미래형 배송 시스템이라고 불리는 ‘드론 택배’ 상용화가 눈앞으로 다가 왔다. 고성능 발전기와 전동기 핵심기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국전기연구원은 전동력연구센터 이지영(사진) 박사팀이 ‘하이브리드 전기추진 무인항공기’에 탑재되는 ‘축방향 자속 영구자석 발전기 및 전동기’를 국내기술로 최초 개발했다고 27일 밝혔다.

택배용 드론이나 플라잉카와 같은 무인항공기는 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. 따라서 엔진과 전기추진을 모두 활용하는 ‘하이브리드 전기추진’ 시스템이 많은 주목을 받고 있다.

하이브리드 전기추진 무인항공기는 순수 엔진 구동에 비해 작은 엔진을 사용할 수 있으며, 낮은 고도에서는 순수 배터리로 구동하다가 충전이 필요하면 높은 고도에서 엔진을 작동하는 방식으로 지상에서 체감하는 소음을 확실히 저감할 수 있다. 이를 통해 기존 엔진이 보유한 소음 문제를 어느 정도 해결하면서도, 보다 많은 화물 혹은 승객을 장거리로 운송할 수 있다.

연구팀은 하이브리드 전기추진 시스템에서 엔진과 배터리, 프로펠러를 연결하는 핵심부품인 발전기와 전동기를 독자 개발했다. 이 발전기가 구현하는 출력은 5kW로, 기존 배터리 중심의 순수 전기추진 무인항공기와 비교를 한다면 30분 이내의 운영 시간을 약 2시간으로 확대할 수 있는 수준이다.

특히 섬이나 험난한 지역에 빠른 물품 배송이 필요할 때 요긴하게 이용될 수 있다. 또 농업 분야에서는 농약을 뿌리는 드론으로도 이용할 수 있다. 이밖에 전기자전거나 가정 및 공장의 소형 발전기로도 활용 가능하다.

이지영 박사는 “이번 성과는 무인항공기에서 가장 중요한 저소음, 안정성, 고비출력 특성을 반영한 발전기 및 전동기를 순수 국내기술로 개발한 것”이라며 “추가 연구를 통해 사람이 탈 수 있는 수준의 100kW급 발전기를 3년 이내에 개발해 우리나라가 플라잉카 산업의 선두에 설 수 있도록 최선을 다하겠다”고 전했다. 구본혁 기자