[테크월드=김지윤 기자] ‘드론(Drone)’은 어느순간 부터 우리의 일상생활 영역으로 들어와 작은 몸집으로 다양한 큰 일을 해내고 있다. 드론, 그는 누구일까?
드론이란?
드론은 무인(無人) 비행기로, 사전적 의미로는 '(벌 등이) 왱왱거리는 소리' 또는 '낮게 웅웅거리는 소리'를 뜻한다. 기체에 사람이 타지 않고 지상에서 원격조종한다는 점에서 무인항공기(UAV)라는 표현도 쓰인다.
무인기를 드론이라 부르게 된 계기는 명확치는 않다. 다만 영국에서 1935년에 사람이 타는 훈련용 복엽기인 '타이거 모스(Tiger moth)'를 원격조종 무인 비행기로 개조하면서 여왕벌(Queen Bee)이라는 별명을 붙였는데, 당시 여왕이 다스리는 나라에서 여왕을 의미하는 이름을 붙일 수 없다라는 반박이 나와 수벌을 뜻하는 드론이란 단어를 쓰게 되었다는 설이 있다. 1936년 경 미국에서 나온 원격조종 비행기에 대한 연구자료에는 드론이란 명칭이 등장한다.
드론의 역사
무인항공기는 군사적 용도로 시작되었다. 무인항공기의 시작은 1930년대 초 세계 1차 대전 중 영국이 사용한 Droned Fairy Queen이었다. 그때부터 무인항공기가 만들어졌으나 군사적 가치가 급상승하여 활발하게 연구한 시기는 90년대에 들어서면서였다. 무인항공기가 군사적 목적으로의 효용성을 확신시켜준 계기는 1991년 발생한 중동의 걸프전(Gulf War)이었다. 걸프전은 미국이 개발한 다양한 첨단 무기들의 시험장이기도 했는데, 걸프전 당시에 몇 대 안되는 무인항공기들의 활약이 두드러졌었기 때문이다.
현재 정의하는 무인항공기에 가까운 형태는 제 2차 세계대전 직후 수명을 다한 낡은 유인 항공기를 '공중 표적용 무인기'로 재활용하는 데에서 만들어졌다. 냉전시대에 들어서면서 무인항공기는 적 기지에 투입돼 정찰 및 정보수집의 임무를 담당했고, 기술이 발달함에 따라 기체에 원격탐지장치, 위성제어장치 등 최첨단 장비를 갖춰 사람이 접근하기 힘든 곳이나 위험지역까지 그 영역을 확대하게 됐다. 나아가 공격용 무기를 장착해서 지상군 대신 적을 공격하는 공격기로 활용되기 시작했다. 최근에는 과학기술, 통신, 배송, 촬영 등 다양한 분야에 확대되어 사용되고 있다.
드론의 분류
드론은 용도에 따라 표적드론(target drone), 정찰드론(reconnaissance drone, RQ) 또는 감시드론(surveillance drone), 다목적 드론(multi-roles drone, MQ) 등으로 구분된다.
대표적으로 표적드론에는 1950년대 제작된 라이언 파이어비(Ryan Firebee), 감시드론에는 핵무기활동 감시용으로 1998년 도입인 글로벌 호크(Global Hawk, RQ-4), 정찰과 공격이 가능한 드론(MQ)에는 중형급인 프레데터(Predator, MQ-1)와 대형급인 리퍼(Reaper, MQ-9) 등이 있다.
드론의 작동원리
드론은 프로펠러의 개수에 따라 바이콥터(2개), 쿼드콥터(4개), 헥사콥터(6개), 옥토콥터(8개) 등으로 구분한다. 프로펠러 개수가 3개인 드론도 있으나 이는 바이콥터와 유사한 방식으로 공중에 뜬다. 드론에 부착되는 프로펠러가 짝수인 것은 뉴턴의 제3법칙인 작용 반작용 법칙을 활용하기 때문이다. 프로펠러가 4개 달려 있는 쿼트콥터를 기준으로, 마주보는 프로펠러 1쌍은 시계 방향으로 돌고 다른 1쌍은 반시계 방향으로 회전해 작용 반작용의 원리에 의해 일정 고도를 유지하며 떠 있는 호버링(hovering)을 할 수 있게 된다.
앞쪽 프로펠러보다 뒤쪽 프로펠러를 빠른 속도로 회전시키면 드론은 앞으로 나아갈 수 있다. 프로펠러가 느리게 도는 쪽의 양력, 즉 들어 올리는 힘이 작아지고 빠르게 도는 쪽의 양력이 커지면서 드론이 앞쪽으로 기울어지게 되고, 이때 양력이 뒤쪽을 향하면서 전진하게 되는 원리이다. 왼쪽 프로펠러 2개보다 오른쪽 프로펠러 2개를 더 빠른 속도로 회전시키면 오른쪽 양력이 더 커지면서 드론이 왼쪽으로 이동하게 된다. 반대로 왼쪽 프로펠러를 더 빠르게 회전시켜 양력을 오른쪽보다 크게 만들면 오른쪽으로 이동하게 된다.
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