이와 같이 이미 실현된 무인 항공기는 앞으로 더욱 다양한 가능성이 점쳐지는 가운데 결국에는 이들이 민간 및 군용 항공의 개념을 변화시킬 것으로 보인다. 미 국방부는 1950년대부터 250억 달러 이상의 자금을 이 UAV를 위해 쏟아 부었다. 그럼에도 임무와 표준을 결정하는데 있어서 여러 가지 문제에 봉착하면서 관련 프로그램들은 계속 교체되거나 백지화됐다. 그러나 적절한 기술이 개발되면서 인공지능 내장, 중량 대비 파워 향상, 원격 제어 등의 문제가 해결됨에 따라 이제 무인 항공기의 적용 가능성이 더욱 커지게 되었다. 또한 새로운 합성 물질이 개발되어서 가벼우면서도 내구성이 강화된 것도 이러한 가능성을 더욱 높인다. 센서 역시 소형화되면서 더욱 강력해 졌다. 동시에 위성 통신 기술은 복잡한 실시간 활동에 필수적인 광대역 통신 기능을 제공했다.
현재 장난감 같은 무인 항공기에서부터 1마력 짜리 엔진을 장착한 실제 전투기와 같은 거대한 비행기에 이르기까지 수 십대의 무인 항공기가 개발 중에 있다. 일부는 매우 오랫동안 비행하거나 매우 높은 고도로 비행할 수도 있다. 또한 무인 항공기는 군사적인 목적 이외의 용도로도 사용할 수 있을 것이다. 로봇 비행기는 이미 연구원, 어부, 기상 관측자, 심지어 영화 제작자(72 페이지의 ‘민간 엔지니어링’ 참고)들이 사용하고 있기도 하다. 그러나 공중에서 충돌을 피하는 문제는 여전히 엔지니어들이 풀어야할 과제. 2001년에 이미 수많은 군용 무인 비행기가 보스니아와 코소보로 향하면서 일반 비행기들이 지나 다니는 항공로를 통과한 적이 있어 유럽 국가의 항공 관제 당국이 긴장하는 해프닝이 벌어지기도 했다.
2개월 전에는 NASA에서 무인 항공기용 35GHz 레이더 기반 충돌 회피용 시스템을 공개한 바 있다(캘리포니아 모하비의 Scaled Composites에서 제작한 연구용 비행기 프로테우스에 장착해 테스트를 거쳤다). 이것은 매우 괄목할 진전이었다. 무인 항공기가 최근에 상당히 향상되긴 했어도(일부는 완전하게 테스트되기도 전에 바로 이라크로 급파되기도 했다) 무인 항공기로 가득찬 세상을 통제할만한 인프라는 아직 존재하지 않는 실정이다.
1초소형 무인 항공기
군용 마이크로 항공기는 아직 생산 전이다. 미국방부 산하 국방고등연구기획청(DARPA)에서는 무인기처럼 부피 약 0.5ℓ, 지름 22cm 정도인 2kg짜리 헬리콥터를 개발하고 있다. 군인이 직접 배낭에 넣고 다닐 수 있도록 설계되었으며 짧은 거리를 정찰할 수 있다. 연료나 장비를 많이 싣기에는 너무 작아 450g짜리 카메라를 탑재하고서 약 1시간 정도 비행하는 것이 가능한 정도이다. DARPA는 대형 무인 항공기뿐만 아니라 소형 무인 항공기를 미래 전투 시스템 프로그램에 통합하려는 의지를 보이고 있다.
소형 무인 항공기는 로봇화된 탱크가 배치된 현장에 급파되어서 나무나 빌딩 위로 날아 올라 상황을 감시할 수도 있다.DARPA의 요청에 의해 코네티컷 주의 쉘턴에 있는 D-Star Engineering 사에서는 600g 정도의 무게에 1.3 마력을 출력할 수 있는 손바닥 크기의 엔진을 제작했다. 이 초소형 엔진은 제트 연료나 디젤 연료로 작동하며, 비슷한 크기의 항공기용 엔진에 비해 보다 조용하면서도 강력한 파워를 출력한다. 게다가 연료 또한 적게 소모된다고.
iStar
개발자 Allied Aerospace
·버지니아 뉴포트 뉴즈 소재
지름 22cm 높이 30cm
무게 2.2kg
활동 반경 8.9km
정보 DARPA는 센서 조합 기기(광전자, 적외선, 레이더)가 장착되는 iStar를 테스트 중이다. iStar는 헬리콥터처럼 상승하지만 거의 수평으로 고도를 유지하며 비행할 수 있다. iStar의 덕트 팬 등 사용된 팬은 1980년대에 제너럴 다이나믹스에서 테스트했던 컨베어(Convair) 부서의 ‘링 윙’ 무인 비행기의 팬과 동일하다. iStar는 4.9Km 고도에서 최대 1시간 가량 비행이 가능하다.
