[떴다, 스마트무인기]시속 500km '출퇴근 항공기' 눈앞까지 날아왔다

[아시아경제 김수진 기자]스마트무인기 개발의 궤적을 따라 온 아시아경제의 '떴다, 스마트무인기' 기획기사가 5회를 마지막으로 마무리된다. 최종회에서는 지난 2002년 6월 시작돼 내년 3월 종료를 앞두고 있는 스마트무인기 개발 사업의 '모든 것'을 문답 형식으로 알아본다. 아직 많은 사람에게 낯선 기술인 스마트무인기에 대한 '백과사전'이다.

회전익 비행중인 스마트 무인기

◆스마트무인기, 틸트로터형 항공기라는데

스마트무인기는 틸트로터형 무인항공기 개발을 목표로 시작됐다. 2002년 사업 시작 당시 이 틸트로터형 무인항공기에 붙인 명칭이 '스마트무인기'였다. "'똑똑한 비행기'라는 뜻을 담은 것이었고, 당시에는 지금처럼 '스마트'라는 말이 대세가 될 줄은 몰랐다"는 것이 사업 담당자의 회고다.

일단 틸트로터형 항공기가 무엇인지 알아보자. 항공기는 크게 두 종류로 나뉜다. 고정익과 회전익이다. 보통 비행기라고 하면 먼저 떠올리는, 날개가 몸체에 수평으로 붙어 있는 형태가 고정익이다. 회전익은 헬리콥터다. 고정익 항공기는 빠른 속도로 높은 고도까지 비행할 수 있는 장점이 있지만 반드시 이착륙을 위한 활주로가 필요하다. 반면 헬리콥터는 활주로가 필요없는 대신 비행 속도가 느리고 높이 올라가기 어렵다.

이 둘의 장점만을 결합한 '제3의 항공기'가 틸트로터형 항공기다. 그간 '수직으로 이착륙할 수 있는 고속 항공기'에 대한 연구는 많이 이뤄져왔지만, 상용화에 성공한 것은 틸트로터형 항공기가 유일하다. 회전익 기술을 응용 발전시킨 틸트로터형 항공기는 고정익 날개 끝에 로터라고 불리는 프로펠러가 달려 있다. 로터를 날개와 직각으로 세운 상태에서 수직으로 이륙한 후 천천히 로터를 수평으로 눕혀 고정익처럼 비행한다.

헬리콥터의 평균 시속은 200~300km사이인데, 스마트무인기의 경우 시속 400km를 확보했고 내년 3월 전까지 시속 500km까지 올리는 것을 목표로 하고 있다.

고정익 비행중인 모습. 로터를 수직으로 눕힌 상태다.

◆틸트로터형 항공기, 다른 나라에서는

틸트로터형 항공기가 처음 연구되기 시작한 것은 1950년대다. 미국의 벨 헬리콥터사(社)가 1951년 연구를 시작했다. 1955년에는 세계 최초로 틸트로터형 유인기 비행시험에 성공했지만, 기술적 난관으로 최근에서야 상용화에 성공한다. 미국이 틸트로터형 항공기인 'V-22 오스프리(osprey)'를 실전 배치한 것은 2007년의 일이다. 민용 틸트로터로는 벨 사와 이탈리아 항공기 제조업체 아구스타웨스틀랜드가 합작해 양산을 준비중인 'BA609'가 있다. 세계적으로 틸트로터형 무인기 기술을 보유한 것은 미국과 우리나라, 둘 뿐이다.

◆틸트로터형 무인기, 한국이 유일하다는데

현재 틸트로터형 무인기로서는 한국의 스마트무인기가 유일하다. 벨 사가 틸트로터형 무인기 프로젝트를 포기했기 때문이다. 스마트무인기개발사업단도 처음에는 벨 사와 협력관계를 맺어왔으니 2005년 '홀로서기'를 한다. "벨 사에서 자체적으로 틸트로터 무인기를 개발해 2006년 초도비행시험에 들어갔는데, 몇 달후 100m 상공에서 추락해버렸죠. 기술이 제대로 돼 있지 않다는 판단 아래 벨 사가 물러난 겁니다." 김재무 스마트무인기기술개발사업단장의 설명이다.

무인기는 유인기와 다르다. 정밀한 비행제어시스템이 요구된다. "소프트웨어 한 줄만 바꿔도 비행기는 바로 추락합니다." 개발단은 무인기의 비행 신뢰도를 유인기 수준으로 향상시키기 위해 노력해왔다. 먼저 충돌감지와 회피 기술이 필요하다. 유인기와 같은 공역에서 날고 있는 만큼 비행기를 만나면 '알아서' 피해야 하기 때문이다. 유인기와 같은 수준으로 충돌을 피할 수 있는 기술 확보가 필요하다.

또한 비행 안전에 핵심적인 장비를 이중으로 탑재해 일부 장비가 고장나더라도 무사히 비행할 수 있는 다중화 기술, 비행체 상태를 계속 자가진단하고 고장 유무를 판단하는 고장진단 등의 기술이 요구된다. 앞으로 세계 무인기 시장의 45%를 스마트무인기와 같은 수직이착륙형 무인기가 차지할 것으로 예상되는 만큼 시장 전망은 밝은 편이다.

◆스마트무인기, 앞으로 남은 숙제는
내년 3월 종료를 앞두고 중요한 과정은 거의 다 거쳤다. 남은 숙제는 현 시속 400km인 속도를 당초 목표했던 500km까지 올리고, 충돌감지와 회피기술을 검증해야 한다. 실용화도 넘어야 할 고개 중 하나다.

먼저 국내 기업과 공동으로 실물크기 60%의 무인기를 개발해 상용화하고, 해외 시장도 타진중이다. 이전까지 무인기의 활용 범위가 군사 영역으로 제한됐던 것과 달리 최근에는 기상관측이나 환경감시, 국경 및 해안감시, 재난지원, 원격탐사 등의 분야로 활용이 확장되고 있다. 사막 지대라 활주로를 확보하기 어려운 중동 지역의 관심이 크고, 일부 국가에서는 국경지역 경비를 위해 스마트무인기에 관심을 보이고 있다는 설명이다.

멀리 내다보면 이번 연구로 확보한 기술을 개인용 항공기(PAV, Personal Air Vehicle)에 적용할 수 있다. 영화에서처럼 개인용 비행기를 타고 출퇴근하거나, 공항에 가지 않아도 다른 도시까지 쉽게 갈 수 있는 것이 PAV의 개념이다. 활주로 없이 바로 이착륙할 수 있는 틸트로터 항공기의 장점이 발휘되는 영역이다.

김수진 기자 sjkim@