헬기야? 비행기야? 트랜스포머 ‘스마트무인기’ 개발 성공!

지난 10월 우리 국가과학기술위원회 블로그 기자단이 항공우주연구원을 견학했을 때 제일 처음 마주친 것이 ‘스마트무인기’ 모형이었습니다. 그때 항우연에서는 지금은 모형으로 밖에 보여줄 수 없지만 10년간 1000억 원을 들여 연구하고 있는 이 스마트 무인기를 올해 안에 꼭 성공시킬 것입니다”라고 했었습니다.


그런데 바로 지난 11월 30일 전남 고흥에서 스마트 무인기가 성공적으로 비행했다는 기쁜 소식이 들려왔습니다! 우리나라가 세계에서 2번째로 개발에 성공한 ‘스마트 무인기’가 무엇인지 자세히 들여다봅니다.

견학 당시 본 스마트 무인기 모형


스마트 무인기란?

스마트 무인기는 말 그대로 사람이 타지 않는 항공기로, 스마트 무인기 개발사업은 유인기가 공중에서 수행하기 위험한 임무를 무인기가 할 수 있도록 한 아주 스마트한 개발 사업입니다. 2002년 6월 ‘21세기 프론티어 기술개발사업’의 일환으로 출범해, 한국항공우주산업, LIG넥스원, 영풍전자 등 20개 국내 업체와 해외업체가 기술개발에 참여했습니다.


스마트무인기는 동체길이 5m, 무게 980kg의 소형으로, 체공시간은 5시간입니다. 헬리콥터처럼 제자리에서 뜨고 내리지만, 하늘을 날 때는 프로펠러를 앞으로 90도 돌려서 일반 비행기처럼 날아갑니다. 그래서 헬기와 비행기의 장점이 합쳐진 ‘트랜스포머’라고도 불립니다.

스마트 무인기의 모습

스마트무인기 비행직전 점검하는 모습

헬리콥터와 비행기의 장점을 갖춘 틸트로터(Tilt rotor)

이처럼 헬기와 비행기의 장점을 결합해 수직 이·착륙과, 고속비행이 가능한 항공기를 ‘틸트로터형’ 항공기라고 부릅니다. 틸트로터 방식은 이·착륙 때는 헬리콥터처럼 로터(rotor:회전날개)를 수직방향으로 세우다가, 비행 시에는 로터를 틸트(tilt: 기울이다)해서 비행기처럼 수평으로 만드는 것입니다.


이번에 개발한 스마트무인기는 ‘틸트로터항공기’로의 하나로 세계에서 미국에 이어 우리나라가 2번째로 개발에 성공한 것입니다. 이 ‘틸트로터항공기’가 실용화된 것은 미국 ‘벨헬리콥터’가 개발한 ‘V-22오스프리’가 유일합니다. 2005년부터 미국 해병대에서는 이 ‘틸트로터항공기’를 이용해 30여명을 태우며 실용화했습니다. 앞으로 우리나라도 ‘틸트로터항공기’인 스마트무인기의 활약이 기대됩니다.

스마트 무인기 회전익 비행 모드 : 수직 이․착륙

스마트 무인기 고정익 비행 모드 : 수평 비행












스마트무인기 비행원리

앞으로 스마트무인기는 어떻게 활용될까?

스마트무인기는 크게 3가지 장점을 가지고 있습니다.

첫째로, 수직 이·착륙과 고속비행이 가능한 통신장비를 갖추고 있습니다.
둘째로, 주·야 상관없이 원거리 영상정보를 실시간으로 획득할 수 있습니다.
셋째, 우리나라는 산지가 많은데 자율비행과 충돌감지 및 회피 등의 핵심 스마트 기능을 접목할 예정이어서 우리나라 지형에 안성맞춤입니다. 