상태 개발 중
HeliSpy
개발자 Micro Autonomous Systems·캘리포니아 델마 소재
지름 28cm 높이 69cm
무게 2.7kg
활동 반경 40.2km
정보 원래 DARPA에서 개발했으나 상업용 시장을 목표로 HeliSpy II가 개발되었다. 이 비행기는 완전히 자동화되어 컴퓨터 게임식의 조이스틱으로 조정하게 되며 비행 중에 프로그램을 새로이 짤 수도 있다. 저렴한 항공기 엔진으로 작동하는 이 2만5천 달러 짜리 비행기는 속도를 위해 수직 비행에서 수평 비행으로 전환할 수 있다. 경찰 특수 기동대 팀과 같은 곳에서 테러리스트가 숨어 있는 건물 내부를 감시하는 용도로 사용할 수 있을 듯.
상태 제한 생산 중
Wasp
개발자 Aero Vironment
·캘리포니아 몬로비아 소재
길이 20cm
무게 170g
활동 반경 0.97km
정보 길이 30cm인 이 ‘플라잉 윙’은 최근 2년 전의 초소형 무인 항공기의 비행 기록을 깨고 1시간 47분의 기록을 세웠다. 무선으로 조종하는 Wasp은 설계가 매우 특이하다. 날개는 DARPA에서 활발하게 연구를 진행시켜온 새로운 합성 다기능 재료로 제작되어 날개로서의 역할 뿐 아니라 비행에 필요한 전기 에너지까지 공급한다. 차세대 Wasp은 간단한 자동 비행 기능과 컬러 비디오 카메라를 적용할 예정.
상태 초기 개발 단계
2소형 무인 항공기
최대 1.8m길이에 40㎏까지 나가는이들 무인 항공기는 초기 소형 무인 항공기는 상대적으로 부피가 컸으며 기술적인 정교함이 떨어져서 실제 전투에서 군인들이 직접 사용하기에는 제약이 많았다. 따라서 현장에서 직접 사용하는 대신 캡처한 영상이 후방에 위치한 트레일러에 전송되었다.
이러한 한계로 인해 경량 복합 재료와 소형화된 센서 등이 등장하게 되면서 초소형 UAV의 개발 열기가 가열되기도 했다. 그러나 드래곤 아이(Dragon Eye)와 스캔이글(ScanEagle) 등 이 부분에서 새로운 소형 항공기들이 등장하면서 소형 항공기 개발이 다시 활기를 되찾고 있다. 소형 무인 항공기는 초소형 보다 비행 범위와 비행 시간이 우수하기 때문에 군사적으로 초소형 항공기의 임무가 확대되는 것과는 별개로 중요한 임무를 계속 수행할 수 있을 것으로 기대된다.
Pointer
개발자 Aero Vironment
길이 1.83m
무게 4.54kg
활동 반경 5.63km
정보 2.74m의 날개를 이용, 프로펠러로 추진되는 이 FQM 151 Pointer는 약 1kg의 화물을 수송하며 손으로 날릴 수 있다. 조지아 주의 포트 베닝 전투 훈련 센터에 6대의 Pointer가 사용되기도 했다. 약물 규제 관리국에서는 소형화 센서의 테스트용으로 사용하고 있다. 최근에는 푸에르토 리코의 시위 현장 감시를 위해 사용되기도 했다. 적외선 비디오 카메라를 장착한 이 무인 항공기는 침입자를 발견, 감시하는 용도에 주로 사용된다.
상태 1988년 미군에 의해 처음으로 사용. 특수 부대가 이라크에서 사용.
