국내 최고의 무인 항공기 전문 기업 성우 엔지니어링

[김종문 목사]

국내 최고의 무인항공기 전문기업 성우엔지니어링

 작성자: 성우엔지니어링

작성일: 2021-11-09 15:17:09

국내 최고의 무인항공기 전문기업 성우엔지니어링

[사진 0] ‘서울 국제 항공우주 및 방위산업 전시회 2019(Seoul ADEX 2019)’에 참가한 성우엔지니어링 부스 전경

무인항공기의 역사

드론(Drone)이라 불리는 무인항공기(UAV)가 전 세계에서 다양하게 활용되고 있다. 드론은 ‘자율 항법 장치에 의해 자동 조종되거나 무선 전파를 이용해 원격 조종되는 무인 비행 물체’를 뜻한다. 드론이란 용어는 작은 무인항공기가 윙윙거리며 날아다니는 것이 마치 벌이 날아다닐 때 나는 ‘윙윙’ 소리와 비슷하다고 해 ‘수벌’을 뜻하는 ‘드론(Drone)’이라는 이름이 붙었다.

드론은 본래 군용으로 만들어졌다. 1916년 군인출신 물리학자 아키볼드 로(Archibald Low)의 ‘에어리얼 타깃 프로젝트’가 첫 연구였다. 이 프로젝트는 사람이 타지 않고 무기만 실은 비행체가 원격으로 적진을 타격하는 것이었다. 1930년부터 1947년까지 영국 해군은 DH82B 퀸 비(Queen Bee, 여왕벌)라는 무인표적기 400여 대를 생산했고, 이후 제2차 세계대전이 발발한 후 각 국의 무인 비행기 연구가 본격적으로 시작되며 지금의 ‘프레데터’, ‘타라니스’, ‘X-47B’, ‘글로벌 호크’, ‘MQ-9 리퍼’ 등이 개발됐다. 군에서 드론은 초기엔 아군 사격훈련표적기로 쓰였으나, 이제 정찰은 물론 공격까지 수행하며 현대전에서 그 역할이 더욱 커지고 있고, 미래 전장의 게임체인저로 부상중이다.

전 세계 군의 무인항공기 운용 및 개발

전 세계적으로 군에서 드론의 폭넓은 활용과 기술 연구가 이루어지고 있다. 글로벌 컨설팅 전문업체 맥킨지에 따르면 2020년 기준 전 세계 드론 시장 규모는 123억 달러에 달한다. 이 가운데 군수·정부용은 66억 달러로 전체 시장의 절반 가까이를 군사용 드론이 채우고 있다.

군사용 드론 1등은 단연 미국이다. 세계 최대 군사력을 증명하듯 고고도무인정찰기(HUAV)부터 정찰과 폭격이 가능한 중형 프레데터(MQ-1)와 대형 리퍼(MQ-9)까지 다양한 용도의 드론을 보유중이다. 1개의 지상통제시스템을 통해 다수의 무인기를 동시에 통제하는 플랫폼 공용화, AI를 접목한 완전 자율비행 등 기술발전을 추진중이며, 무인기용 동력원도 개발하고 있다. 특히 ‘발키리(Valkyrie) 프로젝트’는 1대의 유인 전투기가 폭탄을 탑재한 수십 대의 드론을 통제해 적의 핵심기지를 초토화 할 수 있는 유무인 복합체계의 발전적인 구상이다.

미국뿐만 아니라 세계 여러 국가가 군사용 드론과 관련한 연구에 돌입하고 보유량도 늘리고 있다. 2020년 뉴욕 바드 칼리지 발표에 따르면, 2019년 기준으로 58개국에서 269개의 군사용 드론 부대를 편제했다. 특히 이스라엘, 영국, 프랑스, 터키, 러시아 등이 무인기 개발에 앞서 있으며 또 지속적으로 연구하고 있다.

