탑재 중량 200키로 이상의 군수용 드론[1]에 이어서 ...

 

◇ 국외 기술 동향

 

국외 드론 개발사들은 기체의 저소음·고효율·견고·경량화 H/W 기술, 자율 비행 기술, 교통관리 시스템 등 S/W 기 술 및 네트워크 기술에 대한 연구개발 및 검증이 진행 중이다.

 

상용 드론의 경우 AI 하드웨어, 컴퓨팅 파워의 소형화, 딥러닝 알고리즘의 기술 진보로 다양한 산업에서 지속적으로 유용하게 적용될 것으로 예상된다. 또한, 드론의 사용 목적 및 환경 등에 최적화된 친환경·고성능·고효율 추진 동력 기술 개발이 진행 중이다.

 

고출력·고효율 모터개발, 저가·고품질 카본으로 프레임과 프로펠러 대량 생산 등 주요 부품 성능 향상과 단가 절감을 위해 노력하고 있다. 주요 부품 개발 동향으로는 UAM에 들어갈 모터 개발을 위해 고출력·고효율 모터를 전기자동차 수요에 맞춰 자동차 회사들과 협업하여 개발 중이다.

 

배터리의 경우 친환경 수요에 따라 수소 연료전지를 주로 개발하고, 특히 미국의 NASA에서도 3대 주력사업으로 선점해 UAM, 수소 비행기 기반 기술을 축적하고 있다.

 

UAM 서비스를 목표로 하는 드론들은 장시간 비행을 목표로 하고 있지 않아 현재 장시간 비행이 가능한 제품들 은 payload가 낮은 상태다. 고중량의 장시간 비행이 가능한 드론은 SKYF 드론이 유일하다. 하지만 해당 드론은 중 량을 담당하는 주 로터를 내연기관의 축동력으로 동작하고, 드론의 자세제어를 사이즈가 작은 전기모터를 사용하기 때문에 측풍을 맞을 때 자세 회복이 어려운 단점을 보 유하고 있는 것으로 알려져 있다.

 

통신 기술 측면에서 DARPA(美 국방고등연구계획)는 군 부대 드론 운영을 위한 Mobile Hotspots 프로그램을 연구 중이며, 확장·이동·밀리미터파 통신 기간망을 개발하고 있다.

 

항법제어 기술은 무인기 개발 협업을 위해 오픈소스 플랫폼이 공유되어 운영 중이며, 3D 로보틱스·인텔·퀄컴 등이 주축으로 개발하고 있다. 드론의 충돌회피 관련 기술 및 장비에는 협업·비협업, 액티브·패시브 센서 기반의 연구가 진행 중으로 딥러닝 기반 영상인식 기술을 많이 활용하고 있다.

 

미국 NVIDIA社의 임베디드 AI 플랫폼인 ‘Jetson Xaviar’는 낮은 전력으로 빠른 실행 성능을 제공하며 자사의 기존 플랫폼인 Jetson tx2에 비해 GPU core는 2배 증가했다.

 

DL Accelerator 및 Vision Accelerator도 포함하고 있다. 무인비행체의 이상 상황 감지 및 대응은 객체 센싱 기술 등 다양한 첨단 기술이 복합적으로 이뤄져야 하는 분야로 지속적인 연구개발이 진행 중이고, NPU를 탑재한 상태탐지 기술도 연구를 시작하는 단계로서, 에어버스·보잉 등 주요 항공사들을 중심으로 상태탐지 및 고장진단 체계를 구축하여 운영 중이다.

 

야간 비행에 대한 미국의 추세는 규제를 완화하는 방향으로 가고 있고 특히 드론에 원격 식별 기술을 활용해 드론을 관리하는 방안을 도입하고 있다. 대부분의 기업들은 각국의 환경에서 운용할 수 있는 관제 시스템을 개발하고 있다. 건물이나 나무, 다른 드론과 충돌하지 않도록 시스템을 구축하였고, 물류 분야의 경우 도서·산간 등 물류 사각지대에 서비스할 수 있도록 시스템을 구축에 있다.

 

미국 드론 스타트업 에어웨어(Airware)가 기업용 민간 드론 OS ‘에어리얼 인포메이션 플랫폼’(Aerial Information Platform)을 출시해 하드웨어, 소프트웨어 및 클라우드까지 관리할 수 있는 표준화된 산업용 드론 운영 체계를 개발했다. 중국 DJI에서 개발한 FlightHub는 드론 운용관리를 위한 통합 웹 기반 소프트웨어 패키지로 단일 플랫폼에서 무인기 운용, 비행 데이터, 운용자 관리 등의 실시간 작업을 지원한다.

 

 

◇드론 국내 시장동향

 

국내 군사용 드론 시장 규모는 2024년 약 1조2000억 원 수준에서 2030년 약 4조원 규모로 성장할 것으로 예측된다. 정부의 지원 확대 정책에 힘입어 시장이 빠르게 성장할 것으로 보이며, 특히 군수물자 보급, 정찰 감시 재난 등 다목적으로 활용 가능한 드론의 수요가 증가할 것이다.

