2022년 2월 러시아의 우크라이나 침공으로 시작된 러시아-우크라이나 전쟁은 드론 전쟁으로 일컬어질 정도로 기존의 전쟁 양상과는 달리 값싼 드론이 전쟁의 주력으로 자리매김했다.군사용 드론의 정찰, 감시 및 타격 등에 의해 전차, 장갑차 및 포병들은 드론의 공격에 줄줄이 터져나가고 있는 상황이다.일부 드론은 대공 방어망에 의해 격추되고 있지만 억대에서 수십억대의 값비싼 대공 미사일에 비해 수십만원에서 수천만원대의 값싼 드론의 손실은 가성비와 수량 측면에서 기존의 항공기나 군사 장비 자산들을 압도할 수 밖에 없는 것이 현실이다.◇ 90년 이상 진화를 거듭하며 게임체인저로 자리매김... 정찰 등 모든 군사업무에 투입 가능군사용 드론의 역사는 1930년대부터 미국 해군의 대공포 사격훈련을 위한 가상타깃으로 사용하며 시작됐다. 1970년대부터 카메라가 장착된 정찰용 드론이 운용됐다.1980년대부터 관성항법장치(INS), 범지구위치결정시스템(GPS) 수신 및 정밀유도탄 등이 장착된 공격용 드론이 전쟁에 투입되며 운용목적이 다양화됐다.미국은 2002년 4월 아프가니스탄에서 RQ-1 프레데터 드론을 활용해 적군을 사살했다. 이와 같은 군사용 드론은 아래와 같은 장점을 갖고 있다.첫째, 정찰이나 타겟 확인 등의 목적으로 지상군을 파견할 필요성이 감소돼 전장이나 위험한 상황에 노출되는 군인의 목숨을 구할 수 있다.미국은 전쟁에서 사상사가 발생할 경우에 반전 여론이 일어나기 쉬워 이러한 장점을 적극 활용하는 편이다. 베트남전은 막대한 사상자로 전쟁을 지속할 수 없는 상황에 몰려 철군을 결정해야 했다.둘째, 특정 지점 상공에 장시간 제자리 비행이 가능해 정확한 상황을 파악하는 데에 유리해 감시, 정찰, 정보 수집에 투입된다. 저렴한 비용으로 적군에 대한 정보 수집이 용이하다.정찰위성이나 정찰 항공기를 운영하는 것에 비해 저렴할 뿐 아니라 안전하다. 드론은 항공기에 비해 소형이라 적군에 발각되지 않고 좁은 지역에서 정찰 임무를 수행할 수 있다.셋째, 유인 정찰 항공기에 비해 드론을 구입, 유지 및 운용하는 비용이 적게 들고 운용 인력도 적게 들어 드론의 가성비가 매우 높다.드론은 카메라의 성능에 따라 가격이 정해지만 수십 혹은 수백만 원이면 구입이 가능하다. 항공유에 비해 배터리는 저렴하며 유지 관련 엔지니어의 수요도 적은 편이다.넷째, 드론은 다양한 상황에서 쉽고 빠른 배치가 가능해 다양한 군사 작전에 유리하다. 항공기는 이착륙에 활주로가 필요하지만 드론은 수직이착륙 기능이 있어 함정, 산악지대 등에서도 운용할 수 있다.다섯째, 정찰활동과 동시에 추가적인 공중 타격도 가능하고 전장에 직접 군인을 투입하지 않기 때문에 작전 효율성을 극대화할 수 있다.다만 군사용 드론은 기동성이 기존 항공기에 비해 느리고 적군의 방공망에 취약하다는 단점을 극복해야 한다. 도심이나 민간인 밀집지역에서 작전을 수행하며 오폭 논란도 해결해야 한다.▲ 미국 어벤저 이미지 [출처=위키피디아]◇ 다양한 목적에 부합하는 드론 개발에 성공... 공중급유부터 자율이착륙 가능해 작전 효율성 향상 한편 군사용 드론 분야에서 최첨단 기술력을 갖춘 3대 강국은 미국, 이스라엘, 중국이다. 제2차 세계대전 이후 유일 초강대국의 지위를 유지하고 있는 미국이 세계 최고 수준의 군사용 드론을 보유하고 있다.미국은 오랜 기간 드론을 집중적으로 작전에 투압했으므로 기술 아키텍처, 설계 및 적용 분야에서 높은 수준의 기술력을 축적할 수 있었다.