여기에 무엇보다 중국의 약진이 주목할 만하다. 중국은 세계 최대 드론 회사 디제이아이(DJI)를 필두로 이미 세계 소형 드론 민수 시장의 경우 70% 이상을 점유하고 있다.

군에서도 미국의 프레데터와 비슷한 중형 정찰·공격드론 원룽을 개발했으며, 고고도 무인정찰기 ‘글로벌 호크’를 모방한 싼룽도 개발중이다. 무엇보다 정부의 전폭적인 지원에 따라 급속도로 성장하고 있다.

우리나라의 경우 지난 해 방위사업청이 4차 산업혁명 시대의 기술 발전 추세에 따라 2020년부터 10여 년간 드론 개발에 약 2조 4천억 원을 투입할 방침이라고 밝혔다. 방위사업청은 민간에서 신속 획득이 가능한 근거리 정찰 드론은 과감히 국내 구매로 사업을 추진하고, 초소형 무인기와 중·대형 공격드론 등은 핵심기술개발을 통해 사업기간을 단축해 조기에 전력화를 완성하는 투트랙 전략을 추진하고 있다.

또한 국방부는 지난 7월, 4차 산업혁명의 핵심기술을 기반으로 국방역량을 강화하기 위해 추진중인 「미래국방혁신 구상」에서, AI와 드론 등의 무인전투체계가 신속히 전력화할 수 있는 기반을 구축하겠다고 밝혔다. 이와 같은 정부와 군의 적극적인 추진에 무인기 개발에 관한 관심이 점점 높아지고 있다. 군과 더불어 많은 방산업체가 미래전 양상과 작전 개념 변화에 맞춰 사단급, 차기 군단급, 중고도 등 다양한 신형 드론을 개발했거나 개발중이다.

[사진 1] MQ-9, 장시간 고고도 체공을 하며, AGM-114 헬파이어 대전차미사일 등을 장착 가능한 무인공격기다.

무인항공기의 다양한 활용

국방 분야는 물론 민수에서도 드론의 활용 폭은 넓어지고 있다. 기술 발달로 점점 소형화된 드론은 다양한 센서·카메라 기능이 탑재되면서, 군용 뿐 아니라 농업, 물류운송, 방송, 재난재해 감시 등 점점 더 다양한 곳에서 활용중이다.

최근 농촌에서는 무거운 농약통을 짊어 메고 약을 뿌리는 농민들보다는 오히려 윙윙거리며 논과 밭을 휘젓고 다니는 방제용 드론을 자주 목격할 수 있다. 방송에서도 무인항공 기를 활용한 촬영이 많아졌고, 또 드론을 취미로 하는 사람들을 어렵지 않게 볼 수 있다. 무인항공기가 이제 어른은 물론 어린이도 쉽게 접할 수 있는 장비가 됐다.

2010년을 기점으로 대중들이 즐기는 ‘취미용 드론’은 급속도로 발전해 왔다. 이제 4차 산업혁명 주요 기술로 자리매김 후 농업 방제, 고속도로 단속, 측량, 시설물 점검, 기상 관측, 배달 등 점점 더 다양한 산업에서 활용되고 있다.

[사진 2] 농업용 드론을 활용하는 모습

국내 무인항공기의 중심 성우엔지니어링

우리나라 무인항공기 역사의 산증인인 성우엔지니어링은 1993년 설립하여 28년간 오직 국내 무인항공기 R&D 산업에 매진해 왔다.

