Drone's DIYer

전 세계 취미용 드론(Drone) 시장의 독보적 1위를 차지하는 중국 DJI사가 일본, 중국과 동시에 국내에서 농약살포용 드론을 출시하여 화제가 되고 있습니다. 우선 이 드론은 본격적인 농업용 드론으로서 론칭이 시작되었다는 것에 의미에 있으며 가장 주목할 만한 것은 가격 경쟁력에 있다는 것입니다. 아무리 첨단기능을 탑재하였더라도 가격 대 성능에서 떨어진다면 시장에서 외면당하기 일수지만 국산보다 무려 60% 저렴한 2,000만원대 초반 가격으로 국내에 출시하였다는 것입니다.

DJI사 출시한 농약살포용 드론은 '아그라스(Agras) MG-1'으로 국내 판권을 가진 딜러는 국내 수입사인 오토월드(대표 최영주)가 선정되었고 상설전시장도 마련하였으며, 기체 1EA, 배터리팩 4EA, 충전기 1EA, 조종기 1EA로 구성된 패키지 상품은 부가세를 포함하여 2,000만원 초반대로 팔 예정이라고 알려집니다.

DJI의 Agras MG-1

국내에 농약살포용 드론은 가격이 6,000만~7,000만원대인데 Agras MG-1은 국산 제품의 1/3 가격으로 팬텀(Phantom), 인스파이어(Inspire) 시리즈를 앞세워 국내 드론 시장을 장악하고, 촬영용 드론에 이어 농업용 드론까지 대공습이 시작되었다는 것입니다. 사실 국산 농약살포용 드론은 고급차 한대 가격으로 기체도 대부분 실제 헬기와 매우 유사하고 무인기 특성상 기체가 작아진 것 외에는 조종 또한 훈련받은 전문조종사가 아닌 이상 운용이 어렵다는 한계가 있습니다.

게다가 국내에 농약살포용 드론은 방제작업을 위해 이동할 때에도 기체가 크기 때문에 전용 트럭이 필요하지만 Agras MG-1은 기체가 충분히 작아 이동이 용이하고 각종 첨단 기능을 탑재하고 있어, 농약살포가 필요한 시기에 방제를 위임하면 각 농가를 방문하여 살포를 대행하는 소수의 국내 대행 업체를 이용하였지만 이제는 저렴한 가격에 필요한 사람이 직접 구매하여 사용할 수 있기 때문에 그 수요 또한 오히려 커질 수 있다는 것입니다.

최근 출시 예정인 국내 골드텔사의 농약살포용 드론, GF-161(약 4,000대 판매 예정)

국산 GF-161의 스펙

이런 배경에는 Agras MG-1이 총 8개 프로펠러(로터)로 이루어져(hexacopter) 기존의 메인 로터와 반동 토크를 상쇄시키기 위한 테일 로터로 이루어진 전통적인 무인 헬기의 다이내믹한 동특성보다는 안정된 비행 능력을 갖추고 있다는 사실입니다. 뿐만아니라 10ℓ 용기에 10㎏ 농약을 싣고 비행하기에 누구나 손쉽게 운용할 수 있다는 것입니다.

다음은 DJI사의 농약살포용 드론인 Agras MG-1의 주요 특징입니다.

- 10ℓ 용기에 10㎏ 농약을 싣고 비행하여 10분이면 4000~6000㎡ 농지에 방제 작업 가능

- 모터 하단 노즐이 로터 하강 기류를 이용하여 약제를 고르게 분사함

- 기체의 암(Arm) 부위를 접어서 보관 및 운반이 용이

- 비행 속도와 분사 속도를 통합 제어하여 분사량을 유지

- 기체 아래 지형을 실시간 감지하여 지형 높낮이에 따라 최적 분사량을 조절(마이크로웨이브 레이더 내장)

- 방진, 방수, 방부 기능

- 일체화 내부 순환 냉각 시스템으로 모터 수명을 3배 이상 연장

이외에도 '스마트 메모리' 기능이라고 하여 방제 작업 도중에 약제가 떨어져 출발지로 귀환하면 살포 중단 지점 좌표를 기억하고 있다가 약제를 보충해 다시 이륙하면 살포 중단 시점으로 정확히 이동하는 등 사용자 편의성을 높였으며 이는 배터리를 분리해도 일정 시간의 좌표 기억을 유지한다는 것입니다.

2016.1.28~30일까지 산업통상자원부는 부산광역시와 공동으로 부산 벡스코(BEXCO)에서 국내 최초이자 아시아 최대 규모의 드론 종합 행사인 '2016 드론쇼 코리아' 행사가 개최되었습니다. 이 행사에는 국내외 4개국 56개 기업이나 기관이 222개의 부스 규모로 최신 기종의 드론 등 100여종의 드론과 관련 제품이 전시되었습니다.

