퀴네티큐의 제퍼...낮에는 태양전지 이용, 밤에는 낮에 만들어진 전력 충전해 비행

[서울경제 파퓰러사이언스] 수개월 동안 쉬지 않고 하늘을 날며 장기간 정찰 및 통신 임무를 수행하는 태양열 무인항공기(UAV)가 조만간 선보일 전망이다.

미국 퀴네티큐(QinetiQ)사의 태양열 무인항공기 제퍼(Zephyr)가 최근 5만8,355피트(1만7,700m) 고도로 54시간 연속비행에 성공했기 때문이다.

이 같은 장기체공 기록은 지난 2002년 3월 노드롭 그루먼사의 무인항공기 RQ-4A 글로벌호크가 세운 30시간 24분을 24시간이나 뛰어 넘는 것이다.

미 국방부의 고고도 장기체공(HALE;High-Altitude Long-Endurance) 무인항공기 연구계획의 일환으로 개발된 제퍼는 앞으로 수개월간 고고도 장기체공이 가능하도록 추가 개발이 이뤄진다.

제퍼의 시험 비행은 두 차례에 걸쳐 진행됐는데, 54시간 연속비행 성공 이전에는 5만2,247피트(1만5,000m)의 고도로 33시간 43분간 연속비행을 해 두 번의 비행 모두 기존 글로벌호크의 기록을 경신했다.

항공계의 에너자이저로 불릴 만한 기록을 달성한 제퍼는 태양전지를 이용해 동력을 얻는 초경량 무인항공기로 18m 너비의 날개에 필름형 태양전지를 부착하고 있다.

즉 제퍼는 태양이 있는 낮 시간에는 태양전지를 이용해 동력을 얻고, 야간에는 주간에 만들어진 전력을 배터리에 충전해 비행한다.

배터리는 무게 대비 가장 많은 전력을 충전하는 것으로 알려진 리튬 황(Li-S) 배터리를 사용하는데, 이 배터리는 차세대 전기자동차에 사용될 것으로 예측되는 등 미래형 2차전지로 부각되고 있는 상태다.

제퍼는 탄소섬유를 사용해 날개폭이 18m에 달함에도 불구하고 무게는 30Kg 밖에 되지 않으며, 인력을 이용해 이륙시킨다.

퀴네티큐는 제퍼의 54시간 연속비행 기록을 통해 태양전지를 이용하는 고고도 장기체공 무인항공기 개발이 보다 가속화될 것으로 전망하고 있다.

특히 제퍼를 통해 탄소섬유를 이용한 초경량 항공기 제작 및 필름형 고효율 태양전지, 가벼운 충전지 등 기반기술을 모두 확보한 것으로 평가하고 있다.

제퍼와 같은 고고도 장기체공 무인항공기가 상용화되면 군사용 및 민간용의 감시정찰은 물론 통신중계기 등으로 활용이 급증할 것으로 보인다.

또한 인공위성 및 고가의 무인정찰기를 보완하는 용도로도 활용될 전망이다.

/강재윤기자 hama9806@sed.co.kr