지난 호에서 이어지는 내용입니다.

 

19. 무인항공기의 역사(1990년대)

▲ Firebird 2001 Firebird 2001은 다목적 활용 외에도 52시간의 연속 임무를 지속할 수 있는 비행 성능과 악천후, 가시성이 낮은 지역, 화학ㆍ방사능 오염 지역 등에서도 활동할 수 있는 내구성이 최대 장점으로 꼽힌다.

무인항공기의 임무와 활용성이 점차 높아지면서 고고도 비행 성능 외 스텔스, 자체 무장 등 다양한 기능이 필요해졌다. 특히 이스라엘에서 1996년 개발한 정찰 드론 파이어버드(Firebird) 2001은 군사 작전 외 대형 산림화재 대응 등 소방관리지원시스템 용도로도 사용됐다. 

 

주요 기능으로는 TVㆍ적외선 카메라를 기본 탑재해 주야간 운용과 열 감지 정보가 실시간 링크로 공유됐다. 또 전 지구 위성 측위와 지리 정보 매핑 시스템을 통해 현장 지도를 제작할 수 있었다. 기존 항공ㆍ위성 지도(정사영상)와 중첩 비교해 전반적인 현장 공간 정보 취득도 가능했다. 

 

이 밖에 풍향, 풍속 표시와 돌풍에 대한 경보 제공, 감지 거리, 탄화(피해) 면적 계산, 무선 통신 릴레이 기능 등으로 지상 소방대원의 잠재적 위험성과 소방 활동에 필요한 자원을 적절히 파악ㆍ분배해 재난 대응 지휘에 도움을 줬다.

 

▲ RQ/MQ-1 Predator RQ/MQ-1 Predator는 무인비행장치 수준의 UAV가 아니라 무인항공기 수준의 Aircraft 시스템이다. 완비된 작전용 시스템은 4대의 UAV, 지상 통제소(GCS, ground control station) 대원, 위성통신 원격조종시스템 55명의 운용 요원으로 구성된다. 1995년 이후 현재까지 운용 중이다.

 

군사용으로 사용하는 무인항공기는 탑재하는 임무 장비의 성능과 내구성이 점점 좋아질수록 기체 크기와 무게도 함께 증가하게 됐다. 대표적인 예가 바로 날개폭 14.8m, 최대이륙중량 1020㎏ 이상에도 항속거리 1000㎞(작전 반경 740㎞)로 40시간 비행이 가능한 정찰 감시 드론 RQ-1 프레데터(Predator)다.

 

RQ-1 Predator는 중고도(MALE)에서 작전을 펼치며 다양한 전장에서 뛰어난 정찰 임무를 수행했다. 고성능을 바탕으로 2001년 헬파이어 미사일을 1발 장착해 최초의 무인 공격기로 실전에 투입하면서 2002년 제식명이 다목적 의미의 MQ-1로 변경됐다. 

 

이후 무장 성능이 발전해 스팅어 또는 그리핀 미사일을 장착할 수 있었으며 모델(MQ-1C)에 따라 최대 4발(헬파이어)에서 8발(스팅어)까지 장착이 가능했다.

 

▲ RQ-3 DarkStar 날개 길이 21.3m, 자체 중량 1980㎏, 이륙총중량 3860㎏, 최대 비행 고도는 1만3500m이고 스텔스 기능을 적용해 대공 방어가 철저한 공역에서는 은밀한 작전을 수행할 수 있도록 특화 개발됐다. 다만 경쟁 기종인 RQ-4 Global Hawk에 밀려 개발 프로그램이 취소됐다.

 

1996년에는 대공 방어가 철저한 영공에서도 주야간 정찰 임무를 원활히 수행하기 위해 스텔스 기능을 적용하고 고고도로 장시간 비행이 가능한 RQ-3 다크스타(Darkstar)가 처음 비행했다.

 

다만 설계 당시 공기역학적으로 안정적이지 못했고 다른 개발 경쟁사에 비해 비용ㆍ성능이 충분하지 않아 1999년 개발을 중단했다.

 

20. 무인항공기의 역사(2000년대 이후)

2000년대 들어 거의 모든 과학 분야의 기술은 비약적으로 발전했다. 무인항공기 또한 이를 바탕으로 현재 기준 최고의 성능을 보인다. 

 

주로 군사 용도로 쓰이다 보니 국가ㆍ기업 간 경쟁이 치열할 뿐 아니라 최고 사양이 필요할 수밖에 없다. 따라서 크게 발전ㆍ활용되며 항상 가장 먼저 최첨단 기술을 적용해 왔다. 