이러한 장점 때문에 스마트 무인기는 밤낮 가릴 것 없이 험난한 지형도 다 관찰할 수 있습니다. 기상관측, 농작물관리, 불법어로 감시, 산림 및 화재대처, 그리고 홍수나 태풍의 피해까지 한눈에 알아 볼 수 있습니다. 이렇게 국내환경에 적합한 스마트무인기를 통해 국민 실생활에 도움을 줄 것으로 전망합니다. 또한 미래에 활주로 없이 개인의 집에서 사용할 수 있는 자가용 항공기(Personal air vehicle, PAV)에도 이 기술이 응용될 것이라고 항우연은 밝혔답니다.

마지막으로, 김재무 스마트 무인기 사업단장님의 한 말씀!

“라이트형제가 엔진을 사용하여 나는 비행기를 개발한지 100여년이 지났습니다. 그 이 후 사람이 조종을 하던 항공기는 어느새 조종사 없이 스스로 비행하는 항공기로 전환되고 있습니다. 지금까지 이러한 무인기는 주로 군사용으로 사용하였으나 이제는 우리의 삶을 안전하고 윤택하게 하는 공공용으로서의 사용이 증가하는 추세입니다.
‘지식경제 프론티어 기술개발사업’의 하나로 추진된 스마트무인기 사업! 여기서 프론티어는 개척의 의미가 있으며 도전정신을 필요로 합니다. 스마트무인기 개발 사업은 우리나라 항공우주산업의 미래를 개척할 것이며 국가 브랜드 가치도 높일 수 있는 도전입니다.”

                                                                                                            -항공우주연구소 홈페이지 발췌

[동영상]

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 조 선 율
이미지 및 동영상 | 한국항공우주연구원

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

 

                              하늘로 띄운 꿈, 우주에서 찾는 미래!
                                  한국항공우주연구원을 다녀오다.

 지난 10월 13일 국가과학기술위원회 기자단이 대전역에 모였습니다. 대전역에서 차를 타고 얼마 후 도착한 곳은, 바로 '항공우주연구원'입니다. 넓은 대지에 노오란 은행나무들이 가득해 연구원은 마치 넓은 정원 같았습니다. 도착하자마자 홍보실 노형일 행정원과 만나 점심식사를 하고 간단하게 간식을 먹으며 항우연이 어떤 일을 하는 곳인지 설명을 들었습니다.

한국항공우주연구원 KARI

아리랑 3호

아리랑 3호

항우연은 1989년 설립된 대한민국의 항공우주 전문 연구기관입니다. 우리나라 최고 인재들이 모여 첨단항공기, 인공위성, 우주로켓 등 항공우주과학기술을 연구 개발하고 있습니다.

연구기관으로 설립된 이래 다목적실용위성 개발을 위시한 선진국수준의 위성기술 확보, 나로우주센터 건립과 국내 첫 우주발사체인 나로호 개발, 그리고 한국형 헬기사업과 스마트 무인기 사업까지~! 짧은 역사에 비해 적지 않은 성과를 이루고 있답니다.

 

 

 

 

 

미국 TRW사와 협력해 본격적으로 실용위성을 시대를 연 1999년 ‘다목적실용위성 아리랑1호',  우리나라가 주도적으로 개발한 인공위성 ‘다목적실용위성 아리랑 2호’, 그리고 앞으로 발사 예정인 ‘아리랑 5호’와 ‘아리랑3호’까지, 아마 익히 들으셨으리라 생각됩니다.

이것 외에도 우리나라 인공위성의 역사인 ‘우리별1호’와 민간분야의 첫 상용위성‘무궁화위성1호’ 소형과학실험위성인 ‘과학기술위성1호’까지~ 와! 위성의 종류가 참 많은데요. 이번 국가과학기술위원회 기자단의 견학에는 ‘아리랑 3호’와 ‘아리랑5호’에 집중했답니다! 

 우선 항우연 연구원 안에 전시된 모형들부터 살펴보았습니다. 가장 먼저 모습을 드러낸 건, ‘스마트 무인기’군요. 조종사가 타지 않은 이 무인기는 앞으로 재난재해 지역 같은 위험한 곳에서 안전하게 임무를 수행하게 되는데요. 국토의 70% 정도가 산인 우리나라에서는 특히 쓸모가 많을 것이라고 합니다. 1000억 정도의 예산이 쓰인 이 스마트 무인기는 내년에 완성된다고 하네요.

