일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.8.21

방위테크
3m의 파도에서도 자동으로 이륙
200해리를 왕복할 수 있는 비행정형 드론

올 6월에 개최된 항공우주업계 국제박람회 '2023 파리 에어쇼'에서 일본 스타트업이 선보인 드론 콘셉트 모델이 주목을 끌었다. 페이스 엔터테인먼트 래버러토리(후쿠시마 현)가 발표한 차세대 컨셉의 비행정형 드론이다.

수면 위를 활주로로 삼아 이착륙(이착수)하는 쌍동형 드론으로, 주익(主翼) 중앙부에 용도에 맞는 페이로드를 탑재할 수 있다. 기체 중량은 1톤, 날개 폭은 14m, 터보프롭 엔진으로 구동된다. 최대 페이로드는 300kg. 각종 센서 외에도, 예를 들어, 무인잠수기 UUV(Unmanned Underwater Vehicle)를 탑재해 해저 모니터링이나 조사 미션 등에도 사용할 수 있다고 한다.

“수중에서 물건을 옮길 수 있는 무인항공기는 전혀 새로운 콘셉트이다. 쌍동형이기 때문에 무거운 물체도 안정적으로 운반할 수 있다. 2020년대에는 실용화하고 싶다”라고 페이스 엔터테인먼트 래버러토리의 가네다(金田) CEO는 포부를 밝혔다.

고정날개 타입의 드론은 멀티콥터 타입과 비교해 비행 효율이 높고 장시간 및 장거리 운용이 가능하다. 반면, 이착륙에 활주로 등이 필요하다는 단점이 있다. 일본에서는 이에 적합한 장소를 확보하기 어렵기 때문에 페이스 엔터테인먼트 래버러토리는 해수면 등 수상을 활주로 삼아 이착륙하는 비행정형 드론을 개발했다.

이 비행정형 드론의 특징은 탑재된 카메라나 센서를 통해 상공에서 수면(땅도 포함)을 센싱 및 모니터링하고, 착수(着水)한 상태에서 수중을 센싱 및 모니터링할 수 있다는 점이다.

“과학용 관측과 방위, 민간 등 3개 분야에서의 이용을 상정하고 있다. 예를 들어, 해상의 석유 관련 시설에서 기름 유출 사고가 났을 때 모니터링을 현재 유인 작업에서 무인화할 수 있다”.(가네다 CEO)

일반 자율비행형 드론은 사전에 항로 등을 설정하는 앱에 웨이포인트(경유지)를 지정해두면 이에 따라 비행하지만, 페이스 엔터테인먼트 래버러토리의 드론은 수상 항행도 포함시킬 수 있다. 즉, 자동으로 목적지까지 날아가 착수한 상태에서 해상 조사를 하고 돌아오는 사용법도 가능하다.

페이스 엔터테인먼트 래버러토리는 이미 두 가지 크기의 비행정을 개발했다. 모두 이번 콘셉트 모델과 같은 쌍동체형이 아닌 몸체가 하나인 타입이다.

두 가지 크기 중 하나는 날개 폭이 3.1m인 '하마도리 3000(HAMADORI 3000)'. 개발은 이미 완료되었으며, 현재 사업화가 진행 중이다. 이륙 중량은 19kg으로, 광학 카메라와 적외선 센서를 탑재해 약 2시간 동안 비행할 수 있다. 배터리로 구동한다.

다른 하나는 현재 개발 중인 ‘하마도리 6000(HAMADORI 6000)’. 날개 폭은 6m, 이륙 중량은 100kg, 페이로드는 10kg을 상정하고 있다. 엔진 구동으로 약 8시간 비행이 가능. 항속 거리는 400해리(740km)를 목표로 하고 있다.

유인 비행기나 선박을 이용한 기존의 해양 관측·감시는 비용 부담이 크기 때문에 무인화 혹은 성인화(省人化)에 대한 수요가 크다. 현재 무인 수상정인 USV(Unmanned Surface Vehicle)나 관측 부표 등도 있지만, 즉응성(卽應性)에 과제가 있다. 한편 하마도리 6000은 어떤 사안이 먼 곳에서 발생해도 바로 현장에 갈 수 있다.

“대상 해역으로는 배타적경제수역(EEZ)인 200해리를 커버. 원거리 자율비행을 위해 위성통신기 인마샛(immarsat)을 탑재했다”(가네다 CEO)라고 한다. 하마도리 6000은 2022년부터 시제품으로 실증실험을 시작했으며, 2023~2024년에 실용화할 계획이라고 한다.

-- 3m의 파도에서도 이륙이 가능 --
기술 측면에서는 파도에 출렁거림이 있어도 자동으로 이착륙할 수 있다는 점이 특징이라고 한다. 하마도리 3000은 최대 2m의 너울이 있어도 이착륙이 가능. 한편, 하마도리 6000은 최대 3m를 목표로 개발을 추진하고 있다.

이 두 비행정은 짧은 활주거리에도 수상에서 제대로 이륙하는 기술에 강점이 있다. 파도가 출렁거리는 먼 바다에서는 기체가 파도로 인해 뒤집히기도 한다. “실제로 개발 중에 기체가 여러 대 손상되었다. 기체 설계 및 제어를 연구해 파도가 출렁거려도 이륙할 수 있게 하는 데 성공했다”(가네다 CEO).

주변 바람의 영향에 따라 다르지만 수면을 수 십 미터 정도 활주해야 이륙이 가능하다고 한다. 한편, 착륙은 100m 이내에서 할 수 있지만, 센서의 오차를 감안하면 운용 시에는 수 백 미터의 거리를 확보할 필요가 있다고 한다.

페이스 엔터테인먼트 래버러토리가 주요 응용 분야 중 하나로 기대하고 있는 것이 방위이다. 하마도리 6000이 EEZ 내 최대 왕복거리를 커버할 수 있도록 한 것은 해양 감시 수요에 대응하기 위해서이다.

페이스 엔터테인먼트 래버러토리는 올 3월, 지바(千葉) 현 마쿠하리멧세에서 개최된 방위·보안 종합 전시회 ‘DSEI Japan’에 하마도리 6000를 선보였다. 가네다 CEO는 “현재 방위성과 협의를 하고 있다. 해외 방위 관계자들로부터도 독특한 콘셉트의 기체라며 주목 받고 있다”고 한다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.