 

한국의 군용 드론 시장은 최근 몇 년간 구조적인 성장세를 보이고 있으며 2018년 약 1050억 원 규모였던 시장이 2025년에는 약 9000억 원에 근접한 것으로 보인다. 이는 단순한 장비 도입이 아닌, 군 전체 운용 체계 내 드론의 구조적 통합이 시작되었음을 보여주는 지표로 해석된다.

 

다만 군 사용 드론 시장의 정확한 규모를 예측하는 데에는 여러 제약이 존재한다. 시장 조사 기관마다 분석 기준이 상이할 뿐 아니라, 실제로 드론 도입이 확정되더라도 국방중기 계획에 반영되어 예산이 편성되고, 실제 집행되기까지는 가용 예산, 우선순위, 전략적 판단, 외부 변수에 따라 큰 차이가 발생할 수 있기 때문이다.

 

러시아-우크라이나 전쟁에서 드론이 전술적으로 활용되는 사례가 전 세계적으로 실시간 공유되면서 군사 분야에서 드론의 역할이 정찰, 공격을 넘어 보급·통신·전자전·수송 등 복합 분야로 확대되고 있으며 이에 따라 국내에서도 중·고중량 수송형 드론의 필요성이 전략적으로 주목받고 있다.

 

◇드론 국외 시장동향

 

글로벌 드론 시장은 각 컨설팅 기관별로 시장 규모는 상이하게 전망되고 있으나, 대다수 기관은 향후 10년간 지속 성장할 것으로 보고 있다. 컨설팅 전문 기관인 Teal 그룹에 따르면, 연평균 26.2%의 CAGR로 성장해 2025년 기준 약 7조5000억원에 이를 것으로 전망한다. 하드웨어뿐만 아니라 소프트웨어, 운용 및 서비스 등 활용시장까지 포함하면 그 규모는 훨씬 높아진다.

 

드론 전문 컨설팅 기관인 Drone Industry Insights에서 발표한 시장 분석 보고서에 따르면, 드론 시장은 2030년까지 558억 달러까지 성장할 것으로 예측된다. 군용 드론 시장 측면에서 검토하면, 드론 기술력의 발전은 전장 및 위험한 산업 환경 등 인력으로 수행하기에 위험하 거나 불가능한 임무들을 수행할 수 있다는 점에서 전 세 계적으로 군용 및 산업 양측에서 수요가 크게 증가하고 있다.

 

글로벌 군용 드론 시장은 꾸준히 그 수요 및 규모가 증가하고 있으며, 연평균성장률은 2022년부터 2032년까지 11.9%를 기반으로 2032년엔 300억 달러에 이를 것으로 추정된다. 민간 측면에서의 글로벌 드론 시장 또한 가파르게 성장하고 있다. 2024년에는 603억7000만 달러였으며, 2034년에는 약 1조4458억 달러에 도달할 것으로 연평균 성장률 37%로 확대될 것으로 전망된다.

 

인공지능 기반 드론 제어 기술 시장 또한 가파르게 성장하고  있다. 드론의 제어 방식은 전통적으로 사용되어 온 제어 시스템 기반 방식과 인공지능 기술 기반의 방식이 있으나, 그 중 인공지능 기술 기반의 제어 방식은 더 다양한 환 경에 대해 능동적인 대처가 가능하다는 점에서 근래 주목받고 있다. 인공지능 기반 드론 제어 기술 시장은 2023년 125억 달러 규모에서 연평균 32.4% 성장하여 2033년엔 2069억 달러에 이를 전망이다.

 

◇주요국 경쟁기업

 

미국 UAM 기술 선도 기업인 조비 에비에이션(Joby Aviation)은 최근 자율 비행 개발 분야의 선두 업체인 엑스 윙(Xwing)을 인수하여 자율 비행 기술을 개발하고 있다. 미국 제너럴 아토믹스(General Atomics)는 군수물자 보급 을 위한 고중량 수송 드론 기술을 미 전쟁부에 공급하고 있으며, 현재 자율 비행 Level 4단계 수준으로 알려져 있다.

 

터키 항공우주업체 TAI는 수직 이착륙(VTOL) 화물 드론 프로젝트를 통해 산악 지형에서 250kg급 군수 지원이 가능한 드론을 개발하고 있다. 이스라엘 Tactical Robotics 사가 개발한 Cormorant 드론은 내부 각각 1명씩 총 2명의 부상자를 태우고 50km 비행이 가능한 수준으로 개발하고 있다. 중국은 2024년 8월 최대 3.2t 화물을 운반할 수 있는 SA750U의 시험 비행에 성공했다. 현재까지 개발된 화물 드론 중 가장 큰 탑재중량 기술 보유한 국가다.

