GPS 신호 없어도 운행···비행제어·고장검출 기술 향상
[서울파이낸스 여용준 기자] 호버바이크는 기존 교통 체계를 보완할 수 있는 차세대 모빌리티로서 고중량 탑재 및 장거리 비행을 통해 교통 혼잡이 없는 공중 교통 수단으로 활용될 수 있다. 국내 연구진이 고성능 호버바이크의 개발을 통해국내 자체 개발의 유·무인 복합 하이브리드 기체를 개발했다.
KAIST는 방효충 항공우주공학과 교수 연구팀이 유·무인 운용 가능한 고신뢰성의 다목적 수직 이착륙 호버바이크 핵심 기술을 성공적으로 개발했다고 27일 밝혔다.
이번 연구는 한재흥 KAIST 항공우주공학과 교수, 이지윤 교수, 안재명 교수, 최한림 교수, 이창훈 교수, 이동진 한서대 무인항공기학과 교수, 박종오 동아대 전자공학과 교수 연구팀이 참여했다.
KAIST 연구팀은 고성능 호버바이크의 개발을 위해 다목적 비행체 최적설계, 하이브리드 추진 시스템, 고신뢰성 정밀항법 및 비행제어 시스템, 자율비행 및 고장 감지 관련 주요 기술을 확보했다.
호버바이크 플랫폼은 배터리 기반 드론의 단점을 극복하고자 가솔린 엔진 기반의 하이브리드 시스템을 도입해 해외 기술 수준 대비 약 60% 우수한 성능 및 최대 탑재 중량을 달성했다. 이를 통해 민수용으로 긴급 물자 배송, 물류, 구조 활동과 군수용으로 군수품 수송 및 임무 지원 등 다양한 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대된다.
고신뢰성 정밀 항법 기술을 이용해 GPS가 없거나 신호가 약한 환경에서도 안정적인 비행이 가능하도록 DGPS/INS 기반의 다중 센서 융합 기술을 구현해 항법 시스템을 적용했다. DGPS/INS는 Differential GPS(DGPS)의 높은 정확도와 관성항법장치(Inertial Navigation System, INS)을 결합한 항법 솔루션이다.
또 고신뢰성 비행제어 기술을 개발해 탑재체 및 바람 등의 외란 요소, 모델의 불확실성 하에서도 신뢰도 높은 기동이 가능하며 고장 검출 기술도 개발했다. 고신뢰성 자율비행 시스템을 구성해 자동착륙 안전지역을 선정한 후 헬리패드에 자동 착륙하는 유도 기법을 높은 정확도로 구현했다. 장애물 회피 및 자동 착륙 자율비행 기술을 통해 복잡한 환경에서도 안정적인 운용이 가능하다.
방효충 교수는 "고신뢰성 비행 제어와 정밀 항법 기술을 통해 다양한 환경에서 호버바이크의 높은 실용성을 입증했다”라며 “호버바이크는 PAV 및 미래 비행체로 이어지는 주요 길목을 제공할 수 있을 뿐 아니라 기존 드론 기술을 몇 단계 뛰어넘을 수 있는 유망한 연구 성과다"라고 강조했다. PAV(Personal Aerial Vehicle)는 개인용 비행체로 미래 도시형 항공 교통(UAM)의 핵심 요소이자 차세대 교통 체계의 중요한 부분을 구성한다.
이번 연구는 국방 및 민간 분야에서 새로운 개념의 비행체로 활용될 수 있는 유·무인 다목적 호버바이크의 핵심 기술을 확보하기 위한 것으로, 2019년 방위사업청 미래도전국방기술 연구개발사업으로 시작돼 국방과학연구소의 관리하에 올해 마무리됐다. 2025년 2월 26~28일 부산 벡스코에서 개최되는 2025 드론쇼코리아(DSK2025)에서 최초로 전시될 예정이다.
