[편집자주] 혁신은 잔잔한 물결처럼 다가오다가 어느 순간 거대한 너울로 변해 세상을 뒤덮습니다. 경제·사회 패러다임의 변화를 대표하는 핵심 키워드를 발굴하고 관련 기술과 서비스를 분석해 미래 산업을 조망합니다.
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지난달 28일 'K-UAM 그랜드챌린지' 실증사업이 이뤄지고 있는 전남 고흥에서 국내 개발 기체인 OPPAV가 소음 점검 비행을 마치고 대기하고 있다. /사진제공=국토교통부지난달 28일 전라남도 고흥 한국항공우주연구원(이하 항우연) 고흥항공센터에서 국산 기술로 개발된 도심항공교통(UAM) 자율비행개인항공기(OPPAV)가 날아올랐다. 2016년 항우연이 OPPAV 안전운항체계 개발 및 인프라 구축을 위한 사전기획 보고서를 제출한지 10여년만이다.
전장 6.2m, 무게 620㎏의 OPPAV는 10분간의 무인 시험비행을 성공적으로 마쳤다. 이번 시험비행은 국토교통부와 산업통상자원부가 공통으로 진행한 'OPPAV 기술 개발사업'의 일환이다.
총 448억원 규모인 이 사업의 목표는 OPPAV 기술 검증용 시제기 개발과 이와 연계한 인증기술 및 안전운항기술 개발이다. 국토부는 오는 8월 조종사를 태운 2단계 실증을 진행할 계획이다.
이번 OPPAV 개발사업에는 항공우주연구원(KAI), 현대차(249,500원 ▼500 -0.20%), 한화시스템(19,940원 ▲1,320 +7.09%), 한국항공기술(KAT), 휴센텍(1,505원 0.00%) 뿐만 아니라 스타트업도 다수 참여했다. 베셀에어로스페이스, 리얼타임웨이브, 두타기술 등이다. 수도권 상공을 누빌 OPPAV에 이들 스타트업의 어떤 혁신적인 기술이 담겼을까.
/그래픽=조수아 디자인기자
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OPPAV 동체 빚은 베셀에어로…"틸트 제작 역량까지 확보"
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베셀에어로스페이스의 주요 OPPAV 설계 /사진제공=베셀에어로스페이스베셀에어로스페이스는 코스닥 상장사이자 디스플레이용 공정장비를 생산하는 베셀(429원 ▼9 -2.05%)에서 2019년 분사한 유·무인기 개발 항공 전문기업이다. 베셀에어로스페이스가 독자 기술로 개발한 경량 유인기 'KLA-100'은 민간기업 최초로 안정성 인증을 통과했다. 2019년 양산 1호기도 납품했다.
2019년 해양수산부와 해양경찰청이 발주한 '무인항공기 기반 해양안전 및 불법 어업 및 수산 생태계 관리 기술개발' 연구과제를 진행하며 무인기 개발에 필요한 역량도 쌓아나가고 있다.
베젤에어로스페이스는 OPPAV 사업에서 전반적인 기체 설계 및 제작을 담당했다. 조종사가 탑승하는 조정석부터 날개, 동체, 배선, 착륙장치까지 설계와 제작을 진행했다. UAM의 주요 부품인 틸트 프로펠러 역시 설계부터 양산 체계 구축까지 베셀에어로스페이스의 손을 거쳤다.
유·무인기를 개발하며 쌓아온 부품 경량화와 복합재 구조 설계 및 제작 노하우가 OPPAV에 고스란히 반영됐다. 특히, 일반적으로 고정돼 있는 프로펠러와 달리 UAM의 프로펠러는 수직이착륙을 해야하기 때문에 이착륙과 비행 방향에 따라 프로펠러의 각도가 움직여야 한다.
베젤에어로스페이스 관계자는 "이번 OPPAV 과제를 수행하면서 경량 고강도 수직이착륙기의 기체부터 프로펠러, 틸트 장비까지 개발 및 제작 역량을 확보하게 됐다"고 설명했다.
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'비행점검 이상무'…안전비행 책임지는 리얼타임웨이브
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OPPAV 실기체 연동 점검 /사진제공=리얼타임웨이브리얼타임웨이브는 OPPAV가 안전하게 날 수 있도록 OPPAV의 하드웨어와 소프트웨어를 점검하는 역할을 맡았다. 점검에는 가상의 환경을 구축해 UAM의 물리적인 움직임과 데이터 내용을 확인할 수 있는 HILS(Hardware-in-the-loop simulation)라는 장치를 활용했다.
하드웨어 측면에서는 UAM의 '머리'에 해당하는 비행제어컴퓨터(FLCC)를 점검했다. FLCC는 외부 센서로 확인된 정보를 토대로 UAM의 프로펠러 각도와 속도 등을 조정한다. OPPAV의 시험비행 전 진행된 지상시험에서도 리얼타임웨이브의 힐스를 이용해 점검을 진행했다.
소프트웨어 측면에서는 외부 센서로 확인된 정보가 FLCC와 잘 연결되는지 여부를 확인한다. 실제 외부 정보가 들어왔을 때 FLCC를 통해 프로펠러의 각도나 속도가 잘 반영되는지를 점검한다.
리얼타임웨이브는 해외 기술에 의존하지 않고 자체 기술로 HILS를 개발했다. 2009년과 2011년 대표 제품인 'RTNgine'과 'TestNgine'을 선보인 이후 누리호 발사체 시뮬레이션 코어 제작, KF-21 FLCC 점검 등 80여개 프로젝트를 수행한 바 있다.
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신출귀몰 UAM…두타기술 데이터링크로 안전하게 추적
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두타기술은 OPPAV의 데이터링크 설계와 시험평가를 맡았다. 데이터링크란 하늘을 누비는 유·무인기와 지상관제시스템이 무선통신으로 연결해 하나의 항공체계를 구축하는 역할을 한다.
UAM에게는 기존 고정익 형태의 유·무인기와는 구별되는 데이터링크 시스템이 필요하다. 비행 형태가 다르기 때문이다. 두타기술은 2차원 통신환경에서 3차원 통신환경에 적합한 통신기술과 고도별·거리별·지형적 특성별·비행체 운동특성별로 OPPAV에 필요한 시스템을 구현했다.
무인으로 진행된 이번 시험비행에서 OPPAV와 지상 조종사 간 무선 통신이 가능하도록 50㎞까지 송수신 가능한 데이터링크를 개발했다. OPPAV 조종부터 상태 확인까지 지상에서 가능하다.
2015년 설립된 두타링크는 데이터링크 설계 및 시스템 구축 이외에도 비행금지구역을 비행하는 드론을 무력화하는 안티드론, 저궤도위성을 활용한 위성통신링크 기술 등도 개발 중이다.
