▲ 비행하는고고도 태야광 무인기 EAV-3 (사진=항우연 제공)

한국항공우주연구원(항우연)은 대기가 희박한 고고도에서 태양 에너지만으로 비행이 가능한 고고도 태양광 무인기(EAV-3)를 개발, 고도 14㎞ 이상의 성층권 비행에 성공했다고 밝혔다.

EAV-3는 전남 고흥 항공센터에서 진행된 비행 시험에서 총 9시간의 비행 중 최고 상승 고도 14.12㎞에 도달했다. 고도 14㎞는 일반 민항기의 주 비행고도인 10㎞보다 공기 밀도가 53%, 온도는 30도(영하 60도) 낮은 환경이다. 고도가 높아질수록 공기 밀도와 온도가 급격히 낮아져 비행이 어렵지만 구름이 없어 태양광을 동력원으로 활용하기엔 유리하다.

EAV-3는 성층권 고고도에서 오랫동안 머물 수 있도록 태양전지와 2차 전지(리튬이온)를 동력원으로 활용한 무공해 전기 동력 항공기다. 비행 중 날개 윗면에 부착된 단결정 태양전지가 2차 전지를 지속적으로 충전해 에너지원으로 활용한다. 공기 밀도가 낮은 고고도에서 장기 체공을 위해 날개 길이가 20m에 달하지만 국산 첨단 탄소섬유 복합재를 적용해 총 중량은 53㎏에 불과하다.

항우연은 EAV-3 개발을 통해 초경량 고강성 기체 구조 설계, 고고도 비행체 형상·프로펠러 설계, 저속 대형 무인기 제어, 고고도용 저속-고토크 모터 개발, 고고도 비행체 운용 등 보다 완전한 고고도용 장기 체공 무인기를 개발할 수 있는 기술을 확보했다.

항우연은 2010년 전기 동력 무인기 핵심기술 개발에 착수해 2013년 5㎞ 고도에서 22시간 연속 비행, 2014년 10㎞ 고도에 도달하고 25시간 연속 비행을 성공하는 등 고고도 장기 체공 무인기 개발 기술 수준을 높여 왔다. 이번 14㎞ 고도 비행 성공을 계기로 일반 항공기가 도달할 수 없는 성층권에서 수 주일에서 수 개월 간 체공하며 지상관측(환경재난·교통·국경 감시), 기상 관측, 통신 중계 등의 임무를 수행하는 고고도 장기 체공 태양광 무인기 기술을 개발할 계획이다.

EAV-3 개발에는 항우연이 설계·해석·체계종합을 수행했고 성우엔지니어링(기체제작, 비행시험 지원), 티움리서치(배터리 팩, 제어시스템 제작), 솔레이텍(태양전기 모듈 제작), 유콘시스템(비행제어 컴퓨터, 항법 시스템 제작), 스마텍(모터 제작) 등 국내 중소기업이 참여했다.