드론 비행 2시간으로 늘렸다… 핵심기술 국산화 성공

전기연구원, 드론용 발전기·전동기 국산화
국내 기술로 개발해 수입대체 효과 기대
드론 택배 및 농업분야 등에 활용
기존 30분 비행서 2시간까지 운영시간 늘려
플라잉카 적용 가능한 100㎾급까지 개발 계획

한국전기연구원이 국내 최초로 하이브리드 전기추진 무인항공기에 탑재하는 축방향 자속 영구자석 발전기 및 전동기를 개발했다. 전기연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 '드론 택배' 상용화를 앞당길 발전기 및 전동기 핵심기술을 개발했다. 이 기술로 드론이 최대 2시간이상 비행할 수 있게 됐다. 또 최근 주목받는 드론 산업의 열풍에 비해 해외 기술에 의존하고 있었는데, 이번 기술 개발을 통해 수입대체 효과를 기대할 수 있게 됐다.

한국전기연구원(KERI)은 전동력연구센터 이지영 박사팀이 '하이브리드 전기추진 무인항공기'에 탑재되는 '축방향 자속 영구자석 발전기 및 전동기'를 순수 국내기술로 최초 개발했다고 27일 밝혔다.

연구진이 개발한 발전기 출력은 5㎾로, 기존 배터리 중심의 순수 전기추진 무인항공기와 비교를 한다면 30분 이내의 운영 시간을 약 2시간으로 확대할 수 있는 수준이다.

연구책임자인 KERI 이지영 박사는 "이번 성과는 무인항공기에서 가장 중요한 저소음, 안정성, 고비출력 특성을 반영한 발전기 및 전동기를 순수 국내기술로 개발한 것"이라고 말했다.

연구진은 기술에 대한 원천특허 출원을 완료했으며, 기술에 관심 있는 수요업체를 찾아 사업화를 추진할 예정이다. 또 대량생산에 용이한 경방향 자속 발전기 및 전동기도 연구하는 등 다양한 형태의 기술 개발을 통해 무인항공기 시장을 선도한다는 계획이다.

이지영 박사는 "꾸준한 연구를 통해 사람이 탈 수 있는 수준의 100㎾급 발전기를 3년내 개발해 우리나라가 플라잉카 산업의 선두에 설 수 있도록 최선을 다하겠다"고 말했다.

KERI 축방향 자속 영구자석 발전기 및 전동기. 전기연구원 제공

택배용 드론이나 플라잉카와 같은 무인 항공기는 사람들이 많은 도심 위를 날아 다녀야 하기 때문에 소음이 많은 기존의 엔진 구동 방식을 적용하기가 어렵다. 반면 배터리 중심의 순수 전기추진 무인항공기는 조용하지만, 현재 기술로는 비행시간이 30분 내외로 매우 짧다.

이를 극복하기위해 엔진과 전기추진을 모두 활용하는 '하이브리드 전기추진' 시스템이 많은 주목을 받고 있다.

하이브리드 전기추진 무인항공기는 순수 엔진 구동에 비해 작은 엔진을 사용할 수 있다. 낮은 고도에서는 순수 배터리로 구동하다가 충전이 필요하면 높은 고도에서 엔진을 작동하는 방식으로 지상에서 체감하는 소음을 확실히 저감할 수 있다.

이번에 독자 개발한 기술은 하이브리드 전기추진 시스템에서 엔진과 배터리, 프로펠러를 연결하는 핵심 부품인 발전기와 전동기다.

이 기술은 특히 섬이나 험난한 지역에 빠른 물품 배송이 필요할 때 요긴하게 이용될 수 있다. 농업 분야에서는 농약을 뿌리는 드론으로도 이용할 수 있다.

이 밖에 전기자전거나 가정 및 공장의 소형 발전기로도 활용 가능하다.

[e-mail] 김만기 기자