미국이 운영하는 글로벌 호크(Global Hawk)는 고고도 드론으로 20킬로미터(Km) 성층권까지 비행해 광대역 정밀 정찰과 감시가 가능하다.미국은 중저고도 무인 공격기로 프레데터(MQ-1)을 개발해 헬파이어 미사일을 장비하고 최초의 무인 공격기 실전투입 기록을 세웠다.프로테터를 개량한 본격적인 공격용 무인기인 그레이 이글(MQ-1C)은 헬파이어 4발, 스팅어 8발 및 GBU-44 4발을 장착할 수 있다.또한 대형화된 무인 공격기인 리퍼(MQ-9)는 합동정밀직격탄(JDAM)까지 투하할 수 있다. 현재는 리퍼를 기반으로 터보팬과 스텔스 기능을 갖춘 어벤저(Avenger)까지 개발됐다.또한 미국 보잉의 항공모함 기반 스팅레이(MQ-25A)는 공중급유, 감시, 정찰 등 다양한 기능을 구비했으며 육상에서 자율 이착륙 실험도 성공했다.MQ-25A는 공중급유외에 감시, 정찰 등 다양한 기능을 갖췄다. 스팅레이는 2024년 8월 육상 자율 이착륙 처녀 비행에 성공했을 정도로 발전했다.◇ 이스라엘 뿐 아니라 이란·튀르키예 등도 군사용 드론 개발 적극 추진... 유럽연합(EU)도 기술력 강화 이스라엘은 4차에 걸친 중동전쟁의 경험을 토대로 미국 다음으로 꼽히는 군사용 드론 강국이다. 프레데터 드론의 설계부터 미국으로 이주한 이스라엘 이민자에 의해 만들어졌을 정도다.이스라엘 항공우주산업(IAI)는 중고도 장시간 체공 무인 정찰기인 헤론(Heron)을 개발했다. 엘빗시스템은 정보수집 및 감시 정찰 임무를 수행하는 헤르메스(Hermes) 450을 운용 중이다.중국은 값싸고 질 좋은 전투용 무장 드론을 수출해 전 세계 군사용 무인기 시장을 장악하고 있다. 스톡홀름 국제평화연구소(SIPRI)에 따르면 중국은 지난 10년 동안 17개국에 약 282대의 전투용 드론을 수출했다.중국은 이롱(Yilong), 샹롱(Xianglong), 리젠(Lijian·Sharp Sword)과 같은 군사용 드론을 개발했다. 특히 리젠은 2톤(t)의 폭탄을 장착할 수 있고 DR-8 고고도 정찰용 드론은 초음속 비행이 가능한 것으로 알려졌다.또한 차이훙-6 무인기는 3t의 미사일, 폭탄을 싣고 10㎞ 고도에서 시속 800㎞로 최대 1만2000㎞를 비행할 수 있는 것으로 알려졌다.▲ 튀르키에 바이락타르 이미지 [출처=위키피디아]튀르키예의 바이카르사가 제조한 바이락타르 TB2는 중고도 정찰 및 공격 무인기로서 150킬로그램(Kg)의 무기를 적재하며 UMTAS 대전차 미사일과 MA 레이저 유도폭탄, 로켓 장착이 가능하다.특히 2020년 아르메니아-아제르바이잔 전쟁에 투입돼 아제르바이잔의 승리에 크게 기여했다. 튀르키예는 미국과 러시아의 긴장관례를 잘 활용하며 군사력을 강화하는 중이다.이란의 샤헤드 드론은 이란항공기제조산업공사(HESA)에서 개발 및 제조한 자폭드론으로서 러시아-우크라이나 전쟁에서 러시아군이 작전에 활용하고 있다.독일은 육군용 무인 정찰 드론으로 KZO를 개발했다. EADS는 미국의 글로벌 호크를 도입해 유로호크(Euro Hawk)로 개량했으나 현재 단종된 상태다.영국의 타라니스(Taranis)는 공격용 실증기로서 BAE 시스템즈에 의해 개발됐다. 프로토타입 타라니스는 8t의 최대이륙중량을 보유하고 있다.스텔스 성능, 비행 능력, 내부 무장고에서 무기 투하 능력, 오토 파일럿 기능 등은 유럽 차세대 전투기시스템(FCAS) 개발 프로젝트에 기반이 될 것으로 전망된다.