Exdrone/Dragon Drone
개발자 BAI Aerosystems,
·매릴랜드 주 이스턴 소재
길이 1.52m
무게 40kg
활동 반경 48km
정보 원래 확장 가능한 통신 방해 용도로 개발되었던 BQM-147A Exdrone(‘확장 가능한(Expendable) 드론(Drone)’)은 수평 유지용 전자 센서가 추가되어 1990년대에 정찰용으로 개조되었다. 45대의 Exdrone이 1991년의 걸프 전쟁에 사용되기도 했다.
상태 1980년대부터 미 국방부에서 사용되어 왔으며 현재는 워 게임이나 다른 군사 훈련용으로 사용.
Dragon Eye
개발자 미해군 연구소 및 해병대
길이 76cm
무게 2.27kg
활동 반경 4.67km
정보 1.22m의 날개를 이용해서 2개의 프로펠러로 추진되는 이 비행기는 배낭에 넣을 수 있도록 5부분으로 분해 가능하다. 지상 스테이션이 필요 없고 착용 가능한 휴대용 컴퓨터와 통신 제어 박스를 이용해서 조종할 수 있다. 손으로 날리거나 자유 낙하로 날릴 수 있다. 여기에는 주간 촬영과 어두운 곳에서의 촬영, 적외선 촬영이 가능한 시스템이 장착된다.
상태 현재 개발 중이지만 이라크 전에 투입되었고 AeroVironment와 BAI Aerosystems에서 개발 계약을 위해 경쟁 중.
ScanEagle
개발자 Insitu Group
·워싱턴주 비겐 소재
길이 1.22m
무게 15kg
활동 반경 748.34km
정보 SkyHook이라는 캐터필터를 이용해서 발사하는 ScanEagle은 3m짜리 날개를 가직 있으며 15시간 동안 비행할 수 있다. 현재 개발 중인 엔진을 사용하면 60시간 동안 8046.72km의 거리를 비행할 수 있다.
상태 제한적으로 생산 중.
3전략 무인 항공기
전략 무인 항공기는 소형 무인 항공기보다는 크지만 정보 수집과 목표 인식 임무 등 담당하는 임무는 비슷하다. 그러나 적재 용량이나 비행 시간에서 더 우위를 보인다. 소형 무인 항공기가 일반적으로 300m 정도의 고도를 비행하는 것에 비해 Shadow 200과 같은 전략 무인 항공기는 4.6km 상공까지 올라 갈 수 있고 4시간까지 비행 가능하다. 단점은 전략 무인 항공기를 적용하기 위해서는 시간과 장비가 많이 필요하다는 점. Shadow 200 시스템의 경우 4대의 비행체(한 번에 하나씩 출발)와 함께
두 개의 지상 제어 스테이션, 두 개의 지상 데이터 터미널, 1개의 휴대형 지상 제어 스테이션, 네 대의 원격 비디오 터미널, 유압 발사 장치, 착륙 시스템 및 포착 장비 등이 필요하다. 또한 이 시스템에는 22명의 오퍼레이터와 유지 관리 인력이 필요하다.
Shadow 200
개발자 AAI Corp
·메릴랜드주 헌트밸리 소재
길이 3.35m
무게 147.42kg
활동 반경 126km
정보 27Kg까지 화물을 적재할 수 있는 RQ-7A Shadow 200은 광전자 센서와 적외선 센서가 탑재된다. 또한 4m 짜리 날개를 가지고 있다.
상태 현재 생산 중이며 41개의 시스템에 자금이 투자된 상태.
Pioneer
개발자 AAI사 및 이스라엘 항공기 산업체들이 참가
길이 4.27m
무게 205.02kg
활동 반경 185.07km
정보 지상 활주로에서 로켓이나 비행 사출 방식으로 발사되는 RQ-2 Pioneer는 착륙 시에는 그물이나 포착 장비를 이용해서 정지시킨다. 사막의 폭풍 작전에서 USS 위스콘신 호
에서 조정하는 무인 Pioneer에 이탈한 이라크 병사들이 항복하자
다국적 군에 신병을 인도하기도 했다.
상태 1986년에 데뷔한 이래 2009년까지 활동 기간 연장.