국방과학연구소와 KT-1 웅비 축소비행체를 시작으로 본격적인 연구개발 비행체 축소기, 시제기 제작에 돌입하였고, 사업 초기에는 군단급 무인기 훈련기, KT-1 축소 시제기, Searcher 축소 훈련기, 대공표적기를 제작하며 기반을 다졌다. 이후 국방과학연구소와 중고도 무인기, 고고도 장기 체공기 축소시제기, 저피탐 소형무인기 등 다양한 연구개발 시제기나 훈련기 제작 및 비행시험을 수행했다. 뿐만 아니라, 한국항공우주연구원과 반디호 축소시제기, 스마트 무인기, 스마트 무인기 축소기, 고고도 장시간 체공기, 복합회전익 QTP, V-TOL 비행로봇 무인기 등 제작, 비행시험에도 참여하여 제작, 비행시험 능력을 입증했다. 그 중심에서 성우엔지니어링은 축적된 노하우와 뛰어난 기술력으로 지속적인 성장을 도모하고 있으며, 연구개발, 축소시제기 설계 및 제작, 비행시험까지 원스톱으로 수행이 가능한 업체로 국내 다양한 연구기관, 기업 연구소와 다양한 플랫폼의 무인항공기를 연구개발 하고 있다. 또한 국내 최초이자 세계 두 번째로 농업용 무인헬기 상용화에 성공하여 현재까지 꾸준히 시장에 공급하며 무인항공기 시장에서 두각을 나타내고 있다.

성우엔지니어링은 2014년 군 소형 정찰 무인기 ‘RemoEye-002B’ 양산 사업에 참여하여 비행체 전량을 생산, 납품, 2019년 육군 교육사령부 ‘전투실험용 지원드론’ 납품, 2020년 방위사업청 신속시범 획득 사업(’20년-1차)에 참여하여 ‘원거리 정찰용 소형무인기’를 성공적으로 제작, 납품하는 성과를 냈다.

[사진 3] SDM-110은 최대 이륙중량 110kg급 다목적 무인헬리콥터로 감시, 정찰, 화물 수송 등에 활용이 가능하다.

“무인항공기·무인헬리콥터 명가 성우엔지니어링, 미래항공산업을 이끌어 나가다”

➊ 우수 조달 제품, 신개념 하이브리드 무인기 ‘Argos’

Argos는 멀티콥터와 고정익 무인기의 장점을 갖춘 신개념 하이브리드 무인기로 정찰, 감시 등에 있어 폭넓게 활용이 가능하다. 성우엔지니어링은 미래창조과학부 주관 국가연구개발 ‘무인이동체 미래선도 핵심기술개발 사업’에 참여하여 수직이착륙 무인기 ‘Argos’를 개발하였다. 최근 수직이 착륙(V-Tol) 무인기가 각광받고 있는데, 수직이착륙은 긴  주로가 필요 없으며, 상대적으로 협소한 공간에서도 비행체를 이착륙시킬 수 있다는 장점이 있다. 성우엔지니어 링은 2016년 연근해 적조, 해양오염 감시 목적의 소형무인기 시스템 개발을 완료하였다. 우수한 과제 수행 결과와 완성제품으로 2019년 드론 규제 샌드박스 사업을 수주하여, 실증 비행시험을 통해 비행성능과 기술력을 입증했고, 이렇게 탄생한 Argos는 우수 조달 제품으로 지정됐다.

[사진 4] Argos는 멀티콥터와 고정익 무인기의 장점을 갖춘 신개념 하이브리드 무인기다. 적조 및 해양 오염 감시, 정찰, 농산물 및 해산물의 작황관리 등 다목적 활용이 가능하다. 광학·적외선 카메라와 다중 분광카메라가 탑재됐다.

➋ 원거리 정찰용 소형무인기

방위사업청은 2020년에 ‘신속시범획득 사업’ 공모를 한바 있다. 공모 대상은 ‘4차 산업혁명 기반 기술’로 무인항공기 뿐만 아니라 AI(인공지능), VR(가상증강현실), 첨단 소재 등 민간에서 기 개발된 기술이었다. 성우엔지니어 링은 기존에 우수한 성능을 입증하여 우수 조달 제품으로 선정된 ‘Argos’ 무인기를 개조하여 4시간 비행이 가능한 고정익 무인항공기 개발에 성공하였고, 신속시범획득 사업 ’20년-1차 사업을 수주했다. 이 무인기는 4대 1식으로 제작되어 운용되는데, 비행시간은 최대 4시간으로 순항속도 100km/h 기준으로 약 400km를 비행할 수 있다. 단순 계산으로 반경 200km 내에 적 종심지역에서 2km 고도로 촬영 후 복귀하는 임무를 수행할 수 있다.