▲ LIG넥스원 드론[출처=홈페이지]2022년 2월24일 중국 제24회 베이징 동계올림픽이 끝나자마자 시작된 러시아의 우크라이나 침공 전쟁은 3년째 진행 중이다. 기존 전쟁과 큰 차이점은 드론의 활용이 두드러지고 있다는 것이다.테러 소탕이나 소규모 전쟁에서 반군을 상대하는 기존 전쟁과 달리 대규모 국가 간 전쟁에서도 드론은 정찰, 자폭, 통신 등 다양한 기능을 수행하여 전쟁의 핵심으로 부상하고 있다.드론은 보통 무인기(UAV) 전체를 통칭하는 용어로 널리 사용되고 있다. 멀티콥터는 프로펠러 숫자에 따른 분류 개념에 의한 용어다. 드론은 모터, 프로펠러, 배터리를 포함하는 동력 계통과, 비행제어유닛, 항법시스템, 통신시스템을 포함하는 제어 계통과, 주 동체, 랜딩 기어를 포함하는 동체 계통으로 구성된다. 특히 무선을 통한 조정을 위해 원격조정 트랜스미터와 리시버가 필요하다.드론은 드론 자체의 자세 제어와 비행 제어를 담당하는 자율 비행용 온보드 소프트웨어, 비행 미션 계획을 수립하고 실제 비행하는 것을 모니터링하고 기록하는 소프트웨어가 요구된다. 이를 통해 드론은 자율비행과 장애물 회피 비행을 실현할 수 있다.드론의 자세 제어는 3축 자이로, 3축 가속도, 3축 방향의 각센서를 포함하는 자세측정장치(AHRS)에 의해 이루어지며, 기압계, GPS 수신기 및 전방, 후방, 하방의 카메라 설치를 통해 접근 감지 및 충돌 방지가 수행된다.시상 장애물 뿐 아니라 공중에서 다른 비행체와 충돌 방지 기능을 향상시키기 위해 라이다(Lidar), 5G 네트워크, 대상물 인식용 인공지능 등에 대한 연구와 활용이 가속화되고 있다.미국연방공항청(FAA)에 따르면 쿼드콥터가 24시간 동안 70데시벨(dB)을 초과하는 소음을 만들어내서는 안된다고 규정할 정도로 드론은 소음 문제에 민감하다. 소음을 줄이기 위해 프로펠러 끝단에 둥근 막 형태인 슈라우드(Shroud)를 설치하는 방법이 제안되고 있다.슈라우드는 날개 끝단의 와류를 줄여 소음을 줄이고 프로펠러의 효율도 높여주며, 프로펠러의 날개를 충격에서 보호한다.다만 드론이 좌우로 수평 비행하거나 전진 비행을 시도할 때 슈라우드로 더 큰 항력이 발생해서 비행 속도를 저하시킬 수 있는 단점도 있다.또한 날개의 끝단을 변형한 저소음 프로펠러를 사용하는 방안도 제시되고 있다.  날개 끝단이 회전 반대 방향으로 구부러져 있는 저소음 프로펠러는 일반 프로펠러보다 더 얇고 더 길다.다만 저소음 프로펠러는 일반 프로펠러보다 더 쉽게 부러질 수 있고 슈라우드 프로펠러보다 효율이 떨어지는 단점이 있다.배터리는 현재 리튬이온 전지가 사용되고 있으며 양극과 음극 사이를 리튬이온이 이동하면서 충전과 방전을 하는 이차전지다. 리튬 폴리머 전지는 전해질로 겔 상태의 폴리머(고분자)를 이용하는 리튬이온 전지의 일종이다.차세대 전지로는 내구성 향상과 대형화의 성과가 도출된 리튬 유황 전지가 있으며 양극에 유황, 음극에 리튬 금속 화합물을 사용하여 리튬이온 전지보다 4배 이상의 에너지 밀도를 갖는다.향후에는 고체의 전해질을 사용하는 전고체 전지, 나트륨이온 전지 등이 기대되고 있다. 배터리 열폭주 문제를 완화할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.드론은 군사용 무기에서부터 건설, 에너지, 물류, 재난구조, 교통 관측, 과학연구, 농업, 환경오염 제거, 촬영, 취재, 취미 등 각종 분야로 활동 영역이 사실상 무한대로 넓어졌다.농업 분야에서는 드론 기체에 관해 거의 확립되어 있으며, 농업용으로 커스터마이즈된 드론도 많이 존재하고 있다. 다만 스마트 농업에서 정보 수집을 위해 보다 전문적인 센서를 필요로 한다.이에 따라 새로운 센서에 의한 새로운 해석 소프트웨어의 요구가 증가하고 있다. 측량·점검 건설 분야에서는 기존의 드론 기체만으로도 거의 조건을 만족시키고 있다.하지만 라이다(Lidar)나 밀리파 레이더 등의 센서는 기술 발전에 따라 새로운 소프트웨어 알고리즘이나 빅데이터의 후처리 소프트웨어에 대한 요구 성능이 높아지고 있다. 특히 중량, 용적, 가격 등에 대한 개선이 필요하다.​재해 대응의 수색과 구조 분야는 보다 특수한 기체가 필요하다. 바람이나 기온 등의 날씨 환경에 상관없이 원활한 동작을 위해 보다 튼튼하고 안정된 배터리와 같은 높은 환경 적응성을 필요로 한다. 드론 기체에 대해 보다 안전하고 내구성 있는 기체로 개선할 필요가 있다.보다 긴 비행, 보다 많은 적재량, 화물의 탑재와 릴리스의 구조 등에 대한 개선이 필요하다. 또한 완전자율항법에 대해서도 원거리 이미지 전송 통신 및 다수 기체의 비행을 위한 안전 운항 관리시스템 등의 사회 기반이 요구된다.​물류 업무에 투입되는 드론에 관해서는 드론 기체의 신뢰성·내구성·안전성에 관해 증명이 가능한 수준으로 품질 보증이 요구된다.이에 따라 하드웨어의 개선에서부터 장애물 회피를 하는 완전 자율 비행이 가능한 센싱, 비행 중에 인공지능을 이용한 고장 해석이나 위험 해석이 가능한 대뇌형 드론의 등장이 기대되고 있다.승객 드론 분야에서는 도심항공교통(UAM)이 대두되고 있으며 국내에서도 국토교통부가 2025년 상용화를 천명하고 있다. 기체의 안전성과 신뢰성에 관련된 연구개발(R&D)가 더욱 더 요구되고 있다.특히 전기차의 배터리 열폭주 문제가 발생하고 있음에도 그 원인을 명확히 파악하지 못하고 있는 현실을 고려해볼 때 도심항공교통의 2025년 상용화는 불가능할 것으로 예상된다.미항공우주국(NASA)에서는 2030년대 중반은 되어야 UAM의 상용화가 가능할 것으로 예상하고 있다. 우리나라 국토교통부가 2025년 상용화 목표를 수립했지만 달성 가능성은 낮다.군사용 드론 분야에서는 기존 고가형 대형 드론이나 단순 정찰 감시 수준에서 벗어나 직접 폭탄을 싣고 타겟을 폭파하는 저가형 공격용 드론 뿐 아니라 로켓 엔진을 구비하여 장거리 타격이 가능한 미사일형 자폭 드론까지 개발되고 있다.국내 대표적인 드론 제조업체로는 LIG넥스원, 대한항공, 성우엔지니어링, 두산모빌리티이노베이션, 제이씨현시스템, 한화에어로스페이스 등이 있다.