[과학칼럼] 차세대 총아 드론
[과학칼럼] 차세대 총아 드론
  • 경남일보
  • 승인 2019.05.29 15:23
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성기홍 (전 김해교육장)
성기홍(전김해교육장)
성기홍(전김해교육장)

 

드론이란 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인항공기(UAV)의 총칭으로 “무인으로 조종해서 이동하는 지상, 수상, 수중에서 이동하는 무인이동체를 드론으로 정의”한다. 이륙중량이 150㎏을 초과하면 무인항공기, 150㎏ 미만이면 무인비행장치로 분류한다.

요즈음 각 방송국에서는 프로그램 제작 시 야외 촬영에는 드론 촬영이 이미 보편화 되었으며, 그 외 일반에서도 공중 촬영, 농약 살포, 지도를 제작할 때도 활용되고 있다. 특히 작년 2월 평창올림픽 개회식에서 인텔사에서 1218대의 드론으로 오륜기를 만드는 등 평창 밤하늘을 수놓은 군무는 아직도 기억이 생생하다.

드론은 프로펠러의 개수에 따라 2개인 바이콥터, 3개인 트리콥터, 4개인 쿼드콥터, 6개인 헥사콥터, 8개 옥토콥터 등으로 분류하고, 이들 중 4개의 프로펠러를 가진 쿼드콥터가 드론의 대세이다. 쿼드콥터는 제어코드를 짜기 쉬운 덕분에 실제 비행이 가장 안정적이고, 제작에 드는 비용도 저렴하다.

드론이 공중에 뜨는 원리는 헬리콥터의 원리와 같이 프로펠러가 공기를 아래로 밀어내려는 힘이 기체를 위로 띄우게 되는 뉴턴의 제3법칙인 ‘작용 반작용의 법칙’을 활용한다. 쿼트콥터의 경우 4개의 마주보는 프로펠러 중 2개는 같은 방향으로 회전하고 2개는 다른 방향으로 회전하면서 프로펠러회전으로 생긴 힘이 드론의 무게를 이겨내면 이륙한다. 프로펠러 한 쌍의 회전속도는 약하게, 뒤쪽의 프로펠러 한 쌍은 강하게 회전하면 앞쪽으로 전진하게 된다. 반대로 후진할 때는 앞 프로펠러들이 빨리, 뒤쪽 프로펠러들은 느리게 회전한다. 같은 원리로 왼쪽 프로펠러 2개보다 오른쪽 프로펠러 2개를 더 빠른 속도로 회전시키면 드론이 왼쪽으로 이동하고, 반대로 왼쪽 프로펠러를 더 빠르게 회전시키면 오른쪽으로 이동하게 된다. 착륙할 때는 프로펠러의 회전수를 차츰 줄이면 드론의 무게로 아래로 내려가 착륙하게 된다.

최근에 시판되는 백만원대의 저가 드론도 GPS로 위치를 자동 계산하는 것은 기본이고, 자동으로 주변 장애물을 파악하는 비전센서, 초음파로 장애물과 고도를 측정하는 초음파센서, 기압을 활용해 드론의 위치를 일정하게 유지하는 기압센서, 일정 고도에서 조종하지 않아도 제자리 비행하는 자동 호버링 기능 등이 장착되어있다.

군사용으로는 정찰·감시는 물론 대잠공격용, 요인 표적 공격 등으로 폭넓게 활용되고 있으며, 최근 미군을 비롯하여 여러나라에서 무인기, 드론을 활용한 다양한 전투 형태를 선보이고 있다. 현재 생산되는 드론으로도 원격으로 80㎞까지 제어가 가능하며 중계기로 연결하면 120㎞까지 비행이 가능하다. 우리나라에서도 미래 지상군의 경우 병력이 감축될 때, 첨단과학기술로 거듭나야 하므로 전투 효율성을 올릴 수 있도록 드론을 군 작전에 투입하기 위한 준비를 하고 있다. 하지만 아직까지는 가격이 저렴한 중국산 드론을 대부분 사용하고 있다고 한다. 최근 미국에서는 중국 화웨이 제품의 보안 취약성 때문에 네트워크 장비에는 중국산 장비 사용을 금하고 있다. 우리나라에서도 군사용 드론을 중국제품 사용하는 것은 보안에 극히 취약하므로, 최대한 빠른 시간 안에 군용 드론을 국산화하여야 할 것이다.

농업용 드론을 활용한 항공직파는 농번기 노동력 해소 등으로 1㏊당 160여 만원의 생산비 절감이 가능하다고 한다. 기존 이앙재배와 비교해 시비 작업은 50%, 제초제 살포작업 80%, 병해충 방제 작업은 80% 이상 노동력 절감이 가능해 노동력을 줄일 수 있는 새로운 농업기술로 떠오르고 있다.

지금 시중에는 저가의 중국산 드론이 시장을 장악하고 있다. 드론은 전자분야 뿐만 아니라, 네트워크, 소재산업, 부품산업을 망라하는 과학 기술의 총아이다. 드론은 물류와 사람의 이동수단으로도 급격히 기술이 발전할 것이므로 산학연이 협조할 수 있도록 하여야 하고, 드론 개발에 대한 투자를 늘려야 한다. 거창에 있는 도립대학이 승강기 전문대학으로 성공하였다. 남해에 있는 도립 대학에서도 드론을 중심으로 키위 볼 필요가 충분하다.


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