[사진 5] 원거리 정찰용 소형 무인기

➌ RemoEye-002B

2014년부터 우리 군에 도입된 ‘RemoEye-002B’는 흔히 대대급 무인기로 불리는 무인항공기다. 국내 무인항공기 양산으로는 최대 규모이며, 대기업들을 제치고 유콘시스템(주)이 방사청 구매사업을 수주하며 주목을 받은 바 있다.

이 비행체는 성우엔지니어링과 유콘시스템(주)이 협력하여 개발한 무인기로 성우엔지니어링은 비행체, 유콘시스템은 탑재 H/W, S/W를 담당하였다. 성우엔지니어링은 효율적인 제작 방식과 품질관리를 통해 국내 최초의 무인항공기 양산에 성공하는 쾌거를 이루어냈다.

[사진 6] RemoEye-002B

➍ MPUH(Multi Purposed Unmanned Helicopter)

이 제품은 다목적 활용이 가능한 표준 플랫폼의 무인헬기다. 최대 이륙중량 200kg급 무인헬기는 전 세계적으로 스웨덴 SAAB사, 스웨덴 CybAero사, 오스트리아 Schiebel사에서 200kg급 무인헬기를 독자 개발하여 민간 및 군수 분야(지상, 함상)에서 운용하고 있다. 우리 해군에서도 Schiebel사의 무인헬기를 도입하여 운용 중이다.

2017년 성우엔지니어링은 민군겸용기술개발과제를 통해 최대이륙중량 200kg급 다목적 무인헬기를 국내 기술력으로 개발하기 위해 한국항공우주연구원, LIG넥스원, 디브레인과 컨소시엄을 구성하여 개발에 착수, 현재는 요구도 검증을 위한 비행시험에 박차를 가하고 있다.

MPUH는 지난 2019년 서울공항에서 열린 ADEX(서울 국제 항공우주 및 방위산업 전시회)에서 최초로 실물이 공개됐다. ‘최대이륙중량 200kg’, ‘다목적’, ‘6시간의 비행시간’ 등의 특장점이 전시 부스를 지나던 많은 관객의 이목을 집중시켰다. 물품 수송 및 투하, 정찰 감시, 통신 중계 등 무인기 운용을 열망하는 이들에게 니즈를 충족시키며 획기적인 무인헬기로 각인되었다. 기술개발과제는 9월 개발 종료를 하지만, 과제를 넘어 상용화가 되어 대한민국의 기술을 알리고, 우리나라 기술력으로 제작된 ‘Made in KOREA’ 무인헬기가 힘차게 하늘을 날 미래도 기대가 된다.

[사진 7] 다목적 무인 헬리콥터 MPUH는 최대 이륙중량 200kg급으로 감시, 정찰, 화물 수송 등이 가능하다. 최대 탑재중량은 60kg이다.

➎ 농업용 무인헬기 Remo-H

농업용 무인헬기가 국내에 첫 선을 보인 것은 2003년 일본 YAMAHA사의 농업용 무인헬기다. 성우엔지니어링은 2007년 농업용 무인헬기 ‘REMO-H C100’을 유콘시스템, 충남대 항공우주공학과 교수팀과 개발, 상용화에 성공했고, 이는 국내 최초, 세계에서는 두 번째 상용화에 성공한 무인항공기가 됐다. 이를 바탕으로 2012년 ‘REMO-H V2’를 출시하며 기술력을 입증, 시장에 어필했고, 현재까지도 ‘REMO-H V2’는 다수 농협, 영농법인에서 운용중이며, 여기에 그치지 않고 경쟁력 강화를 위해 ‘REMO-H V3(가칭)’ 개발에 매진하고 있다.

