영역 확장하는 무인 비행기의 세계

‘성공 네 번 비행 목요일 오전 모두 21마일 맞바람 평지출발 엔진동력만으로 평균속력 31마일 최장 57초 신문사에 알리기 바람 크리스마스에 귀가 오빌 라이트’ 1903년 12월 17일 미국 노스캐롤라이나 키티호크에서 오빌 라이트는 오하이오에 있는 아버지에게 ‘비행 성공’에 관한 짤막한 전보를 보냈다. 라이트 형제가 인류 최초로 자체 동력을 가진 비행 기계를 발명해 하늘을 나는 데 성공한 뒤 통신과 컴퓨터, 항법장치 등 다양한 기술의 발달로 항공기술은 눈부시게 발전하고 있다. 현재 가장 주목받고 있는 것 중 하나는 조종사 없이 먼 거리까지 안전하게 여행할 수 있는 미래 비행기의 개발이다.





●‘드론’만 무인기가 아니다

지난달 200여명의 사망·실종자를 낸 중국 텐진항 폭발사고 현장소식을 실시간으로 접할 수 있었던 것은 ‘드론’ 덕분이었다. 무인기라고 하면 많은 사람이 드론을 떠올리는 것은 이렇게 일상의 뉴스 등에서 쉽게 접할 수 있기 때문이다.

무인기의 사전적 정의는 ‘조종사가 탑승하지 않은 상태에서 지상에서 원격조종이나 사전에 입력된 프로그램 또는 비행체 스스로 주위환경을 인식하고 판단해 자율적으로 비행하는 비행체’다. 화물이나 여객 수송 목적이 아닌 전투나 정찰 임무에 사용되는 무인기는 라이트 형제가 비행에 성공한 지 얼마 되지 않은 1910년대부터 개발돼 활용될 정도로 역사가 길다.

무인기는 단순히 항공기라는 하드웨어뿐만 아니라 임무장비, 지상 지원체계, 데이터 전송체계, 지상 통제장비 등 소프트웨어를 포함하는 통합시스템으로서 의미를 갖는다.

무인기의 장점은 정찰, 전투, 물류수송, 연구개발 등 임무에 따라 탑재체를 장착하고 원격조종, 반자동, 자동조종 또는 이 세 방식을 적절히 조합해 작동시킬 수 있다는 것이다. 무인기는 중량, 비행고도, 체공시간, 비행반경에 따라 종류가 다양한데 비행형식에 따라서는 ‘고정익 무인기’, ‘회전익 무인기’, ‘유인기 전환 무인기’ 등 세 종류로 구분한다. 드론은 회전익 무인기로 분류된다.

고정익 무인기는 일반 비행기나 글라이더처럼 날개를 갖고 비행하는 무인기로 비행 체공시간이 길어 장거리 비행이 가능하기 때문에 정찰·감시 등 군사용으로 많이 쓰인다. 드론이나 무인헬기, 틸트로터같이 회전날개를 이용하는 회전익 무인기는 수직 이착륙, 제자리 비행이 가능해 기상관측, 산불감시, 연구개발 등 민간 분야의 활용도가 높다. 유인기 전환 무인기는 기존에 사람이 타고 움직이는 유인비행기를 무인기로 전환시킨 것으로 고정익 전환기와 회전익 전환기로 나뉜다.

●송전탑 감시·고고학 유적지 발굴까지

무인기는 처음 개발됐을 때 정찰과 감시 등 주로 군사용으로 사용됐다. 그렇지만 교통·물류·구조·통신·농업 등 민간 분야의 수요가 증가함에 따라 활용분야가 점차 다양해지고 있다.

국제무인시스템협회(AUVSI)에 따르면 현재 무인기는 전체 항공시장의 성장을 주도하고 있다. 전 세계 시장 규모가 지난해 53억 달러(약 6조 3138억원)에서 2023년에는 125억 달러(약 14조 8912억원)로 확대될 것으로 예상된다.

군사분야에서는 감시 및 정찰, 저고도 비행을 통한 핵심부 타격, 근접전투 지원, 전자전, 물자수송 및 부상병 이송 등에 활용하기 위한 연구가 활발하다. 공공분야에서 인력을 투입했을 때 드는 시간이나 비용을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이 때문에 주로 위험 현장에 대한 감시, 수색 및 구조 작업뿐만 아니라 송전탑 감시, 심지어는 고고학 유적지 발굴에도 활용될 것으로 예상된다.

산업에서는 무인기가 더욱 적극적으로 활용되고 있다. 농업부문에서는 농경지 지형에 따른 작황 예측과 병충해 관리 등 정밀 농업을 위한 디지털 영상자료 및 관측데이터 확보에 활용하기 위한 연구가 활발하다. DHL이나 아마존 같은 글로벌 물류기업들은 무인기를 이용해 배송서비스를 준비하고 있기도 하다. 페이스북은 ‘아퀼라’라는 무인비행체를 이용해 아프리카나 아마존 밀림 같은 오지에 무선 인터넷 서비스를 제공하는 방안을 추진하고 있다.

●무인기 시장 선점 위한 국내 연구도 활발

우리나라도 정부출연연구기관인 한국항공우주연구원을 중심으로 무인기 개발에 적극적으로 나서고 있다. 항우연은 지난달 11일 성층권역에서 장기 체공할 수 있는 고고도 장기 체공 전기동력무인기를 개발해 비행에 성공하는 등 다양한 형태의 무인기 개발을 진행 중이다.

항우연이 개발한 ‘틸트로터 TR-60’은 헬리콥터와 일반 비행기의 장점이 수직 이착륙과 고속 비행이 모두 가능한 무인기로, 미국에 이어 세계에서 2번째로 개발한 틸트로터 모델이다. 틸트로터는 헬리콥터보다 2배 이상 속도가 빠르고 높은 고도로 비행할 수 있기 때문에 좀 더 효율적으로 넓은 지역을 수색할 수 있으며 운송, 통신 중계 등 다양한 임무를 수행하기에 적합한 것으로 평가받고 있다.

주진 항우연 항공연구본부장은 “무인기 산업은 항공기술과 정보기술(IT)이 융합된 종합산업으로, IT 분야 기술력이 높은 우리나라에 적합한 분야”라며 “원천기술 확보와 상용화 제품 개발에 시간과 비용이 많이 드는 산업이기 때문에 중장기적으로 민간시장을 선도할 전략상품 기술의 개발이 필요하다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr