군용 정찰드론의 배터리혁명..수소연료전지 달고 3배 더 오래 난다

기존 리튬이온전지로는 30분 비행 불과해
방사청 '수소드론 파워팩 드론' 구매 결정
주야간 감시카메라 달고 최대 90분 비행
두산모빌리티이노베이션 'DS30W'모델
저소음,저진동 구현..11월부터 시범운용
장갑차 등 다양한 무기로 수소 확대 기대
극한기온 제약, 충전인프라 해결은 숙제

수소연료전지 파워팩을 장착해 장시간 조용히 날 수 있는 소형드론 'DS30'시리즈가 강 수면 위에서 저공비행하고 있다. /사진제공=방사청

[서울경제]

4차 산업혁명시대에 맞춰 군이 무인기(드론) 활용을 늘려가고 있지만 실전에서 활용하는데 적지 않은 기술적 장벽을 겪어왔다. 체공시간과 소음문제는 그중 대표적 고민거리였다. 불과 30분 남짓한 운용가능시간과 시끄러운 엔진소음은 은밀히 적진에 침투시켜 장시간·장거리 정찰을 하는 것을 어렵게 됐다. 이 문제를 배터리 혁명으로 풀게 됐다. 수소연료전지 적용이다.

방위사업청은 올해 11월부터 군에서 시범운용할 ‘수소 파워팩 드론’ 구매계약을 체결했다고 17일 밝혔다. 계약업체는 두산모빌리티이노베이션이며 계약규모는 8억3,100억원이다. 두산모빌리티이노베이션은 자사의 기존 민수용 드론인 ‘DS30’모델을 군용 성능에 부합하도록 ‘DS30W’ 모델로 개조해 납품할 예정이다. DS30W는 6개월간의 제조·검사과정을 거쳐 시범운용된다.

옥토콥터 방식인 DS30W은 주야간 상시 정찰이 가능하도록 전자광학/적외선(EO/IR) 감시장비를 탑재하게 된다. 비행시 진동이 적어 감시용 영상 촬영시 흔들림도 최소화할 수 있다. 비행시간도 최대 1시간30분 정도로 예상된다. 해당 모델의 원본인 DS30모델이 5㎏의 탑재중량으로 최대 120분 비행할 수 있기 때문에 보다 고기동이 요구되는 군용 소형 정찰드론으로 개량해도 90분 가량의 비행 성능을 충분히 낼 수 있을 것으로 보인다.

방사청 관계자는 “가솔린 엔진을 쓰는 드론은 소음, 진동이 심해서 낮은 고도에서 비행하는 정찰용 소형드론은 소음이 적은 리튬이온전지를 추진체계로 적용해왔는데 운용시간이 보통 30분 정도여서 한계가 있었다”며 “이를 수소연료전지 체계로 바꾸게 되면 비행시간이 크게 늘어나 작전능력 향상에 도움될 것”이라고 설명했다.

수소연료전지 기반 드론 'DS30'시리즈의 비행 이미지./사진제공=방사청

이번 사업은 ‘신속시범획득사업제도’를 통해 진행된다. 이 제도는 민간이 제안하는 신기술이 보다 빨리 군에 적용될 수 있도록 하는 사업이다. 기존엔 시범운용 없이 주로 서류심사 등으로 군용장비를 구입해야 했기 때문에 야전에 적합하지 않은 제품이 납품되기도 했고 최종 획득기간까지 보통 2년가량 걸리는 문제가 있었다. 반면 신속시범획득 사업제도를 활용하면 보통 1년 내에 신제품을 도입할 수 있어 신기술을 빨리 적용할 수 있다. 소요군은 해당 제품을 시범운용해보면서 실전에 적합한지 평가해 보완점 등을 분석하고, 후속으로 전력화하는 사업을 추진하는 과정에서 기술적 개선할 수도 있다. 방사청은 이번 시범사업을 마중물로 삼아 향후 수소 인프라(저장·운송·충전 등) 구축과 대형 드론, 차량, 장갑차 등 다양한 무기체계의 동력원으로 확대 적용할 수 있을 것으로 기대했다.

수소연료전지 기반 드론 'DS30'시리즈가 도로 위를 날며 정찰하는 모습./사진제공=방사청

다만 수소연료전지를 기반으로 한 드론, 차량 등의 군용 장비 도입이 활성화하려면 몇 가지 딜레마를 풀어야 한다. 우선 수소연료전지는 물리적 특성상 극한의 기온에선 운용이 제한되거나 불가능하다. 이를 보완하기 위해 DS30W는 수소연료전지 파워팩을 극한에서도 사용할 수 있는 리튬이온전지 파워팩으로 간편하게 갈아끼울 수 있도록 개량돼 납품될 전망이다. 수소연료전지 기반의 장비를 충전·운용하는데 불편함이 없도록 인프라를 각 제대에 널리 보급하고, 관리부실이 발생하지 않도록 운용병력에 대한 교육프로그램을 체계화하는 방안도 적극 추진돼야 할 것으로 보인다.

/민병권 기자 newsroom@sedaily.com