'조용히 오래 뜨는' 하이브리드 드론 발전기술 개발…비행시간 30분→2시간

전기연, 하이브리드 전기추진 무인항공기 탑재용 ‘축방향 자속 영구자석 발전기 및 전동기’ 개발

축방향 자속 영구자석 발전기 및 전동기/사진=전기연

‘드론(무인기) 택배’ 등 드론 상용화를 앞당기는데 필요한 발전기·전동기 핵심기술을 국내 연구진이 개발했다.

한국전기연구원(KERI) 전동력연구센터 이지영 박사 연구팀은 무인항공기에서 가장 중요한 요소인 ‘저소음·안정성·고비출력 특성’을 반영한 ‘축 방향 자속 영구자석 발전기·전동기’를 개발했다고 27일 밝혔다.

택배용 드론, 드론 택시는 사람들이 많은 도심 위를 비행해야 하기 때문에 소음이 많은 기존 엔진을 적용하기 어렵다. 반면 배터리 중심의 순수 전기추진 무인항공기는 조용하지만, 현재 기술로는 비행 시간이 30분 내외로 짧다. 엔진과 함께 전기추진을 모두 활용하는 ‘하이브리드 전기추진 시스템’이 주목 받는 이유다.

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 줄일 수 있다. 보다 많은 화물을 실을 수 있고 장거리 운송이 가능하다는 점도 장점으로 꼽힌다.

연구팀이 개발한 발전기가 구현하는 출력은 5kW로, 기존 배터리 중심의 순수 전기추진 무인항공기와 비교하면 30분 이내의 운영 시간을 약 2시간으로 확대할 수 있다. 이 기술은 특히 섬이나 험난한 지역에 빠른 물품 배송이 필요할 때 요긴하게 이용될 전망이다.

이 박사는 “최근 주목 받는 드론 산업의 열풍에 비해 전동기와 발전기는 해외 기술 의존도가 높다”며 “이번 기술 개발을 통해 수입대체 효과를 기대할 수 있을 것”이라고 말했다. 이어 “사람이 탈 수 있는 수준의 100kW급 발전기를 3년 이내 개발해 우리나라가 플라잉카 산업의 선두에 설 수 있도록 할 것”이라고 덧붙였다.