다.

이 연료전지 무인항공기는 무게 2㎏(연료전지시스템 750g 포함)에 가로 1.2m, 세로 0.7m로 미군이 사용하고 있는 무인감시정찰기와 비슷한 크기다. 연구팀은 2년 내 상용화를 목표로 하고 있으며, 장시간 비행에 적합하도록 원격조종장치 대신 스스로 비행하는 자동조종장치도 개발할 계획이다.

이에 앞서 대한항공도 지난 8월 근접 감시용 무인항공기 시험 비행에 성공했다. 5명 내외의 운용 인력으로 반경 40㎞ 이상을 2시간30분 동안 실시간으로 감시·정찰할 수 있다. 비행체에 26배 확대 감시 카메라를 장착, 지상 통제소에서 실시간 관찰이 가능하다. 비행체 3대와 지상통제장비를 포함한 지원장비를 3.5t 트럭 2대에 탑재, 원하는 지역으로 이동해 임무를 수행할 수 있는 기동성도 갖추고 있다. 이 무인항공기는 산업자원부 지원을 받아 2004년 9월 개발에 착수, 3년여 만에 시험 비행에 성공한 것으로, 해안 감시 및 정찰용으로 활용될 예정이다.

이 무인항공기는 엔진을 제외한 비행체 및 통신장비 등이 국산 기술에 의해 개발됐다. 대한항공 항공기술연구원이 개발 총괄과 함께 비행체 개발과 지상장비 통합, 비행시험을 주관했다. 유콘 시스템과 STX, 마이크로 인피니티 등이 각각 운용임무 통제장비와 통신장비, 항법장비 개발을 맡았다. 대한항공 조항진 항공우주사업본부장은 “국산화율이 97%가 넘는 국내 독자 고유모델”이라고 말했다.
무인항공기에는 정찰 등 임무에 필요한 장비, 통신 장비, 비행 제어 시스템, 항법 장비가 실린다. 비행 중인 무인항공기는 지상에서 무선통신장비로 통제한다. 무인항공기는 입력된 프로그램에 따라 비행을 한다. 비행기가 위급한 상황에 빠지면 자체 내장 프로그램에 의해 위험 상황을 피해 안전지대로 빠져 나오는 자동화 시스템도 구축돼 있다.

대한항공은 앞으로 2단계 사업을 통해 군사용으로도 사용이 가능하도록 성능을 개선한다는 계획이다. 대한항공은 “무인항공기가 민간·군사용으로 활용될 경우 앞으로 10년간 약 5400억원의 수입 대체 효과와 3500억원 상당의 수출이 가능할 것으로 예상된다”고 말했다.

전문가들도 우리나라는 산악 지형이 많고, 큰 활주로 확보가 쉽지 않아 무인항공기의 활용도가 높을 것으로 보고 있다.

◆항공우주연, 수직 이·착륙 무인항공기 연구

한국항공우주연구원에서는 ‘지능형 무인항공기’ 개발이 한창이다. 이 무인항공기는 ‘틸트 로터형’이다. 헬리콥터처럼 수직으로 이·착륙하고, 비행할 때에는 프로펠러를 앞 방향 90도로 완전히 꺾어 앞으로 날아가는 형태다. 이 프로젝트는 산자부의 21세기 프런티어 사업으로 선정돼 개발이 진행 중이며, 2012년까지 개발을 마칠 계획이다. 국내 기업·대학 등 20여 개 기관 300여 명의 연구진이 개발에 참여하고 있다.

이 지능형 무인항공기는 동체 길이가 5m로, 계획대로라면 최고 시속 500㎞로 5시간 동안 날며 각종 임무를 수행할 수 있다. 주·야간 자율비행뿐 아니라 충돌을 감지하고 피하는 기능도 갖추게 된다. 대기 측정, 방사능 추출, 해양·하천 오염 감시와 산불·재해지역 감시, 밀입국 감시, 군사·해양경찰 등의 감시·정찰활동 등 활용 분야도 다양하다. 인공위성과 상호 보완적으로 사용될 수도 있다.

장성섭 한국항공우주산업 개발본부장은 “한국인은 손기술이 좋고, IT(정보·통신)기술이 발달해 있어 무인항공기 등 첨단 비행기 제작에 적합한 환경을 갖추고 있다”고 말했다.

◆미국, 이라크전 등에서 무인항공기 활용

무인항공기 개발은 군사 강국인 미국이 앞서나가고 있다. 미국은 이라크·아프가니스탄전(戰)에서 무인항공기로 톡톡한 효과를 봤다.

미국에서 만든 무인항공기 ‘글로벌 호크’는 지상 20㎞ 상공에서 38~42시간 동안 비행하면서 첨단 레이더와 적외선 탐지장비 등을 통해 지상에 있는 30㎝ 크기의 물체까지 파악할 수 있는 전략무기다. 작전 반경이 5500㎞에 달한다.

영국 방산업체 퀴네틱(Qinetiq)은 지난 9월 “자체 개발한 초경량 태양광 무인 항공기 제퍼(Zephyr)가 54시간 동안 비행에 성공, 이 분야 최장 비행기록을 기록했다”고 발표했다. 기존 이 분야 최장 비행기록은 글로벌 호크가 2001년 세운 30시간이었다.

무게 31㎏, 폭 18m인 제퍼는 낮에는 태양광 에너지로 비행하고, 밤에는 낮에 충전한 에너지를 이용해 비행을 한다. 태양광 무인 항공기는 향후 인공위성을 대신해 지구를 관측하거나 통신·군사용으로 이용될 것으로 보인다. 또 화성 등 우주 탐사에도 활용될 수 있을 것으로 외신은 전망했다.