한국항공우주연구원은 2015년 10월부터 2017년 9월까지 2년간 산업통상자원부의 지원을 받아 ‘200kg급 틸트로터 무인기의 함상 운용 입증을 위한 기술 개발’ 사업을 통해 틸트로터 무인기의 함상 자동 이착륙 기술을 개발했다. 육상뿐만 아니라 원양조업 어군 탐지, 광역 해상에서의 불법 어로 및 해상안전 감시 등 해상에서 다양한 용도로 활용할 수 있는 함상용 자동이착륙 기술개발을 위한 것이었다. 이를 위해 육상용으로 개발한 틸트로터 무인기 시스템을 개조하고 함상이착륙 성능 검증을 위해 실 선박에서 비행 시연하는 것을 목표로 사업을 진행했다.
함상 자동 이착륙 기술은 흔들리며 이동하는 선박의 착륙 지점에 무인기를 자동으로 정밀하게 유도하여 착륙시키는 것이 중요하다.
함상운용을 위해 기존 TR-60 틸트로터 무인기의 착륙장치를 휠 타입에서 스키드 타입으로 변경하고 임무장비 장착을 위해 전방동체를 개조했다. 이동하는 선박의 착륙지점과 비행체 간 상대거리를 정밀하게 측위하고자 cm급 정밀도를 제공하는 RTK(Real Time Kinematics) GPS 방식 정밀상대항법장치를 개발했다. 관제장비에는 함상운용을 위한 소형화와 함께 착륙지점의 이동을 고려한 비행제어 및 비행통제 기능을 구현했다. 또한 선박 운동에 상관없이 안정적인 통신이 가능하도록 지상추적안테나를 안정화시키는 기술도 적용했다.
이와 함께 해상상태(Sea State)에 따른 선박운동을 모사하는 모션플랫폼을 개발하고 활주로에서 선박운동을 모사하며 10노트 속도로 이동하는 5mX5m 크기 착륙대에서 안정적으로 이착륙이 가능함을 다수 비행시험을 통해 검증했다. 이후 2017년 7월 7일 외나로도 인근 해상의 10노트 속도로 이동하는 해경 4,300톤급 훈련함에서 10회 연속 함상 자동이착륙 시연에 성공했다. 당시 해상상태는 연구목표였던 '2'를 상회하는 것으로 분석되었다.
무인기 함상 자동이착륙은 국내 최초일뿐 아니라 틸트로터 무인기의 함상 자동이착륙은 세계 최초이다. 연구결과는 SCIE급 저널 2곳에 게재된 것을 포함해 국제 사회에서 한국 과학기술의 위상을 높이고 국산 무인기의 상품성을 높이는데 기여했다.
출처 : 항우연
고속-수직 이착륙 무인기