KAI의 수직이착륙 무인정찰기 개발

[김종문 목사]

KAI의 수직이착륙 무인정찰기 개발

작성일: 2018-10-15 22:32:18

4월 최초 공개시

NI(Night Intruder)-600VT(Vertical Take-off and landing)는 KAI에서 개발하는 헬기형 수직이착륙 무인정찰기이다.

 KAI는 헬기를 기반으로 NI-600VT를 개발하면서 데이터 링크와 각종 센서의 통합, 그리고 비행제어프로그램의 개발과 통합 등을 담당한다.

NI-600VT의 임무 컴퓨터와 각종 임무장비(각종 센서, 데이터 링크 등), 항법 체계 등의 연결은 비상 상황을 대비힌 예비 채널을 포함함으로써 이중화되어 있으며, GPS 안테나에도 교란에 대비한 항 재밍 대책이 적용된다.

 NI-600VT에 도입되는 항 재밍 솔루션은  신호처리 소프트웨어로 구현된다. 이는 국내에서 개발한 고유한 기법을 사용한다는 점에서 KGGB의 GPS 안테나에도 도입된 바 있는 위상 수신과 빔 포밍 기법을 사용하는 것으로 짐작된다.

 NI-600VT의 데이터 링크는 C 밴드(NATO C 밴드. 0.5GHz ~ 1.0GHz)와 D 밴드(1GHz ~ 2GHz)를 포함하는 UHF 밴드와 고주파 대역으로 C 밴드(IEEE C 밴드, 즉 G 밴드와 H 밴드. 4GHz ~ 8GHz)에서 작동한다.

UHF 대역에서는 주로 NI-600VT의 체공 고도와 좌표 데이터 등을 전송하며, G 밴드와 H 밴드는 EO 센서와 IR 센서로 획득, 생성한 디지털 영상 데이터를 전송하는 용도로 사용하게 된다.

 NI-600VT는 헬기를 기반으로 개발된 비교적 대형 무인기이기 때문에 여유 있는 페이로드(payload)와 체공시간(최대 6시간 체공 가능)을 보유하게 될 것이다.

장차 NI-600VT에 개구면이 큰 대형 센서를 수용하여 넓은 영역을 감시하게 할 수 있거나 또는 다양한 종류의 센서를 운용하여 다목적 무인정찰기로 운용될 수 있음을 의미한다.

9월 후속 공개시

DX-Korea 2018의 KAI 부스 전면에는 KAI가 탐색 개발 중인 NI(Night Intruder)-600VT(Vertical Take-off and landing) 헬기형 수직이착륙 무인정찰기가 전시되었다. DX-Korea 2018에서 NI-600VT를 살펴본 결과 그동안 개발이 진행되면서 많은 변화와 개선이 이루어졌다는 것을 확인할 수 있었다.

 NI-600VT 탐색 개발 프로그램에는 임무 컴퓨터와 데이터 링크의 설계, 그리고 데이터 링크와 각종 임무 장비의 통합, 비행제어프로그램의 설계와 검증 등이 포함되어 있다.  NI-600VT의 임무 컴퓨터와 각종 임무장비(각종 센서, 데이터 링크 등), 항법 체계 등의 연결은 비상 상황을 대비힌 예비 채널을 포함함으로써 이중화되어 있으며, GPS 안테나에도 교란에 대비한 항 재밍 대책이 적용되었다.

 NI-600VT의 개발 진행 상황과 전망

 NI-600VT는 불과 5개월전 전시되었던 것과 다소 차이가 있었다. 5개월 동안 많은 변화가 있었다.

 우선 외형적인 면에서 눈에 띄는 차이가 있었는데, 전에는 동체 전방이 매끈한 달걀 형태였지만 최근 선보인 형상은 전면의 좌우가 푹 꺼진 형상이었다.

 기존 NI-600VT는 기수 아래에 장착된 EO/IR 영상 시스템 터렛이 구체화되지 않은 상태로 전시되었지만, 이번에 전시된 NI-600VT는 제대로 EO/IR 영상 센서 터렛을 탑재한 상태로 공개되었다.

 대형 헬기인 노르웨이 공군 AW101 헬기에 통합되는 SAFIRE 380-HLDc(FLIR Systems 제품)이 NI-600VT에 탑재된 상태로 전시되었다.

  형상의 변화는 헬기를 기반으로 수직이착륙무인기의 탐색개발을 하면서 형상을 재설계하여 최적화하면서 도출된 것이었다. 5개월 동안 형상이 변화한 것은 개발 진행에 따라 형상이 개선되는 자연스러운 것이었다.

 그리고 현재의 NI-600VT 프로그램은 어디까지나 탐색 개발 프로그램이기 때문에 실제 체계 개발에서도 같은 현상의 헬기를 기반으로 개발이 이루어질 것이라고 장담 할 수는 없다.

 NI-600VT 탐색개발의 목적은 헬기를 기반으로 하는 회전익 수직이착륙 무인기 설계와 비행제어 S/W 설계와 통합과 검증, 임무 컴퓨터 설계와 통합, EO/IR 영상 정찰/타게팅 장비를 포함한 각종 센서와 데이터 링크 등을 설계하고 이들을 임무 컴퓨터에 통합하는 것을 탐색 개발을 통해 실증하는 것이 목적이다.

 실제 체계 개발 단계에서 기반 형상을 결정하여 이들을 적용하는 것이 목적이기 때문에 현재의 NI-600VT의 기반 형상과 장차 개발되는 헬리콥터형 수직이착륙무인기의 형상이 다를 수 있다.

 그리고 이와 같은 탐색 개발을 통해서 헬기 형상의 무인기 비행제어 소프트웨어를 미리 구축함으로써 실제 체계 개발 사업이 시작되면 경쟁 업체보다 더욱 빠르고 신뢰성 높은 개발 진행이 가능한 것이 KAI의 NI-600VT 프로그램의 장점이다.

 물론 체계 개발 단계에서 다른 형상의 헬기를 기반으로 개발을 하게 되면 비행제어 소프트웨어도 그에 맞추어 개발을 해야 하지만, 회전익 무인기의 공통적인 비행제어법칙을 포함하여 수직이착륙 UAV의 비행제어 OFP의 기본 골격은 이미 탐색 개발을 통해 완성을 한 상태에서 체계 개발 형상에 맞는 비행제어 알고리즘을 도입하는 것이기 때문에  더욱 유리하다.

 예전에 NI-600VT의 UHF 대역 데이터 링크 시스템의 지상 안테나 축소 모형이 함께 전시되었던 것과 달리, DX-Korea 2018에서는 해당 모형이 NI-600VT와 함께 전시되지 않았다.

 NI-600VT의 데이터 링크는 KAI에서 자체적으로 개발하고 있다. 동 시스템은 C 밴드(NATO C 밴드. 0.5GHz ~ 1.0GHz)와 D 밴드(1GHz ~ 2GHz)를 포함하는 UHF 밴드를 사용하며, 고주파 대역으로는 C 밴드(IEEE C 밴드, 즉 G 밴드와 H 밴드. 4GHz ~ 8GHz)를 사용한다. 

 UHF 대역은 지상의 C2 노드와 연결되어 C2 노드에서 NI-600VT의 관제를 위한 자료들을 제공하기 위해 사용되지만 G 밴드와 H 밴드는 정찰 임무장비의 고용량 데이터 전송을 위한 대역으로 짐작된다.

 그러나 IEEE 표준 C 밴드(G 밴드와 H 밴드)를 최대 작동 주파수 대역으로 설정한 것은 고용량 데이터 통신을 위해서는 부족한 것이 사실이다. 실제로 대부분의 고용량 영상 데이터 전송 용도의 데이터 링크들이 J 밴드(10GHz ~ 20GHz. X 밴드의 고주파 대역과 Ku 밴드 포함)를 주로 사용한다.

 NI-600VT는 탐색 개발 단계이며 모든 요소들이 확정된 것이 아니기 때문에 데이터 링크의 경우에도 사용 대역이 추가될 수 있다.

  주파수 문제는 추후에 체계 개발을 하면서 대역을 추가함으로써 해결할 수 있는 문제이지만, 업체가 임의로 대역을 추가하는 것이 아니라 해당 대역의 주파수를 군에서 먼저 수직 이착륙 무인기의 데이터 링크 사용을 위해 확보하는 것이 선행되어야 한다는 점이 즁요하다.