해군항공사령부 소속 이보찬 소령이 미국 항공우주국 연구센터(NASA), 텍사스 A&M대, 펜실베니아주립대 등의 교수진 및 연구진과 공동연구로 초저소음 전기추진 방식의 개인용 헬리콥터 개발에 성공했다.
‘아리아(Aria)’로 명명한 이번 개인용 헬리콥터 개발 공동연구 논문은 세계 유일의 수직이착륙 항공기술 전문 SCIE급 과학저널인 ‘저널 오브 아메리칸 헬리콥터 소사이어티(Journal of American Helicopter Society)’의 심사를 통과하여 올해 10월호에 게재되었다. 또한, 블레이드 설계 등 관련기술은 핵심기술 보호를 위해 현재 미국특허를 출원한 상태다.
이 소령의 연구는 2018년 미 텍사스 A&M 대학교 위탁교육 박사과정 재학 중에 보잉사에서 후원하는 ‘고 플라이(Go Fly) 경연대회’에 참가하면서 시작되었다.
보잉사의 이번 경연대회에는 전 세계 100여 국에서 850여 개 팀이 참가했다. ‘아리아’를 개발한 이 소령 연구팀은 1ㆍ2차 경선을 통해 최종 5개팀에 선정되었다.
‘아리아’는 높이 2.3m, 넓이 2.5m, 무게 235kg이며, 블레이드 4개로 구성된 로터 2개를 동축반전형(Coaxial)으로 배치하고, 로터 상부에 위치한 조종석에 사람이 앉을 수 있도록 설계하였다.
로터를 구성하는 블레이드의 형상과 회전속도를 최적화하여 15m 떨어진 거리에서 측정한 소음은 73dBA 정도로 이는 운행 중인 자동차 1대의 소음을 15m 거리에서 측정한 62~85dBA과 유사한 수준이고, 다수의 프로펠러를 배치하여 동일한 추력을 얻는 멀티로터(드론)에서 발생하는 103dBA보다 현저히 낮은 소음이다.
특히, ‘아리아’ 연구에서 이보찬 소령은 기존의 헬리콥터와 프로펠러형 무인항공기보다 복잡한 ‘동축반전형’ 로터 형태의 ‘아리아’가 안정적으로 비행할 수 있도록 제어시스템을 설계하고, 모델링과 시뮬레이션, 비행시험 등과 관련된 핵심적인 연구를 수행했다.
이 소령은 “ ‘아리아’ 개발에 적용된 블레이드 최적화 및 제어방식은 군의 회전익 항공기에 적용할 경우 초저소음으로 항공기 스텔스 성능을 향상해 군사적 활용성을 높일 수 있는 핵심기술이다”라고 설명했다.
이 소령은 2010년 해군 장교로 임관해 해군항공사령부에서 UH-60 조종사로 근무하고 있으며, 2021년 美 텍사스A&M 대학교에서 항공우주공학 박사학위를 받았다. 이 소령의 ‘인공지능을 이용한 시각기반의 무인항공기 자동착륙시스템에 관한 논문’은 ‘저널 오브 아메리칸 헬리콥터 소사이어티’에 지난 4월 등재되었으며, 시각추적 및 자율비행 등 핵심기술에 대해 미국특허를 출원 중이다.
이 소령은 “해군 조종사로서 완벽한 임무수행은 물론, 실무에서도 관련 연구를 지속해 인공지능ㆍ무인ㆍ자동화 분야의 혁신기술 개발을 통해 대한민국 해군의 유ㆍ무인 복합전투체계 발전에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 각오를 밝혔다.
[디펜스투데이]
