한국항공우주연구원

Nano Air Vehicle (NAV)

미국 DARPA를 중심으로 2000년대서부터 본격적으로 micro air vehicles(MAV's)의 개발이 시작되었다. 초기의 요구사항은 총 크기가 15 cm보다 작은 군사적 목적으로 사용 가능한 MAV's의 개발에 있었다. AeroVironment사가 개발한 Black Widow는 30분 동안 1.6 km의 비행거리와 243 m까지 상승이 가능하였고 기체무게는 85 g이었다. 미해군의 요청에 의해 Honeywell사가 개발한 T-Hawk는 무게 482 g에 수직이착륙이 가능한 모델로 실제 미육군에 의해 이라크에서 20대가 운용되었고 미해군에서도 총 180대가 운용될 예정이고 대당 가격은 3.8억 정도이다. 또한, 스위스 Skybotix사가 개발한 MAV 헬리콥터들은 국경경계, 질병통제, 교통정보수집, 공중촬영 등 다양한 목적으로 이용되고 있다. 

최근에는 유연날개(flapping wings)를 이용한 보다 작은 다양한 종류의 nano air vehicles (NAV's)가 연구되고 있다. 대표적인 예로 2006년 8월부터 2011년 2월에 걸쳐 DARPA의 주도 아래 AeroVironment사 개발한 “hummingbird" flyer가 있다. 여러 차례에 걸친 시험비행 및 개발과정은 http://www.youtube.com/watch?v=NuD1WKHsggs에 공개되어있다. 또한, 최근에 The University of Pennsylvania GRASP 실험실은 20대의 nano-quad rotors를 이용하여 군집비행을 수행 하였고 미군은 다양한 벌레 모양의 NAV's를 군사적 목적으로 개발하고 있다. 그 대표적인 예가 모기 모양의 NAV이다.

아직까지는 비행제어, 유연날개에서 유발되는 구조적 한계, 낮은 레이놀즈 수에서의 공력해석 문제, 짧은 비행시간과 거리 등 많은 기술적 어려움들이 있으나, 우리는 가까운 미래에 육안으로는 쉽게 구분하기 힘든 다양한 생체모방형 NAV's를 만나 볼 수 있을 것이다.

작성: 한국항공우주연구원 황승재 (선임연구원)