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항공기 역사와 드론의 정의- XII

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서울 서대문소방서 허창식 | 기사입력 2024/05/02 [10:00]

항공기 역사와 드론의 정의- XII

서울 서대문소방서 허창식 | 입력 : 2024/05/02 [10:00]

2024년 1월호에서 이어지는 내용입니다.

 

14. 무인항공기의 역사(1920~1930년대) 

인류는 1918년 11월 제1차 세계대전 종전 후 1920년대에 들어와서도 항공기에 관한 연구ㆍ개발을 멈추지 않았다. 하지만 무인항공기 연구ㆍ개발에 관한 관심은 크게 줄어든다. 유인항공기처럼 눈에 보이는 성과가 없었기 때문이다. 

 

특히 당시 미 육군 항공대(USAAS)의 준장이던 빌리 미첼(William Lendrum Mitchell, 1879~1936)은 “유인항공기는 무인항공기 운용 대비 성과의 효율성 등 기술에 한계가 있다. 유인 폭격기 활용 개념이 훨씬 우월하다”고 했다.

 

게다가 제1차 세계대전 이후 가장 활발하게 항공기를 사용하던 분야는 항공우편이다. 1925년 미국의 ‘우편법’ 시행 후에는 우편물 배달을 위한 항공기 사용을 허가받은 조종사만 운항 권한을 주는 등의 규정을 뒀다.

 

당시 무인항공기는 원격제어ㆍ내비게이션 기술과 운송량이 부족했기 때문에 전통적인 방법에 비해 설득력이 부족할 수밖에 없었다.

 

소수의 선구자로 인해 무인항공기 연구ㆍ개발은 지속됐다. 그러나 무인 제어라는 가장 큰 한계점이 있어 한동안 이렇다 할 성과 없이 지지부진했다. 

 

대표적으로 1914년 자신이 개발한 스페리 자이로 스테빌라이저(Sperry Gyro Stabilizer)를 탑재한 항공기로 조종간을 놓고 비행에 성공했던 엘머 스페리(Elmer Sperry, 1860~1930)는 관련 연구를 지속해 자이로 스테빌라이저를 점차 개선해 나갔다. 

 

그리고 1923년 스페리 M-1ㆍMAT 메신저라 불리는 비행성이 검증된 소형 항공기에 개선된 스페리 자이로 스테빌라이저를 장착해 무인 버전으로 개조하는 시도를 했다.

 

그런데도 당시 비행 거리가 늘어날수록 오차가 커지고 풍향과 풍속을 예측할 수 없는 급격한 비행 환경 변화를 도저히 감당할 수 없었다. 결국 무선 통신 원격제어 시스템 도입 등 새로운 방안을 모색할 수밖에 없었다.

 

▲ 버빌 스페리 M-1 메신저(Verville Sperry M-1 Messenger)는 길이 5.41, 날개폭 6.1m의 소형항공기다.

1921년 전선과 지휘부 간 정보를 전달하는 오토바이를 대체하기 위해 개발됐다.

스페리 에어크래프트 컴퍼니(Sperry Aircraft Company)에서 총 42기가 제작됐다.

뛰어난 비행 성능을 보여 1923년부터 1929년 중 12기는 초기 비행 폭탄인 무선 조종 공중 어뢰로 개조해 사용했다

(출처 en.wikipedia.org/wiki/Verville-Sperry_M-1_Messenger).

 

본격적으로 무선 통신을 활용한 무인항공기 원격 조종은 영국에서 먼저 시도했다. 영국은 1917년 제1차 세계대전 당시 미국에 이어 무인항공기 연구ㆍ개발을 시작했다. 

 

제1차 세계대전 이후 영국 국방성은 무인항공기 개발 목적을 명확히 하기 위한 세 가지 개념을 제시했다. 그 첫 번째는 ‘자이로로 안정된 공중 어뢰 방식의 200lb 탄두를 탑재할 수 있을 것’, 두 번째는 ‘포술 연습을 위한 공중 표적으로 사용할 수 있을 것’, 마지막 세 번째는 ‘사거리 10mile의 무선 조종 발사가 가능할 것’이다. 

 

이를 목표로 연구ㆍ개발한 결과 1927년 7월 구축함에서 투석기를 이용해 자동 항법 장치로 유도되는 순항미사일 개념의 RAE Larynx 발사 실험에 성공했다. Larynx는 Lynx 엔진을 장착한 장거리 총(Long Range Gun Lynx Engine)의 줄임말이다.

 

실험은 1929년 5월까지 지속돼 이전보다 매우 높은 성공률을 보였는데도 유인항공기로 직접 폭격하는 것보다 효율성이 떨어져 결국 실전까지 사용하지 못했다.

