2024년 5월호에서 이어지는 내용입니다.

 

15. 무인항공기의 역사(1940~1950년대) 

대공 사격용 타겟 드론 이후 1936년 미 해군의 Delmar S. Fahrney 중령은 무인 원격 조종 기술을 탑재한 드론이 실제 전투 작전에도 활용할 수 있을 만큼의 잠재력이 있다고 판단했다.

 

마침 제2차 세계대전 발발 후 타겟 드론의 원격 제어 기술이 나날이 발전하면서 자연스레 폭탄이나 어뢰를 무장한 채 적 전투기를 타겟으로 직접 공격하는 무인 ‘돌격 드론’의 실현 가능성이 대두된다. 

 

그리고 얼마 지나지 않은 1941년, 지상에서 30mile 정도 떨어진 거리에서 직접 원격으로 비행 중인 무인항공기의 정면 시점 영상을 확인할 수 있는 약 70lb(31㎏) 무게의 카메라와 영상 송수신기가 개발된다. 이를 계기로 1942년 최초의 무인 돌격 드론인 Interstate TDR-1 Assault Done(이하 TDR-1)이 탄생한다.

 

▲ Interstate TDR-1 Assault Done(출처 inchhighguy.wordpress.com/2019/03/20/interstate-tdr-us-navy-assault-drone)

 

텔레비전 유도 무선 조종 드론인 TDR-1은 50번의 실전에서 31번이나 성공할 만큼 목표 타격 능력을 증명했다.

 

그러나 주문의 1/10에도 못 미치는 생산력, 조종자가 카메라와 레이더 고도계의 판독에만 의존한 조종 방식, 운용에 필요한 추가 시스템과 인력 필요, 낮은 순위의 프로젝트 등으로 인해 재래식 항공기보다 효율적이기 못해 1944년 10월 연구ㆍ개발을 중단했다. 그로 인해 남은 TDR-1은 개인용 스포츠 항공기로 개조됐다. 

 

1940년 항공기 역사에서 언급한 제트엔진과 터빈엔진의 등장은 무인항공기 개발 과정에도 매우 큰 영향을 미쳤다. 이전까지 무인항공기 대부분은 이륙하면 회수가 거의 불가능했다. 따라서 주로 회수가 필요 없는 일회용 무인 비행 폭탄 방식으로 사용했다. 

 

그러나 무인 비행 폭탄 방식은 폭탄을 싣고 설정된 시간만큼 비행 후 추락시키는 방식으로 사용 절차가 복잡하고 임무 수행 효율이 매우 낮았다. 그로 인해 개발 도중 연구가 종료되거나 설령 개발한다 해도 실전에서 제대로 활용하지 못했다. 

 

하지만 제트엔진과 로켓엔진의 등장으로 무인항공기 활용에 큰 변화가 일어난다. 제트엔진과 로켓엔진의 높은 추진력으로 비행 속도와 범위가 크게 늘었다.

 

이에 더해 비행의 최종 목표에 정확하게 이르게 하는 탄도학까지 급격히 발전하면서 기존 비행 폭탄 개념의 무인항공기는 현대 순항 미사일의 개념으로 급격히 변화했다.

 

먼저 제트엔진이 탑재된 무인 비행 폭탄은 영국의 고고도 폭격에 대응하기 위해 처음 사용됐다. 기존 피스톤 엔진과 자이로스코프를 탑재한 무인 비행 폭탄 형태에서 엔진을 펄스제트 엔진으로 교체한 방식이라 봐도 무방하다.

 

그로 인해 형태 또한 기존 무인 비행 폭탄 방식의 항공기와 매우 흡사하다. 여기서 V는 Vergeltungswaffen(이탈리아어로 보복 무기)의 의미다.

 

▲ V1기존 무인 비행 폭탄 방식에서 엔진을 업그레이드한 초기 순항 미사일이다. 독일에서는 코드명 Kirschkern(버찌씨)라고도 불렸다. 1944년 6월 13일 처음 발사했으며 영국 남동부에 하루 100발 이상 발사할 만큼 많이 사용했다(출처 en.wikipedia.org/wiki/V-1_flying_bomb).

 

▲ V21944년 9월 개발된 V2의 초기 모델은 기존 무인 비행 폭탄 방식과 같이 비행시간을 산정해 컴퓨터가 엔진을 멈추는 형식이었다. 하지만 후기 모델부터는 지상에서 무선 명령을 통해 목표 지점을 유도하는 방식으로 진화했다. V1보다 현대의 순항 미사일 형태에 가까워 진보한 무기였지만 성과는 V1에 못 미쳤다(출처 www.theguardian.com/world/2016/nov/11/v2-rockets-strike-britain-1944).

 

다음은 로켓엔진을 탑재한 V2다. 로켓엔진은 V1의 무인 폭탄 방식에서보다 진화한 현대의 순항 미사일 형태로 개발됐다. V2는 로켓엔진을 탑재해 연소 시 외부 산소의 영향을 받지 않아 성층권을 넘어서까지 포물선을 그리며 사거리 320㎞ 이상으로 멀리 날아갈 수 있었다. 

 

또 목표 지점까지 음속을 넘어선 속도로 낙하하기 때문에 영국에서는 처음 피해를 본 후에도 V2의 존재를 제대로 알기 어려웠다. 영국에서는 지상에서 가스통이 터지거나 차량에서 폭탄이 터진 것으로 오해하기도 했다.

 

영국은 V2의 존재를 파악한 후에도 피해 지점을 예측해 대중에게 경고하기 매우 어려웠을 정도로 곤혹을 치렀다.

 

1930~1940년대 제트ㆍ로켓엔진이 개발되고 원격 조종 기술이 발전하면서 무인항공기 개념은 크게 로켓엔진과 탄두 설계 방식으로 한 순항 미사일과 원격 조종 기술을 통해 임무 수행 후 회수 가능한 정찰 감시 드론으로 나뉜다. 

 

특히 원격 조종 기술은 영국 해군의 대표적인 대공 표적 무인 항공기인 퀸비(DH-82B)의 성공으로 인해 미 육군에서도 라디오 플레인 컴퍼니(Radio Plane Company)의 타겟 드론인 RP-3, RP-4를 1939년 구매 후 운용하기 시작할 정도로 확산됐다.

 

▲ RP-71 Falconer

▲ AN/USD-1 Observer

정찰 감시 드론인 SD-1의 최대 운용 범위는 두 곳의 지상 제어 스테이션 설치 기준으로 약 100mile 정도다. 필름 카메라 촬영 방식을 사용하는 만큼 사진 현상을 위해 부대에 암실이 추가로 필요했다(출처 www.wmof.com/rp71falconer.html).

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이후에도 원격 조종 방식은 발전을 거듭해 1955년 RP-71 Falconer 타겟 드론에 필름 카메라를 설치ㆍ개조한 세계 최초 정찰용 드론이 탄생하게 된다. 미 육군은 1959년 AN/USD-1 Observer(이하 SD-1)라는 명칭으로 1445대를 도입했다.

 

임무 수행 후 온전히 회수할 수 있는 정찰 감시 드론인 SD-1은 가장 현대적인 드론 운용 방식의 시초라고 볼 수 있다.

 

 

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참조

Unmanned Aviation(A Brief History of Unmanned Aerial Vehicles)

THE AIRCRAFT BOOK 비행기 대 백과사전

 

 

서울 서대문소방서_ 허창식 : hcs119@seoul.go.kr

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2024년 10월 호에서도 만나볼 수 있습니다.> 

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