[사진 8] 농업용 무인헬기 REM0-H, 1회 비행으로 약 7,500평 방제가 가능하며 소요시간은 16분이다. 1일 최대 53ha(약 160,000평) 방제 가능하다.

민수용 무인헬기 개발은 많은 변화를 가져왔다. REMO-H 시리즈 이후, 최대이륙중량 40kg급 농업용 무인헬기 ‘SWAN’을 출시했고, 최대이륙중량 180kg급 다목적 무인헬기 개발에 성공하여, 다양한 연구개발 사업에서 다목적으로 활용되고 있다.

“항공전문기업 성우엔지니어링 시험과 교육, 정비와 개량까지”

과거에 몇몇 무인기 제작 업체에서 비행체는 제작했다 하더라도, 조종 가능한 인력이 없을 때 성우엔지니어링을 찾아오는 사례가 빈번했다. 그만큼 무인기에 있어서 조종사의 영향력은 컸기 때문이다. 그 중심에는 성우엔지니어링 김성남 대표가 있었다. 회사 설립 이전부터 김 대표는 RC무인항공기 분야에서 명성을 떨쳤고, 1983년부터 2003년까지 FAI(국제항공연맹) F3A(Radio Control Aerobatic)부문 국가대표로도 활동한 이력이 있다. 회사 설립 이후 각종 무인항공기 조종을 통해 드론 산업에서 전문 조종사로서의 입지도 다져왔다.

[사진 9] 성우엔지니어링 회사 전경

2017년, 성우엔지니어링은 업무 효율성을 높이기 위해 소형 무인기 비행이 가능한 부지를 찾아 이전했고, 작은 활주로를 구성하여 제작 직후 곧장 비행시험을 할 수 있도록 인프라를 구축했다. 또한 임직원 RC무인항공기 취미 비행을 지원하며 미래 외부조종사 양성에도 노력중이며, 드론 업계 경쟁력 강화에 있어 폭넓게 기여하고 있다.

[사진 10] 송전탑을 감시하는 REMO-H

성우엔지니어링은 직접 설계, 제작, 조립, 공급, 정비, 비행을 수행하기 때문에 모든 부분에 빠르고 정확한 대응이 가능하다. 이러한 이점은 탑재 비행시험에서 그 역량을 십분 발휘하게 된다. 무인기를 이용한 각종 탑재 시험은 기존 무인기의 플랫폼을 활용하여, 수요자 요구 탑재장비 장착 후 비행시험을 하는데, 성우엔지니어링에서는 장착을 위한 마운트 구성 후, 곧장 비행 시험이 가능하기 때문이다. 탑재장비 마운트 또한 수요자의 요구에 맞춰 커스터마이징이 가능하고, 이러한 기술력을 바탕으로 각종 항공 촬영, 화생방 제독 시험, 송전탑 점검, 통신 중계, 물품 수송 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용할 수 있다. 2010년 이후 드론의 빠른 시장 보급과 자격증 제도의 정착에 따라, 2014년 국토부 지정 초경량비행장치(무인·회전익) 전문교육기관을 설립해 운영중이다.

또한 성우엔지니어링에서는 각종 비행시험을 통한 유지 정비·성능개량을 통해 드론 시장의 경쟁력 강화에 최선을 다하고 있다. 보유기술과 인프라를 통해 고객들에게 신속히 대응하고, 요구사항이나 불만접수를 처리하며 매년 성능개량, 장비의 신뢰성 확보에도 지속적으로 노력하고 있다. 향후 미래항공산업은 점점 더 무인항공기와 무인헬리콥터가 이끌어 나가게 될 것으로 예측되고 있다. 그 중심에서 성우엔지니어링이 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.