[항공드론] 2화. ‘K-드론’ 기술, 어디까지 왔을까?

안녕하세요. 한국항공우주연구원 1호 연구소기업인 주식회사 나르마 대표 권기정입니다. 최근에 우크라이나와 이스라엘에서 일어난 전쟁을 통해 드론이 이슈가 되었고, 앞으로 드론이 우리의 일상에 많은 영향을 끼칠 것을 알게 되었습니다. 전쟁 관련 뉴스를 보시면서 드론이 최근 전장에서 엄청 큰 역할을 하고 있음을 들으셨을 텐데요, 오늘은 이러한 드론에 대해서 기술적인 내용을 설명 드리고자 합니다.

드론의 개발 역사

우선 시작에 앞서 용어를 한 번 정리를 해야겠습니다. 우리는 ‘드론’이라는 단어와 ‘무인기’라는 단어를 가끔씩 듣는데요, 국어학적으로 두 단어는 완전히 동일한 뜻을 가지고 있습니다. 즉, 무인기가 드론이라는 얘기죠. 그런데 많은 일반인들은 드론 하면 작고 카메라가 달려있고 공중에 잘 머무르는 특징을 가진 것을 상상하죠. 무인기라고 하면 미국에서 개발한 아주 큰 정찰용 드론을 떠 올리곤 하죠.

군사용 드론은 벌써 수십년도 더 전부터 개발을 시작하여 선진국에서는 이미 실전에서 활용을 하고 있습니다. 일반인들이 쉽게 보기 힘들기 때문에 잘 알려지지 않았던 것이었습니다. 그런데 일반인들이 드론을 좀 더 잘 알려지게 된 계기가 있습니다. 그 시초가 바로 중국 DJI사의 사진 촬영용 드론입니다. 원래 DJI는 카메라 회사라고 합니다. 회사 대표가 “새의 눈으로 세상을 보고싶다”라는 생각을 가지고 자기가 개발한 카메라를 하늘로 가져 올라갈 방법을 찾은데서 비롯되었다고 합니다.

그런데 생각만 가진다고 원하는 대로 되지는 않겠죠. 그 당시 일본의 닌텐도사에서 아주 획기적인 센서를 개발했습니다. 바로 닌텐도 오락기에 들어가는 초소형 자이로와 가속도 센서인데요, 이 센서는 자세와 움직을 측정하는 것으로 예전부터 사용이 되어온던 것인데 덩치가 크고 무게가 무거워 큰 항공기에서만 사용할 수 있었습니다. 오락기에 들어가는 것은 무게도 가볍고 작고 저렴해야하는데 이 모든 것을 닌텐도가 해결을 했습니다.

우라나라에서의 드론 개발

이렇게 우리 일상생활 속으로 한 발짝 더 다가온 드론, 우리나라에서는 누가 무엇을 개발하고 있는지 한 번 알아볼까요? 산학연 측면에서 한번 알아보겠습니다. 기업에서는 대한항공, 한국항공 등 대기업 방산 업체와 유콘, 네스앤텍과 같은 중소기업이 대표적인 드론 제조회사입니다. 학교로는 국내 항공 우주 공학과와 드론 공학과를 보유하고 있는 대학과, 전기전자공학과에서 드론 개발을 많이 하고 있습니다. 그리고 연구소는 한국항공우주연구원, 한국전자통신연구원이 드론 개발을 주도하고 있습니다.

한국항공우주연구원에서는 1989년도 설립 이래 무인기 분야를 꾸준히 연구해오고 있는데요, 그 중에서 2002년도에 시작해서 14년 동안이나 연구를 해온 분야로, 스마트무인기 사업이란게 있습니다. 그럼 이 당시 어떻게 스마트무인기 사업을 시작하게 되었는지 설명해보겠습니다. 앞서 설명 드린 ‘드론’이란 것은 수직이착륙이 가능하고 카메라를 가지고 공중에 가만히 떠 있는 것에는 아주 좋지만 멀리 비행을 하는 것은 매우 비효율적입니다. 날개가 없기 때문이죠. 군용으로 사용되는 드론은 대부분 활주로에서 이착륙을 하는 날개를 가진 비행기 형상을 가지고 있기 때문에 멀리 오랫동안 비행이 가능한 장점을 가지고 있습니다. 하지만 별도의 이착륙 장치를 가지고 있어야 하고 운용 인력도 여럿 필요한 불편함을 가지고 있습니다.

두 가지 형태의 드론이 가지고 있는 단점이 사실상 활용 분야를 아주 제한을 하고 있는데요, 이를 극복하기 위해서는 수직으로 이착륙을 하고 비행기처럼 날아다닐 수 있는 드론이 필요하게 된 겁니다. 근데 이러한 기체를 개발하려면 고도의 항공기술이 필요한데 드론 기술 선진국에서도 많이 성공을 못한 기술입니다. 현재까지 다양한 형태의 수직이착륙 무인기가 개발이 되었는데 그것들 조차도 치명적인 단점을 가지고 있습니다. 대부분 바람에 대한 약점으로 좋은 날씨에만 비행을 할 수 있다는 것입니다.

한국항공우주연구원에서 개발에 성공한 스마트무인기는 틸트로터라는 아주 특별한 기술을 채택하고 있는데 이 기술은 미국의 벨헬리콥터사와 더불어 항우연만 보유하고 있는 기술입니다. 이 기술은 개발이 어렵고 시스템도 복잡해서 일부 부정적인 의견을 가진 분들도 계시긴 하지만, 인류가 상상할 수 있는 꿈의 기술임에는 틀림이 없습니다. 세계 여러 나라에서 개발을 시도하고 있는 수직이착륙 무인기 분야는 한국이 선두를 달리고 있는 만큼 앞으로도 상용화를 통해 이 위치를 굳건히 다지는 것이 중요하겠죠.

앞으로의 전망

드론은 군사용이나 사진촬영 이외에도 여러 분야에서 활용이 가능한데 그 중에서 드론 택배와 사람을 나르는 UAM이 앞으로 기대되는 분야입니다. 그 중에서 드론 택배 만큼은 정부에서도 올해를 상용화의 원년으로 삼고 있고 국내 기업들이 이에 발맞춰 노력을 같이 하고 있습니다. 항우연이 개발한 틸트로터 기술은 택배에 활용되는 드론에 있어 가장 중요한 기술로 인식이 되고 있고 이를 상용화 하는 기업도 있는 만큼 반드시 상용화에 성공하리라 기대가 됩니다.

우리는 1960년대인 베이비붐 세대 때 교육의 시대를 거치면서 급격한 경제 성장을 이루었고, 1980년대 연구 시대를 거치면서 선진국에 못지않은 기술을 보유한 선진국이 되었습니다. 이제는 교육과 연구를 넘어 혁신의 시대로 반드시 나아가야 합니다. 혁신은 연구 결과물이 우리의 일상으로 들어왔을 때, 즉 상용화가 되었을 때 얻을 수 있는 자격입니다. 한국에서 개발한 수직이착륙기 기술이 우리의 일상 생활에 들어오는 날을 손꼽아 기대해봅니다.

(목소리 재능기부: 전예희 학생)