해외 드론 제조업체로는 중국 DJI, 중국 XAG, 미국 Skydio, 미국 Insitu, 미국 Edge Autonomy, 프랑스 Parrot, 오스트리아 Schiebel, 독일 Quantum Systems 등이 있다.현재 글로벌 군용 드론 시장은 미국의 주도하고 있지만 민수용 드론은 중국이 선두권에 위치해 있다. 우리나라는 아직 군사용 및 민수용 드론시장에서 두각을 나타내지 못하고 있는 실정이다.국토교통부가 2015년 이후 다양한 프로젝트를 추진하고 있지만 괄목할만한 성과는 없다. 지방자치단체마다 드론 클러스터나 실증센터 등을 구축하고 있지만 활성화되지 않고 있다. ▲ 김봉석 기자[출처=iNIS]

러시아 국방부에 따르면 2027년까지 ‘드론 발사형’ 헬리콥터 Mi-28NM를 98대 양산할 계획이다. Mi-28 시리즈는 러시아 공군의 대표적인 공격용 유인 헬기다.드론 발사형 시스템을 장착한다는 것은 감시·정찰용과 공격용으로 분류할 수 있다. Mi-28NM의 경우 공격용에 가깝다고 볼 수 있다.국방부는 Mi-28NM가 대전차 공격용 헬기라는 점을 고려해 자폭용 드론도 탑재한다고 밝힌 바 있다. 조종사가 적군의 표적을 지정해 자폭용 드론을 출격시킬 수 있다.한편, Mi-28NM으로 임무를 수행하면 적 방공시스템에 노출되기 쉽다. 이때 드론을 투입시키면 적진에 진입해 감시 및 정찰 활동을 용이하게 수행할 수 있다.이처럼 드론 발사형 시스템의 궁극적인 목적은 조종사의 안전 확보와 이중 작전을 수행하는 데 있다. 이러한 전술체계는 러시아뿐만 아니라 여타 국가에서도 연구 중이다.참고로 Mi-28NM는 기존 헬기와는 달리 조종 키트가 2개로 분리돼 있다. 하나는 헬리콥터, 다른 하나는 발사될 드론을 각각 제어하기 위함이다.▲러시아 공군의 대전차 공격용 헬기 Mi-28(출처 : wikipedia)

터키 우주항공업체 TAI(Turkish Aerospace Industries)에 따르면 기존 공격형 드론의 개발 방식을 ‘투석기’에서 ‘카미카제’로 전환했다. 카마카제는 2차 대전 당시 일본군의 자살공격대를 일컫는다.탄약을 목표물에 발사하는 형태의 드론 개발은 Simsek(고속표적 드론시스템)이라는 이름으로 2009년부터 진행됐다. 이후 드론 운용의 효율성과 경제성을 고려해 카미카제 형태로 개발 방식을 바꿨다.카미카제로 변형될 기존 Simsek 드론은 최대 1만5000피트 고도에서 시속 740km까지 비행할 수 있다. 또한 5kg 중량의 탄약도 100~200km까지 발사할 수 있다.향후 연 100기씩 생산될 카미카제형 드론은 이스라엘의 자폭용 드론(Loitering munition)인 Harop처럼 목표물 주변을 배회하는 기능은 없다.광학센서와 데이터링크 등 기술을 적용하면 배회 기능을 추가할 수 있다. 하지만 비용 절감과 단조로운 운용을 위해 일부러 제외할 방침이다.TAI 연구진은 “5kg 폭탄을 지닌 드론이 목표물에 자폭해도 큰 피해를 줄 수는 없다”면서도 “적진에 혼란을 주거나 추후 군집드론 활용 시 유효 타격이 가능해질 것”이라고 밝혔다.▲TAI의 SIMSEK 프로젝트 소개 화면(출처 : TAI 홈페이지)