스마트 무인기

스마트 무인기를 살펴보는 기자단

이번에는 여러 가지 위성입니다. 인공위성의 종류에는 지구관측위성, 항법위성, 기상위성, 과학위성, 통신위성이 있는데요. 지금 우주에는 우리나라의 아리랑위성 2호와 천리안위성이 지구를 돌면서 원격탐사와 기상관측을 하고 있습니다. 그 덕분에 우리가 더욱더 편리하고 안락한 생활을 할 수 있는 거겠죠? 우리나라는 앞으로도 아리랑 위성 5호와 3호를 쏘아 올려 더 많은 정보와 혜택을 얻게 될 것입니다.

우리 인공위성을 설명하는 노형일 행정원

자, 그럼 우리 함께 아리랑 위성 5호와 3호를 보러 가볼까요?

잠깐, 아리랑 5호를 보러 들어가기 위해 우리 모두 하얀 옷(?)을 입고 밀폐된 공간에서 바람 같을 것을 쐬었는데요, 바로 전자파를 차단하고 먼지를 털어내기 위해서라고 합니다. 이런 과정을 거쳐, 드디어 아직 공개되지 않은 아리랑 5호를 우리 기자단이 눈앞에서 직접 보게 되었습니다! 아리랑 5호의 웅장함 앞에서 우리들은 귀를 쫑긋 세우고 김진희 다목적실용위성5호 체계팀장의 설명을 듣기 시작했습니다. 아리랑 5호는 영상레이더(SAR)를 달아 밤과 낮, 기상상태 등에 아무 관계없이 전천후로 영상을 얻을 수 있는 위성으로, 이전의 아리랑 2호와 3호가 밝고 맑은 날에만 사진을 찍을 수 있었다면 이 5호는 원하는 때에 지상의 영상을 얻을 수 있는 능력을 가진 위성이랍니다.

아리랑 5호

김진희 다목적실용위성5호 체계팀장

이번엔 아리랑 3호입니다. 헛~! 이 뾰족하게 생긴 것은 무엇일까요? 바로 ‘언에코’라는 건데요. 탄소 코팅되어서 모든 걸 반사하지 않고 흡수한다고 합니다. 아리랑 3호는 2호보다 사진촬영 능력이 높아진, 해상도 70cm급의 고해상도 관측 위성입니다. 이 위성으로 지상의 자전거 정도까지 확인할 수 있다고 하는데요, 지금은 전자파 시험을 하며 위성이 잘 작동하는지와 우주에서 노출되었을 때의 상황을 실험하고 있다고 하네요.




 

벽에 뾰족뾰족 붙어있는 '언에코'


 이렇게 아리랑 5호와 3호를 신나게 구경한 후 위성종합관제실로 발걸음을 옮겼습니다. 관제실 안에서는 실시간으로 영상이 바뀌면서 여러 명의 연구원들이 모니터링을 하고 있었습니다. 백현철 선임연구원의 말씀에 따르면 다목적 실용위성이 한반도 지도제작을 위한 촬영을 100% 완료했고, 또한 국토 모니터링과, 대기와 해양 감시, 재해감시, 북한영상 및 세계주요 도시 영상에 대한 다량의 데이터도 구축했다고 합니다. 이와 같은 위성영상자료들이 앞으로의 연구업무의 중심역할을 수행할 테니, 그 중심축에 자리한 이 위성종합관제실의 역할이 무엇보다 크다는 생각이 들었습니다.

자, 이렇게 항우연 견학을 모두 마쳤습니다. 평소에는 접해보지 못했던 많은 정보를 한꺼번에 보고 들어서인지 다들 머릿속에 과부하가 오기 시작했답니다. 하지만, 항우연이라는 곳에 대해서 속 깊이 들여다 볼 수 있는 좋은 기회였던 것 같습니다.

경험만큼 값비싼 지식과 지혜는 없다고 하죠! 항우연에서 보고 배운 것들을 다른 친구들에게도 알려 우리나라 항공우주연구에 관심이 많아졌으면 하는 바람입니다.

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 조선율
사진 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 최형일, 하상윤

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