 

이후 무인항공기는 무선 조종 원격 기술을 장착해 대공 사격 전용 표적기로 활용하게 된다. 그 주인공이 바로 페어리 3세대(Fairey Ⅲ)다.

 

▲ 페어리 3세대는 1917년 N.10 프로토타입 버전을 시작으로 III A~F, III F Mk.Ⅰ~Ⅵ, Queen III F, III M, F.400 등 1942년까지 16가지 이상의 다양한 버전으로 설계해 총 964기가 제작됐다.

특히 Queen III F는 1933년 무선 조종 포수 훈련기인 무인항공기로 개조해 사용된 기록이 있다(출처 en.wikipedia.org/wiki/RAE_Larynx).

 

페어리 3세대는 영국의 대표적인 수상기로 제1차 세계대전이 한창인 1917년 9월 개발 초기부터 항공모함 기반 수상 항공기에 대한 사양을 충족하도록 설계ㆍ제작됐다. 이후 안정적인 비행성을 인정받아 제2차 세계대전 중인 1942년까지 다양한 버전으로 개조해 사용했다. 

 

특히 1933년에는 퀸 Ⅲ F 버전(Fairey Ⅲ Queen F)으로 불리는 무선 조종 포술 훈련(대공 사격 표적기) 항공기 3기를 제작해 최초로 운용했다.

 

당시 영국 해군은 페어리 퀸 Ⅲ F를 대공 사격 훈련용으로 사용해 지상 또는 수상에서 함포로 빠른 적군의 항공기를 격추하는 데 어려움이 있다는 걸 알게 됐다. 첫 실험에서 2시간 동안 비행하며 함대 대공 사격을 피한 걸 시작으로 무려 4개월 동안이나 격추되지 않았기 때문이다. 

 

이를 계기로 영국은 대공 광학 사격 시스템과 레이더 개선, 대공포용 근접 신관(Proximity Fuze) 사용을 적극적으로 장려하기 시작했다. 이처럼 전쟁에 대비해 실전 포술 기술을 연마하기 위한 표적용 무인 항공기의 필요성이 대두됐다. 해당 원격 조종 기술ㆍ활용성은 미 해군까지 영향을 미치게 된다.

 

페어리 퀸 Ⅲ F를 통해 무선 조종 무인 표적용 항공기의 가능성을 본 영국 해군은 이후 본격적으로 대공 사격 훈련용으로 사용할 새로운 기체를 찾아 나섰다. 바로 현재 드론(Drone)이라는 명칭의 시초라 불리는 퀸비(Queen Bee)다.

 

▲ DH 82A 퀸비는 현실적인 대공포 포술 훈련을 위해 DH 82A Tiger Moth를 개조한 저가형 무선 조종 표적기로 개조됐다.

항공기는 앞 좌석에서 유인으로 사람이 직접 조종할 수 있고 밀폐된 후방 조종석 위치에는 항공기 방향타와 엘리베이터 제어 장치에 연결된 공압 서보 장치를 포함한 RAE 무선 제어 장치가 장착됐다(출처 www.dehavillandmuseum.co.uk).

 

퀸비는 영국 드 하빌랜드(De Havilland) 사에서 1931년 레크레이션ㆍ훈련용으로 개발한 DH 82A Tiger Moth 복엽 항공기를 1935년 개조해 만들었다. 퀸비의 모델명은 DH 82B로 훈련 시 수많은 대공 사격용 무인항공기가 공중을 날아다니는 엔진소리가 마치 벌이 윙윙거리는 소리와 같다고 해 의성어인 드론이라는 용어를 사용했다는 게 정설이다. 

 

기록에 따르면 당시 퀸비는 420여 대(360대 정도는 수상기로 제작) 이상의 생산계약이 이뤄져 1943년까지 사용됐지만 실제 정확한 생산 대수를 알 수 없다. 많은 기체가 등록받지 않고 이미 훈련용으로 파괴됐기 때문이다. 

 

이처럼 당시 무인항공기 기술로는 유인항공기 정도까지의 활용은 어려웠지만 무인항공기가 적군 역할을 할 수 있다는 장점을 적극적으로 활용하면서 대공 사격 기술 발전에 크게 이바지했다.

 

 

 


참조

Unmanned Aviation(A Brief History of Unmanned Aerial Vehicles)

THE AIRCRAFT BOOK 비행기 대 백과사전

en.wikipedia.org/wiki/Verville-Sperry_M-1_Messenger

en.wikipedia.org/wiki/RAE_Larynx

www.dehavillandmuseum.co.uk/

 

 

서울 서대문소방서_ 허창식 hcs119@seoul.go.kr

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2024년 5월 호에서도 만나볼 수 있습니다.> 

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