 

◇군수용 드론 기술 개발 시 기대효과

 

▶기술적 기대효과

 

군수용 드론 및 실시간 작전 항전시스템 개발을 통해 군수 물자 수송의 자동화를 실현할 수 있으며, 이를 통해 군사 작전의 신속성과 효율성이 획기적으로 향상될 것이다. 현재 군수물자 수송은 헬리콥터 및 군용 차량을 이용한 방식이 대부분으로, 드론을 활용한 자동화 시스템은 아직 초기 단계다.

 

200kg급 군수용 드론 개발을 진행하게 되면, 

 

군수물자 운송의 신속성, 작전 유연성 및 효율성을 극대화할 수 있으며, AI 기반 자율 비행과 장애물 회피 기술을 통해 위험지역에서도 독립적으로 임무 수행이 가능하여 실시간으로 위험 요소를 감지하고 회피하여 작전 성공률을 대폭 높일 것으로 판단된다. 또한, 실시간 항법·내비게이션 기술이 지속적으로 발전하면서, 드론의 운용 효율성과 임무 수행 능력이 비약적으로 향상될 것으로 예상된다.

 

AI 기반의 비행경로 최적화를 통해 수송 중 돌발상황이 발생하더라도 실시간 분석을 통해 즉각적인 대응 방안이 적용 가능하며, 전장 환경에서 실시간 통신을 통해 다수의 드론을 군 네트워크와 연동하여 운용할 수 있게 체계를 구축함으로써 군사적 우월성을 가질 수 있을 것이다.

 

생태계 활성화 측면에서는 드론 기술의 발전과 인공지능의 융합으로 군수 물자 수송을 자동화할 수 있으며, 기존의 복잡한 다단계 보급 경로를 최소화할 수 있을 것이다. 전시 상황에서 기존 군용 차량이 접근하기 어려운 도서·산 간 지역으로의 보급이 용이함으로 군 작전 수행 시 효율성이 증가할 것이며, 이는 국내 드론 산업뿐만 아니라 관련 배후 산업 및 인력 양성에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다.

◇경제적 기대효과

 

군수용 드론은 국방 산업의 미래 패러다임을 변화시키고, 유지보수 및 방산 수출시장 활성화를 통해 국가 경제에도 기여할 것으로 예상된다. 특히, 군수 물자 수송 비용 절감, 운용 효율성 증대, 신규 산업 창출 효과가 기대가 높은 산업이다. 비용 절감 측면에서 기존 헬리콥터와 군용 트럭은 연료비, 유지보수비, 인건비 부담이 크며, 유인 수송 방식이기 때문에 인력 배치와 훈련 비용 또한 상당하다.

 

그러나 무인 드론을 활용하면 연료 소비가 기존보다 80~90% 절감될 것으로 예상되며, 유지보수 비용도 50% 이상 감소할 것이다. 또한 전장 환경에서는 수송차량 감축을 통해 경로의 안전성이 확보되고, 운용비용이 대폭 감소할 것으로 판단된다.

 

군수용 드론의 도입은 물자 수송 속도를 획기적으로 향상 시킬 것이다. 기존 차량을 이용한 군수 물자 수송은 지형적 영향을 많이 받으며 도로가 파괴된 지역이나 위험 지역에서는 지연이 발생하게 된다. 그러나 군수용 드론은 직선 비행 경로를 활용할 수 있어 기존보다 60% 이상의 수송 속도 향상이 가능하다.

 

이탈리아의 valdani vicari & associati srl 컨설팅 회사는 동일한 목적지를 가지고 전기 차량과 드론의 배송을 통해 의료 물자 배송 테스트 진행 결과로 드론은 약 15분이 소요되나, 전기차량의 경우 42분이 걸렸음을 증명한 바 있다.

 

◇국제 경쟁력 기대효과

 

군수용 드론과 실시간 작전 항전시스템 개발은 대한민국이 글로벌 방산 시장에서 경쟁력을 확보하는 데 중요한 역할을 할 것이며, 특히 국제 군수 시장에서의 경쟁력 강화, 방산 수출 확대, 기술 주도권 확보, 국제 협력 및 표준화 주도 측면에서 다방면의 기대효과를 창출할 수 있다.

 

기존 드론 기술이 정찰·공격 위주로 발전한 것과 달리 군수용 화물 수송 드론은 전장내 보급체계를 혁신할 수 있는 핵심 요소로 부각되며, 200kg급 군수용 드론 개발을 통해 선진국과의 기술 격차를 줄이고 경쟁우위를 선점할 수 있을 것이다.

 

아시아태평양 지역의 군용 드론 시장은 지역 내 안보 강화와 첨단 기술 도입에 대한 수요 증가에 기인하여 가장 높은 성장률이 예상된다. 기존 K-방산 제품 (전차, 자주포, 전투기 등)의 성공적인 수출 사례에 이어 대한민국 방산 제품의 신뢰도와 인지도를 높일 수 있을 것이다.

 

글 정중채 중소기업기술정보진흥원 PM