Dragon Warrior
개발자 미해군 연구소 및 해병대 전투 연구소
길이 2.13m
무게 68.04kg
활동 반경 804.67km(추정)
정보 눈에 잘 띄지 않는 소형 화물을 수송하는 시스템으로 4~9kg의 센서를 은밀히 적진 후방에 투하한 후 도주한다. 날개는 공중에서 수평 비행이 가능하도록 설계되었다.
상태 5월 중 첫 비행 예정되었음.
Hummingbird
개발자 Frontier Systems
·캘리포니아주 어바인 소재
길이 10.67m
무게 2267.96kg
활동 반경 2414.02km
정보 A160 Hummingbird는 10.67km까지 상승할 수 있다. 이 비행기는 비행 제어 시스템과 경첩 부분이 없는 가변 속도 로터 시스템을 사용한다.
상태 DARPA에서 비행 테스트 중.
Fire Scout
개발자 노스롭 그루먼
·캘리포니아주 샌디에고소재
길이 7.01m
무게 1202.02kg
활동 반경 278.42km
정보 Schweizer 민간용 헬리콥터에 기초하고 있는 RQ-8A Fire Scout은 전함에서 출발해서 전투기의 목표물을 찾기 위해 제작되었다.
상태 비행 테스트 중.
Eagle Eye
개발자 Bell Helicopter
·텍사스주 허스트 소재
길이 5.49m
무게 1019.22kg
활동 반경 알려지지 않음
정보 TR911X Eagle Eye는 기존의 로터리 윙 항공기처럼 로터를 수직 방향으로 세워서 이착륙한다. 로터를 수평 방향으로 기울여서 터보추진 고정익 비행기처럼 비행할 수 있다.
상태 미국 해안 경비대에서 선정.
Dragonfly
개발자 보잉
·시카고 소재
길이 5.39m
무게 1019.22kg
활동 반경 173.81km(추정)
정보
상태 이번 달에 두 번의 시험 비행을 공개할 예정.
4 HALE 무인 항공기
높은 고도와 오랜 비행 시간(HALE)을 특징으로 하는 무인 항공기는 일반적으로 비즈니스 제트 비행기나 737 정도의 크기를 가지고 있고 강력하고 정교한 합성 기기 레이더 및 기타 센서를 장착하고 있다. 13.72km ~ 19.81km 상공 고도에서 비행하며 넓은 지역을 조사하고 거의 실시간에 가까운 고해상도 관측 이미지를 제공한다. HALE 무인 항공기는 넓은 지역의 영상을 제공할 수 있기 때문에 사람이 직접 탑승해야 하는 록히드 U-2 정찰 비행기와 동일한 역할을 제공한다. 또한 HALE 항공기는 한 번에 24시간 동안 비행할 수 있는 것이 특징. 이 비행기들은 지상에 있는 파일럿들이 원격 조정하게 되며 이미지와 명령을 실시간으로 제공할 수 있는 위성 링크 덕분에 네바다에 있는 오퍼레이터가 이라크 상공에 프레데터나 글로벌 호크를 조종할 수도 있다.
Ultra-LEAP
개발자 보잉
길이 13.72m
무게 결정되지 않음
활동 반경 결정되지 않음
정보 이 비행기는 수소와 산소의 화학적 반응에 의해 연료 전지에서 생성된 전기를 사용한다. 엔진은 연료 연소로 인한 이산화탄소 및 다른 오염 물질 대신에 물을 방출한다. Ultra-LEAP은 45.72m 길이의 날개를 이용해서 113.40kg의 화물을 수송할 수 있다. 이 비행기는 한 번에 몇 주 동안 비행을 할 수 있도록 설계될 예정이다.
상태 설계 상태에 있으며 2년 내에 2대의 프로토타입 제작 예정.
Predator B
개발자 General Atomics Aeronautical Systems
·캘리포니아주 샌디에고 소재
길이 10.97m
무게 4535.92 kg
활동 반경 740.30km
정보 Predator B 또는 MQ-9A라고 하는 이 비행기는 아프가니스탄 전쟁에서 레이저 유도 헬파이어 미사일을 2개 장착한 정찰 무인 비행기의 강화 버전이다. 터보로 추진되는 B 모델은 이전 모델이 미사일을 2개까지 장착할 수 있었던 것에 비해 미사일을 10개 까지 장착할 수 있다. 또한 B 모델은 6km 정도 더 높이 비행할 수 있어서 14Km~18Km까지 상승할 수 있다.
