中, ‘육상 항공모함’ 시대 연다… 비행 중인 드론에 마이크로파 빔 충전 성공

전쟁의 패러다임을 바꿀 ‘무인기 무한 비행’ 기술이 중국에서 현실화되고 있다. 지상에 있는 장갑차가 하늘을 나는 드론 무리에 마이크로파(Microwave)를 발사해 에너지를 공급하는 이른바 ‘육상 항공모함’ 기술이 성공적으로 시연된 것이다.

이 기술이 상용화되면 드론은 배터리 충전을 위해 지상으로 내려올 필요 없이 전장에서 영구적으로 감시와 공격 임무를 수행할 수 있게 된다.

19일(현지시각) 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면, 중국 시디안대학교 송 리웨이 교수팀은 동료 심사를 거친 ‘중국 항공과학기술학술지’를 통해 이 같은 연구 성과를 발표했다.


연구팀은 특수 제작된 지상 송신 차량에서 마이크로파 빔을 발사해, 비행 중인 고정익 드론 하부에 장착된 안테나 배열로 전력을 전송하는 무선 충전 시스템을 구축했다.
이번 시험에서 차량 탑재형 시스템은 드론을 15미터 고도에서 최대 3.1시간 동안 공중에 띄우는 데 성공했다. 특히 발신기와 비행 중인 드론 간의 정밀한 정렬을 유지하며 실시간으로 에너지를 전송했다는 점이 핵심이다.

비행 중인 드론은 바람과 기류의 영향으로 끊임없이 흔들린다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 GPS 위치 정보, 동적 추적 시스템, 기내 비행 제어 장치를 통합하여 빔이 빗나가지 않도록 설계했다.

레이저 충전 방식이 안개나 먼지 등 기상 환경에 취약하고 드론의 위치를 노출할 위험이 큰 반면, 마이크로파는 악천후에도 강하며 여러 대의 드론을 동시에 충전할 수 있는 범용성을 갖췄다.


군사 분석가들은 이 시스템을 ‘육상 기반 항공모함’이라고 명명했다. 해군의 항공모함이 함재기를 발사하고 보급하는 것처럼, 지상의 장갑차가 드론의 발사대이자 지속적인 에너지 공급처 역할을 수행하기 때문이다.
드론이 배터리 용량의 한계에서 벗어나면 지상군의 작전 범위가 무한대에 가깝게 늘어난다. 이는 중단 없는 감시, 공중 공격, 전자전 수행을 가능하게 한다.

무선 충전이 가능해지면 드론에 무거운 배터리를 많이 실을 필요가 없다. 줄어든 배터리 무게만큼 고성능 센서나 더 많은 폭탄을 장착할 수 있어 공격 효율이 극대화된다.

현재 미국 DARPA는 레이저 기반 충전 기술을, 독일의 라인메탈은 무인 차량용 무선 충전 플랫폼을 개발 중이다. 중국의 이번 발표는 마이크로파 방식에서 선도적인 위치를 점하려는 시도로 풀이된다.


혁신적인 성과에도 불구하고 실제 전장 배치까지는 넘어야 할 기술적 산이 많다.

시디안 연구팀의 시스템 전체 효율은 3~5% 수준에 불과한 것으로 추정된다. 전송된 에너지의 95% 이상이 낭비되고 있다는 뜻이다.

비행 중 바람이나 위치 오류가 발생할 때 드론이 받는 전력이 급격히 변동하는 문제도 확인됐다.

한 군사 전문가는 "이 연구는 즉각적인 작전 투입보다는 미래의 가능성을 탐색하는 데 중점을 둔 것"이라며 "신뢰성과 효율 면에서 실전 배치 수준에는 한참 미치지 못한다"고 진단했다.


한국 역시 드론 작전 사령부를 중심으로 무인기 운용을 확대하고 있다. 충전 걱정 없는 ‘에너지 노드형’ 차량과 드론의 복합 체계 개발에 대한 R&D 투자가 시급하다.

레이저와 마이크로파 중 한국의 기상 환경(황사, 안개 등)에 가장 적합한 무선 전력 전송 기술의 표준을 조기에 정립하고 관련 부품 산업을 육성할 필요가 있다.

지상에서 강력한 마이크로파 빔을 발사하는 방식은 역으로 적의 전자전 공격 표적이 되기 쉽다. 송신 차량의 스텔스 성능과 전파 방해 대응 기술을 병행 개발해야 할 것이다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com