 

현시점에서는 군사 보안상 어떠한 성능까지 발전했는지 자세히 알 수 없다. 하지만 공개되지 않은 더 뛰어난 무인항공기가 이미 개발됐을 거로 예상된다.

 

▲ RQ-4 Global Hawk 미 공군에서 운용하는 무인항공기다. 뛰어난 감시 기능과 성능을 지녔고 고고도(HALE) 장기 체류하면서 전 세계 군사 작전에서 정보를 수집하고 지원하기 위한 메인 플랫폼으로 운용하고 있다. 1998년에 제조ㆍ개발돼 현재까지도 운용한다. 2027년까지 운용할 계획이다.

 

먼저 1990년대부터 무인 항공 정보 플랫폼을 개발하던 미 공군(USAF)은 2001년에 RQ-4 글로벌 호크(Global Hawk)를 도입했다. Global Hawk는 정찰감시용 고고도 무인 스텔스기로 최대 35시간 동안 작전 반경 3천㎞를 운용할 수 있다. 

 

또 첨단 합성 개구 레이더(SAR)와 20㎞ 상공에서 지상 30㎝의 물체를 식별할 수 있는 전자광학 적외선(EO/IR) 감시 장비를 장착해 날씨와 관계없이 24시간 정보 수집이 가능하다.

 

▲ MQ-9 Reaper 고고도(HALE) 장기 체공하며 막강한 공격력까지 갖춘 무인항공기다. 이전까지 군사용 무인항공기는 주로 정보 감시나 정찰이 주 역할이었다. 하지만 2007년 MQ-9 Reaper가 개발된 이후 최초의 헌터 킬러 역할로 전환됐다.

 

2001년에는 이전의 MQ-1 Predator의 뒤를 이어 Predator B라고도 불리는 MQ-9 리퍼(Reaper)가 개발됐다. MQ-9은 MQ-1보다 더 크고 성능이 뛰어나며 특히 기존 115마력보다 무려 몇 배 큰 950마력으로 기존보다 속도는 3배, 폭장량은 15배가 늘어났다. 

 

2021년 기준 미 공군은 300대 이상의 MQ-9을 운용 중이다. 현재 지속적으로 기능ㆍ성능이 업그레이드되고 있다. 2035년까지 운용할 계획이다.

 

▲ X-62 VISTA F-16D Fighting Falcon에서 파생된 실험 항공기로 항공 우주 기업인 제너럴 다이나믹스(General Dynamics)와 과학기술 기업인 칼스판(Calspan)이 투자ㆍ개발하고 있다. 원래 NF-16D로 지정됐다. 하지만 유인 전투기를 동반해 보조하도록 설계된 무인 전투 항공기 개발 목적인 미 공군 Vanguard 프로그램 Skyborg로 변경하면서 X-62A가 지정됐다.

 

가장 최근에 미국 공군에서는 AI(인공지능)가 조종하는 X-62 비스타(VISTA) 개발이 한창이다. DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency, 미국 국방고등연구계획국)에서는 2019년 ACE(Air Combat Evolution, 공중 전투 진화) 프로그램을 개발한 후 10만 회 이상 소프트웨어 수정을 거쳐 이미 2022년 12월부터 수십 차례 이상의 테스트 비행을 마쳤다. 

 

제26대 미 공군 장관인 프랭크 켄달(Frank Kendall)은 “AI 전투기는 무한정 작전할 수 있고 두려움이 없다”고 극찬한 바 있다. 현재 AI 항공 연구는 기존 항공 시스템 내에서 보조하는 역할로 개발되고 있다. 

 

기존 시스템을 벗어난 독자적인 AI 비행은 앞으로 오랜 시일이 걸리겠지만 보조적인 역할로 실전에서 임무를 수행하는 날이 그리 멀지 않은 거로 보인다. 

 

 

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참조

Unmanned Aviation(A Brief History of Unmanned Aerial Vehicles)

THE AIRCRAFT BOOK 비행기 대백과사전

https://bemil.chosun.com/

https://www.sdgnews.net/news/articleView.html?idxno=46371

https://en.wikipedia.org/wiki/General_Dynamics_X-62_VISTA

https://news.lockheedmartin.com/2023-02-13-VISTA-X-62-Advancing-Autonomy-and-Changing-the-Face-of-Air-Power

https://gfmc.online/iffn/tech/tech_11.html

 

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 12월 호에서도 만나볼 수 있습니다.> 

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