상태 생산 중.
Global Hawk
개발자 노스롭 그루먼
길이 13.41m
무게 12133.60 kg
활동 반경 10000.46km
정보 RQ-4A Global Hawk는 일반적인 활주로에서 이륙한다. 센서를 907.18Kg까지 수송할 수 있기 때문에 평균적인 기상 조건에서 주간, 야간에 걸쳐 정보를 수집한다. 32시간 까지 비행 가능.
상태 현재 기술적인 면에서
개발이 진행 중이지만 아프가니스탄에서 이미 선보였으며 지난 이라크전에서도 사용됐다.
미 공군은 2010년 까지 30 대를 더 배치해서 모두 51대를 구입할 예정.
Proteus
개발자 Scaled Composites
·캘리포니아주 모하비 소재
길이 17.07m
무게 5674.44 kg
활동 반경 3701.49km
정보 Proteus는 자동 비행용으로 개발되었지만 원래의 목적을 달성하지 못한 가운데 지금껏 사람이 개입해서 비행을 수행했다. 이 비행기는 도시 위 상공 18km의 높이에서 지역 방송 통신 허브의 기능을 수행할 예정이었지만
통신 산업이 어려움을 겪게 되면서 계획에 차질이 생기게 되었다.
현재 NASA에서 임대해서 무인 항공기의 충돌 방지 프로토타입 시스템이 탑재되었다. 최근 임무 중 하나는 군사용 신형 대공 레이저의 타격 목표물을 찾는 것이다.
상태 1998년에 처음 비행을 시작했고 현재 기후 연구 등과 같이 높은 고도에서의 테스트를 위해 사용 중.
5 무인 전투기
아직까지 무인 전투기는 생산되고 있지 않지만 정찰용 무인 비행기인 프레데터가 이러한 역할을 수행하도록 개조된 적이 있다. 무인 전투기는 이라크에 파견된 F/A-18E 수퍼 호넷과 같이 현재 유인 전투기와 그 크기가 비슷할 것으로 보인다. 위험한 침투 폭격 임무를 위해 설계된 이러한 비행기는 사람의 개입 없이 사전에 GPS 좌표로 목표물의 위치가 프로그램된 상태로 이륙을 하며, 임무 수행 후에는 다시 귀환하는 것이 목표이다. 필요하다면 지상에서 직접 조종도 가능하다. 궁극적인 목적은 위험한 적진에 무인 전투기를 투입함으로써 귀중한 파일럿의 생명을 보호하는 것이다. 그러나 무인 전투기는 공대공 미사일 공격이나 적기와의 공중전 등 신속한 반응이 필요한 임무는 수행할 수 없다.
X-47A Pegasus
해군 무인 전투기 실험기
개발자 노스롭 그루먼
길이 8.53m
무게 1814.37kg
활동 반경 결정되지 않음
정보 노스롭 그루먼에서 미 해군/DARAP 무인 전투기 프로젝트를 위해 제작한 Pegasus는 8.5m짜리 날개를 가지고 있는
소형 전투기이다. 이것은 무인 전투기가 항공 모함에서 스스로 이착륙을 수행할 수 있다는 것을 보이기 위해 제작되었다.
상태 2월 처녀 비행 실시.
X-45
개발자 보잉
길이 7.92m
무게 5443.11kg
활동 반경 결정되지 않음
정보 X-45는 최초로 전투용으로 설계된 무인 항공기이다. DARPA와 미 공군은 현재 두 대의 X-45A 프로토타입을 테스트하고 있다. 다음 번에 보잉에서는 X-45A보다 강력하고 1/3 정도 더 큰 X-45B를 개발할 예정이다. 그 다음 모델인 X-45C는 현재 설계 중에 있으며 가장 무인 전투기에 충실하다고 한다.
상태 X-45B 또는 X-45C는 2008년까지 실전 배치가 가능할 것으로 예상.