전시회와 컨퍼런스를 중심으로 한 드론 레이싱 대회, 드론 영상제, 드론 사진 공모전, 교육 및 체험행사 등 다양한 이벤트가 열렸으며, 중소 벤처기업들의 제품 시연과 기술 설명회가 약 50회 개최되었고, 세계 두 번째로 국내에서 개발한 수직 이착륙 틸트로터(tiltrotor) 무인기를 비롯해 한국 바이로봇과 중국 DJI 등이 참가하여 경비행기급 무인기에서 어린이 완구용 드론에 이르기까지 다양한 기종의 드론이 선보였다는 것입니다.

이 행사의 목적은 기존의 기술개발 중심의 정책을 넘어 드론을 이용한 새로운 비즈니스 모델 발굴과 테스트 베드 구축 등 산업이 지속적으로 발전할 수 있는 생태계를 조성하는데 주력해 고기능 산업용 드론을 새로운 국가 성장 동력으로 육성하겠다는 취지라는 것입니다.

아울러 정부 관계자는 지난 12월 부터 전남 고흥의 규제 프리존을 비롯해 부산 해운대 등 전국 5곳의 드론 전용공역을 지정하는 등 드론 시험비행을 위한 규제 완화 조치를 시행하였, 올해에는 전력설비감시나 물품배송 등 공공 수요 촉발 분야의 실증사업을 본격 추진해 성공 모델을 발굴하는 데 주력할 계획이며, 게다가 항법장치, 충돌회피시스템 등 정보기술(IT), 소프트웨어(SW)와의 융합을 통한 고부가가치 시스템 개발로 제품 차별화도 추진할 것이라고 하였습니다.

국내에서 개발된 틸트로터 무인기

† 틸트로터(tiltrotor) : 프로펠러를 하늘로 향하게 하면 수직으로 이착륙할 수 있어 활주로가 필요 없고, 비행 중에는 프로펠러를 수평방향으로 바꿔 전방으로 추력을 얻어 날아갈 수 있는 기체입니다.

대항항공이 틸트로터 무인기

세계 최초 실전 배치를 앞둔 무인 500MD 헬기

차세대 스텔스 무인 전투기

다목적 전술 무인 항공기

다양한 농업용 드론

장애물을 감지해 멈추게 하는 초음파센서까지 탑재한 드론

세계 소형 드론 시장의 80%를 장악한 중국 DJI사의 부스

어린이 체험 행사

드론(Drone, 무인기) 등을 이용한 '무인 택배' 전쟁이 가속화되고 있다고 알려집니다. 아마존닷컴이 무인기 옥토콥터를 이용하여 구매 직후 30분 안에 물건을 배송하겠다고 밝힌 이후, 구글과 종합물류회사 DHL도 '무인택배' 경쟁에 뛰어들었다고 전해집니다. DHL은 최근 드론을 이용해 의약품을 옮기는 배달 테스트에 성공하기도 했고 구글 역시 모든 과정을 무인화한다는 계획이라고 밝혔다는 것입니다.

이러한 무인택배 시스템의 핵심은 무인기로 무인기의 두뇌 역할을 하는 운영체제(OS) 개발은 그 중에서도 핵심일 수 밖에 없는데, 선진국들이 앞다퉈 자신들이 개발한 운영체제로 택배 전쟁을 가열차게 진행하는 가운데, 우리나라 역시 무인항공기에 탑재되는 운영체제를 개발해 화제가 되고 있다고 알려집니다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 항공기의 두뇌와 같은 역할을 하는 운영체제 개발에 성공하였고, 이미 국산 무인항공기에 탑재해 시험에도 성공하였으며 개발에 성공한 항공용 실시간 운영체제의 이름을 '큐플러스 에어(Qplus-Air)'라고 명명하였다는 것입니다.

ETRI 측은 항공기 운영체제 개발은 신뢰성과 안전성 보장 측면에서 검증하는 게 어렵고 또한 기존 시스템은 일부 소프트웨어 업그레이드 시에 전체를 교체하는 등 비용과 시간적인 측면에서 문제가 많았지만, 큐플러스 에이를 적용하게 되면 외산 의존성에서 탈피할 수 있게 됨은 물론, 쉽게 시스템 교체도 가능해 상당한 기대효과를 불러일으킬 것이라고 밝힘니다. 특히 세계 최대 방산업체인 록히드 마틴사社도 향후 전투기는 무인 전투기로만 개발될 것이라고 선언한 바 있어 더욱 더 ETRI의 운영체제 개발에 의미가 더해지고 있는 상황이라는 것입니다.

