일반 항공기는 일체형 주익(主翼, 비행기 몸체 중앙에서 양쪽으로 뻗은 날개)이다. 이는 공기 양력을 이용한 비행 방식으로, 에너지 효율은 높지만 회전 반경이 커 날렵한 동작을 어렵게 만든다. 여러 개의 프로펠러를 회전시켜 양력을 얻는 드론은 이와 반대다. 회전 반경이 작아 기민한 동작은 가능한 반면 공기 양력을 이용하지 못하므로 에너지 효율이 낮다. 국내 연구팀이 양 날개를 독립적으로 제어하는 '분리형 주익' 기술로 수직 이착륙과 수직비행, 수평비행 등이 가능한 드론을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST) 조천식녹색교통대학원 하동수 교수 연구팀이 좌우 양 날개를 독립적으로 제어해 수직 이착륙과 수직 및 수평 비행이 자유로운 드론을 개발했다고 대학 측이 5일 밝혔다. 

하 교수팀이 개발한 드론은 '분리형 주익' 방식이다. 좌우 2개의 주익을 따로 따로 제어하므로 높은 에너지 효율과 기민한 동작, 작은 회전 반경의 3박자를 두루 갖췄다. 

일반 항공기는 일체형 주익으로 공기 양력을 이용해 비행한다. 에너지 효율은 높지만 회전 반경이 커 날렵한 동작이 어렵다. 프로펠러를 여러 개 회전시켜 양력을 얻는 드론은 이와 반대다.

하 교수팀은 이런 한계를 극복하기 위해 '분리형 주익'을 가진 비행체를 개발했다. 

주익을 분리하는 방법은 크게 2가지다. 몸체와 주익을 동시에 지지하는 지지대와 분리된 주익을 개별적으로 지지하는 지지대를 따로 이용하는 방법이다. 또 몸체의 측면을 주익 제어용 기기의 일부로 활용하고 개별 지지대를 이용하는 방식도 가능하다. 

하 교수팀이 개발한 드론은 첫째 방식으로 제작됐다. 즉, 분리된 주익의 회전은 각기 독립적으로 제어된다. 이와 동시에 꼬리에 달린 모터의 추진 방향을 바꿈으로써 수직 및 수평 비행 간의 전환이 가능하다.

이게 끝이 아니다. 분리된 주익을 독립적으로 제어한 결과는 비행체에 장착된 센서에 의해 재조정된다. 이를 통해 일반 항공기론 불가능한 다양한 동작이 가능하다.

미 우주항공국(NASA)과 공유차량 기업 우버는 지난해 11월 도심 지역을 오가는 '비행 택시'를 공동 개발하겠다고 밝혔다. 하 교수팀이 개발한 기술은 속도와 기민성, 에너지 효율을 동시에 구현하는 것이어서, 나사-우버의 '비행 택시'와 같은 중･근거리 비행체로 개발하기에 적합하다.

하 교수는 이번에 개발한 비행체에 대해 “민수용 항공교통, 군용 항공무기체계, 안전관리 분야 등에 폭넓게 활용할 수 있을 것”이라고 했다. 

이번 연구는 정보통신기술진흥센터(ITRC 사업)의 지원을 받아 수행됐다.

송강섭 기자 successnews@successnews.co.kr

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