무인 전투 무장 헬리콥터(UCAR)
개발자 결정되지 않음
길이 결정되지 않음
무게 결정되지 않음
활동 반경 결정되지 않음
정보 UCAR은 미군에서 설계중인 무인 항공기이다. 이 미래 지향적인 로봇 수직 이착륙기는 단독으로나 사람이 조종하는 헬리콥터와 함께 무장한 상태로 정찰이 가능하고 따라서 공격 임무도 수행할 수 있다. 이것은 유인 헬리콥터 공격 영역을 확장해서 위험한 임무에서는 유인 헬리콥터를 대신하게 될 것이다. 군용 헬리콥터에서 조종할 수 있는 UCAR은 로켓과 미사일, 기관총 등 뿐만 아니라 그다지 치명적이지 않은 무기와 에너지 유도 무기도 장착할 수도 있다.
상태 2013~2015년 사이에 실전 배치가 가능할 것으로 예상.
저가의 중형 항공기 개발을 위한 미 국방성의 계획
파일럿들은 매우 어려운 임무에 지원하지만 미 국방성 입장에서는 파일럿의 생명을 담보로 하지 않으면서도 임무 수행이 가능한 무인 전투기, 즉 UCAV 개발 계획을 추진하는데 중점을 둘 수밖에 없다. 원래 단순한 계획이었던 것이 이제는 점점 야심 찬 것으로 거듭나고 있다. 하지만 현재로서는 이미 검증을 마친 유일한 무인 전투기, 프레데터만을 보유하고 있을 뿐이다. 세스나기 크기의 프레데터는 원래 정찰용으로 개발되었으나, 2001년에 헬파이어 미사일을 장착해 아프가니스탄과 예멘, 이라크 등지에서 공격 임무도 성공적으로 해냈다. 미 공군은 첨단 무기를 1360.78kg(기존 버전에서는 181.44kg)이나 적재할 수 있고 웬만한 지대공 공격을 피할 수 있는 15.24km의 고도까지 상승할 수 있도록 향상시킨 MQ-9 프레데터 B 버전을 테스트하고 있다. 프레데터 B의 대당 가격은 800만 달러에 이르며 미 국방성에서는 무인 전투기에 최소 2,500만 달러의 총경비가 소요될 것으로 예상하고 있다.
DARPA의 선임 UCAV 프로그램 매니저였으며 현재 록히드 마틴에 몸담고 있는 마이클 프랜시스는 이와 같은 비용 상승이 미 국방성의 목표 의식 상실에서 기인한 것이라고 경고했다. 프랜시스에 따르면 각 세대의 군용 비행기의 가격이 천장부지로 오르고, 제작대수도 줄어드는 추세를 뜻하는 ‘죽음의 소용돌이’를 극복하기 위한 것이 원래 UCAV의 설계목적이었다고 한다. 그러나 차세대 무인 전투기의 가격이 현재 모델보다 세 배나 높다면 이러한 낭비를 군에서 부담해야 하는지 문제가 될 것이다.
무인 전투기는 사람들의 생명을 구하는 것에 그치지 않는다. 이 비행기들은 쉬지 않고 임무에 집중할 수가 있다. 그러나 인간의 지능에는 미치지 못하기 때문에 지상 오퍼레이터의 도움이 없다면 목표물이 스커드 미사일인지 스쿨버스인지 분간하지 못한다. 또한 무선 연결이 끊어지면 이 비행기들은 무용지물이나 다름없다. 이러한 한계를 극복하고 무인 전투기들은 얼마나 발전해 왔을까? 1999년 당시의 무인 전투기인 X-45A는 1천만 달러의 가격에 680.39kg의 무기를 수송할 수 있었다. 그러나 군 당국에서는 2t의 폭탄을 실을 수 있는 F-16 크기의 X-45C를 계획하고 있다.
3월 미 공군이 발표한 계획에 따르면 2010년까지 36대의 무인 전투기를 보유할 계획이라고 한다. 미 국방부 관리는 이렇게 강화된 사양이 반드시 필요하다고 주장한다. 새로운 무인 전투기는 프레데터에는 없었던 스텔스 기능을 가져야 하며 프레데터보다 두 배 이상 빨라야 하며 보다 더 먼 거리를 오랜 시간 동안 비행할 수 있어야 한다는 주장이다. 무인 전투기 담당관은 다음과 같이 그 당위성을 역설했다. “다른 이들이 하고 있는 것을 할 필요는 없다. 이미 우리는 이룬 것이기 때문이다.”
Ramon Lopez는 워싱턴에 거주하는 우주항공 및 방위산업 전문 기고가이다.
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