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무인기

무인기 연구개발

무인기 연구개발 [이미지]

무인항공기는 최근 교통, 물류, 구조, 통신, 항공촬영, 농업, 감시 등 민간 분야로 급속히 확대되고 있다.

무인기는 앞으로 항공시장의 성장을 주도할 것으로 예상되는 분야다. 항공 및 방위산업 전문 컨설팅업체(Teal Group)에 따르면, 무인항공기 시장 규모는 2023년 125억 달러로 증가하고, 이 중 민수 분야 시장 규모는 8억 8000만 달러로 연 평균 35%의 높은 성장세를 보일 것으로 전망된다.

무인항공기 시장은 그동안 항공분야 선진 국가들이 과점해 왔으나 후발 기술국과 업체들이 시장에 진입하며 치열한 경쟁 구도로 변화하고 있다.

최근 중국 무인기업체들의 급성장이 두드러지고 있으며 구글, 아마존과 같은 IT 기업부터 초소형 드론을 이용해 틈새시장을 노리는 스타트업까지 뜨거운 시장 경쟁을 벌이고 있다.

우리나라는 현재 세계 7위권의 무인기 기술 경쟁력을 가진 것으로 평가되고 있다. 2023년까지 세계 5위, 2027년 세계 3위군 무인기 산업국 진입을 목표로 한다.

  • 01고고도 장기체공 전기동력 무인기(EAV)

    한국항공우주연구원은 대기가 희박한 고(高)고도에서 태양 에너지만으로 비행이 가능한 고고도 태양광 무인기를 개발하고 있다.
    지상 12km 이상의 성층권 고도의 장기체공 무인기는 실시간으로 정밀지상관측, 통신 중계 등 저궤도 인공위성을 보완하는 다양한 임무를 수행할 수 있어 선진국이 앞다투어 기술 개발에 매진하고 있는 미래 기술 분야다.
    지난 2010년 전기 동력 무인기 핵심기술 개발에 착수해 2013년 5km 고도에서 22시간 연속 비행, 2014년 10km 고도 도달 및 25시간 연속 비행, 2015년 14.12km, 2016년 18.5km 최고 상승 고도 비행에 성공하며 고고도 장기체공 무인기 개발 기술 수준을 높여 왔다.
    앞으로 일반 항공기가 도달할 수 없는 성층권에서 짧게는 수 주일, 길게는 수개월 간 체공하며 지상관측(환경재난감시, 교통감시, 국경감시), 기상 관측, 통신 중계 등의 임무를 수행하는 고고도 장기체공 태양광 무인기 기술을 지속적으로 확보할 예정이다.

    고고도 장기체공 전기동력 무인기(EAV)
    추진 시스템 날개 길이 최대 이륙중량 비행시간 최고 비행고도 초도비행
    EAV-1 연료전지 이차전지 2.4m 7kg (4kg) 4.5시간 ~ 1km 2010. 10.
    EAV-2 연료전지 태양전지 이차전지 7m 18kg (11kg) 22시간 5km 2011. 12.
    EAV-2H 태양전지 이차전지 11m 20kg (11kg) 25.7시간 10km 2012. 10.
    EAV-3 태양전지 이차전지 20m 53kg (40kg) 9시간 18.5km 2015. 07.
  • 02고속-수직 이착륙 무인기

    한국항공우주연구원은 2002년부터 10년에 걸쳐 수직이착륙과 고속비행이 가능한 틸트로터 항공기인 스마트무인기(TR-100) 개발에 성공했다.
    미국에 이어 세계 두 번째로 개발에 성공한 틸트로터 항공기는 산악지형과 삼면이 바다로 둘러싸여 활주로를 확보하기 어려운 국내 환경에 적합하고 군사용은 물론 해안 및 도서 정찰, 산불 및 교통 감시, 기상 관측 등의 다양한 분야에서 활용할 수 있다. 또한 활주로 없이 집에서 이동할 수 있는 자가용 항공기의 플랫폼으로도 응용이 가능할 것으로 기대되는 첨단 기술이다.
    현재 한국항공우주연구원은 스마트무인기 TR-100 기반의 실용화 모델 TR-60을 개발 중이다. TR-60은 헬리콥터보다 높은 고도에서 2배 빠른 속도로 비행할 수 있어 보다 효율적으로 넓은 지역의 감시·수색·정찰·운송·통신·중계 등의 용도로 활용 가능하다.
    또한 틸트로터 무인기의 체공시간, 항속거리, 최대속도 등 성능개선과 보다 다양한 응용이 가능하도록 차량이나 함상 등 이동체에서 수직 이착륙할 수 있는 기술 개발도 추진 중이다.

    고고도 장기체공 전기동력 무인기(EAV)
    구분 TR-100 TR-60
    최대이륙중량 (kg) 995 210
    유상하중 (kg) 90 30
    전장 (m) 5 3
    최대속도 (km/h) 500 250
    비행시간 (hours) 5 5
    운용반경 (km) 200 200
  • 03정밀비행시험시스템 유·무인 혼용항공기

    한국항공우주연구원은 기존 유인 항공기를 무인기로 바꿔 사용할 수 있는 유·무인 혼용항공기 OPV(Optional Piloted Vehicle) 기술을 개발했다.
    기존 유인 항공기의 조종계통을 개조하고 무인화장비를 장착하여 무인화 하고, 정밀 위치·변위·자세 센서, 통신시스템, 계기 및 엔진데이터 인터페이스 등을 장착해 정밀한 비행시험이 가능하다.
    유·무인혼용기(OPV)는 사람이 조종할 때 보다 반복적으로 동일한 조종이 가능해 항공 부품의 비행시험을 수행하는데 유리하다. 또한 퇴역 항공기를 재활용하거나 수색/정찰/감시 등 재난대응 무인기로도 활용할 수 있다.

  • 04무인기 충돌회피 시스템 개발

    한국항공우주연구원은 무인기 활용 활성화를 위해 충돌 방지 기술을 개발하고 있다. 무인기 충돌회피에 대한 기술은 세계적으로 활발한 연구가 진행 중인 분야로, 무인기 사용에 있어 가장 중요한 안전성을 확보하기 위한 기술 분야다.
    이를 위해 한국항공우주연구원은 DMM(Digitial Moving Map) 및 탑재센서 기반 장애물 충돌회피 기술, 합성영상·가상현실 기능을 보유한 조종 장치를 개발하여 소형 무인기에 적용할 계획이며, ADS-B(Automatic Dependent Surveillance- Broadcast)를 활용하여 협업적 충돌회피 기술과, 영상을 기반으로 하는 독립적 충돌회피 기술을 통합한 무인기 충돌 회피기술을 개발 중이다.

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