항공 운영체제인 큐플러스 에어를 이용한 무인항공기 시연모습

무인항공기는 근래 세계에서 가장 '뜨거운 감자'로 부상하여 미국이 對 테러 전쟁에서 정찰과 암살용으로 드론을 활용하면서 부각된 무인기는 이제 군사용을 넘어 각종 극지 탐사와 경찰, 상업용으로 저변이 넓어짐과 동시에 다양한 분야에서 활약할 것으로 기대되고 있습니다.

이런 가운데 ETRI는 개발된 운영체제로 '알티스트(대표 손동환)'라는 연구소 기업을 창업하여 본격 상용화 채비에 나섰으며, 이미 검증은 수차례 시험을 통해 진행되었고 지난해 말, 미국 연방항공청의 소프트웨어 안전성 기준 최고 등급인 DO-178B Level A를 획득한 것에 이어 실제 적용에도 성공했다는 것입니다.

ETRI가 개발한 운영체제의 특징은 IMA, 통합모듈구조에 있는데 항공기의 무게와 전력소모를 줄이기 위해 국내 최초로 지원, 무인기나 항공기의 체공시간과 작전반경을 높이는 데 필수적인 차세대 기술로 평가받고 있으며 이미 개발 과정을 통해 국제 특허도 12건 출원했으며, 논문도 14편 발표되었다고 알려집니다.

큐플러스 에어 운영체제(OS)를 적용한 한국항공우주산업(KAI)의 무인비행기 시제품

향후 ETRI는 연구소 기업을 통해 국산 기동헬기인 수리온과 소형무장헬기(LAH)를 비롯한 한국항공우주산업이 생산하는 헬리콥터들에 본 운영체제를 적용할 방침이며, 또 이러한 성공을 바탕으로 항공전자, 무기체계, 원자력 등 안정성이 높이 요구되는 다양한 고신뢰 시스템 적용도 추진중에 있다고 밝혔습니다.

기술개발을 총괄한 ETRI 임베디드SW 연구팀은 통합모듈구조의 실시간 운영체제는 유무인기, 자동차, 우주, 로봇 등과 같은 산업이 점차 전자화, 융복합화 됨에 따라 적용 범위가 넓어지고 있어 국내 산업의 경쟁력을 높이는 데 필수적인 기술이며 해외제품에 의존도가 커서 국방 자립화 측면에서도 국산화가 큰 의미가 있다고 말하며, 한편 실시간 운영체제 올해 세계 시장 규모는 1조3000억으로 추정되고 국내는 무기체계 시장만 300억원 규모로 예상된다고 알려집니다.

X-47B라는 전투용 드론(폭격기)을 미 해군이 항해중인 항공모함에 처음으로 착륙시키는 실험에 성공했다고 알려집니다. 미래에는 조종사가 필요없이 활주로가 놓인 국가의 허락을 받지 않고도 전 세계 어디로든 날아가 작전을 수행할 수 있는 미국의 대(對)테러 전쟁의 패러다임 전환을 의미할 것입니다.

이 항모용 드론은 약 225㎞를 날아 항해 중인 항공모함 활주로에 순조롭게 안착했는데 항모에 착륙하는 것은 이륙보다도 일반 전투기 조종사들도 수년간의 훈련이 필요할 정도로 가장 까다로운 기술로 평가되며 그 이유는 활주로 길이가 짧고 항모 엔진으로 인해 항모 주변 기류가 매우 유동적이기 때문이라고 설명합니다.

미국이 이처럼 항모용 드론에 집착하는 것은 지상기지를 사용하는 다른 드론과 달리 인근 해상에 항공모함에서 이륙하여 투입할 수 있어 작전 범위가 거의 무한대로 늘기 때문으로 전 세계의 국지전을 커버할 수 있기 때문이라고 알려집니다. 기존의 지상 활주로를 사용하는 것은 해당 국가의 까다로운 승인 절차와 이로인한 상당한 시간이 소요되고 정치적으로 논란이 많이 발생시킬 수 있는데 항모에서 드론을 출격시키면 바로 실전에 투입할 수 있다는 것입니다.

X-47B는 7년간 15억달러를 투자해 개발하였으며 원격조정이 아닌 자동으로 수행되며 간단히 휴대용 단말기로 조종이 가능하고 날개 너비 19m, 길이 12m이며 속도는 음속 정도이며 정밀유도 폭탄 2기 등 약 2톤 무기 적재 능력을 갖추고 12km 고도에서 6시간 혹은 3900km를 비행할 수 있으며 대략 2019년에 실전배치가 가능할 것으로 군사전문가는 예측합니다.