보도자료 2015. 8. 11(화)	홍보실(042-860-2157)
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고고도 태양광 무인기 성층권 비행 시험 성공

□ 한국항공우주연구원(이하 항우연)은 대기가 희박한 고(高)고도에서 태양 에너지만으로 비행이 가능한 고고도 태양광 무인기(Electrical Aerial Vehicle, EAV-3)를 개발, 고도 14km 성층권 비행에 성공했다고 11일 밝혔다.

○ 항우연은 전남 고흥 항공센터에서 EAV-3 비행 시험을 수행해 왔으며, 최근 EAV-3가 총 9시간의 비행 시험 중 최고 상승 고도 14.12km에 도달하는 데 성공했다.

- 고도 14km는 일반 민항기의 주 비행고도인 고도 10km 보다 공기 밀도는 약 53%, 온도는 약 30도(-60℃) 낮은 환경이다. 고도가 높아질수록 공기밀도와 온도가 급격히 낮아져 비행이 어렵지만, 구름이 없어 태양광을 동력원으로 활용하기에는 유리하다.

□ EAV-3는 성층권 고고도에서 오랫동안 머물 수 있도록 태양전지와 2차 전지(리튬이온)를 동력원으로 활용하는 100% 무공해 전기 동력 항공기다.

○ 비행 중 날개 윗면에 부착된 단결정 태양전지가 2차 전지를 지속적으로 충전해 에너지원으로 활용한다. 공기 밀도가 낮은 고고도에서 장기체공을 위해 날개 길이가 20m에 달하지만 국산 첨단 탄소섬유 복합재를 적용해 총중량은 53kg에 불과하다.

○ EAV-3는 항우연이 설계, 해석, 체계종합을 수행했고, 제작과 비행시험에 다수의 국내 중소기업이 참여했다. 성우 엔지니어링(기체제작 및 비행시험 지원), 티움리서치(배터리 팩 및 제어시스템 제작), 솔레이텍(태양전지 모듈제작), 유콘시스템(비행제어 컴퓨터 및 항법 시스템 제작), 스마텍(모터 제작) 등이 참여했다.

□ EAV-3의 14km 비행 성공은 우리나라가 성층권 장기체공 태양광 무인기 개발 기술의 완성에 보다 더 다가가게 됐다는 점에서 의미가 크다.

○ 항우연은 EAV-3 개발을 통해 초경량 고강성 기체 구조 설계, 고고도 비행체 형상 및 프로펠러 설계, 저속 대형 무인기 제어, 고고도용 저속-고토크 모터 개발, 고고도 비행체 운용 등 보다 완전한 고고도용 장기체공 무인기를 개발할 수 있는 기술을 확보했다.

○ 특히 우리나라 상공 10km 부근에는 강한 편서풍대인 제트 기류층이 존재해 초경량 기체가 이를 통과해 상승하기 위해서는 한 단계 높은 기술력이 필요하다.

□ 성층권 고도의 장기체공 무인기는 실시간으로 정밀지상관측, 통신 중계 등 인공위성을 보완하는 다양한 임무를 수행할 수 있어 선진국이 앞 다투어 기술 개발에 매진하고 있는 미래 기술 분야로,

○ 세계적으로 성층권에서 2주일 이상 비행에 성공한 태양광 전기동력 비행체는 지금까지 영국 Qinetiq社의 Zephyr(제퍼)가 유일하며, 미국의 Helios는 성층권에서 단기 체공에 성공한 바 있다.

□ 항우연은 2010년 전기 동력 무인기 핵심기술 개발에 착수해 2013년 5km 고도에서 22시간 연속 비행, 2014년 10km 고도 도달 및 25시간 연속 비행 성공 등 고고도 장기체공 무인기 개발 기술 수준을 높여 왔다.

○ 항우연은 일반 항공기가 도달할 수 없는 성층권에서 수 주일에서 수개월 간 체공하며, 지상관측(환경재난감시, 교통감시, 국경감시), 기상 관측, 통신중계 등의 임무를 수행하는 고고도 장기체공 태양광 무인기 기술을 지속적으로 확보할 예정이다.

□ 이 연구결과를 이어 미래창조과학부와 한국항공우주연구원은 2016년부터 무인 이동체 미래선도 핵심기술 개발 사업을 통하여 고고도 장기체공 태양광 무인기의 차세대 동력원 및 비행체의 초경량 기술 등을 개발해 나갈 계획이다.

첨부 1 : 고고도 태양광 무인기(EAV-3) 사진

첨부 2 : 고고도 태양광 무인기(EAV-3) 제원

첨부 3 : 고고도 테양광 무인기 해외 동향

[첨부 1] 고고도 태양광 무인기(EAV-3) 사진

<이륙하는 ‘EAV-3’>

<‘EAV-3’ 비행장면>

<착륙하는 ‘EAV-3’>

<‘EAV-3’ 연구개발팀>

[첨부 2] 고고도 태양광 무인기(EAV-3) 제원

날개 길이	20 m
동체 길이	9 m
날개 면적	22 m2
이륙 중량	53 kg
기체 구조 중량	21 kg
배터리 중량	13 kg
순항 속도	25.2 km/h
최고 속도	43 km/h
순항 동력	300 Watt
전력생산량	1,500 Watt
주 구조 재료	초경량 탄소섬유 복합재
추진 시스템	친환경 단결정 태양전지 및 리튬-이온 이차전지

[첨부 3] 전기동력 무인기 해외 동향

○ Titan Aerospace사와 Google: 날개 길이 50m급 Solara 50과 날개 길이 60m급 Solara 60 두 가지 버전의 전기 동력(태양전지 + 리튬-이온 이차전지) 무인기를 개발 중인 Titan Aerospace사를 Google사가 2014년에 인수함. 임무장비 탑재 능력은 Solara 50은 최대 32kg(70 lbs), Solara 60은 최대 113kg(250 lbs)을 목표로 개발 중. 최대 5년 동안 성층권(고도 20km) 장기체공 목표, 고도 20km에서 최대 운항 속도는 97km/h(60mph)

○ Ascenta사와 Facebook: Titan Aerospace사 인수 추진이 무산된 후 Facebook사는 영국의 Ascenta사를 2014년 인수함. 태양전지와 이차전지로 구동하는 전기 동력 무인기를 생산하여 고도 20km의 성층권에 최장 5년 동안 체공 시키며 무선 인터넷 망을 구축하여 아프리카에 우선적으로 Wi-Fi 서비스를 제공하여 새로운 미래 시장을 창출할 계획 (Aquila 프로그램)

○ Airbus DS: 영국 QinetiQ사로부터 Zephyr 프로그램을 인수하여 저궤도 위성의 일부임무를 대체하기위해 고고도 장기체공 전기 동력(태양전지 + 이차전지) 무인기인 Zephyr를 Solar Powered High Altitude Pseudo-Satellite (HAPS)로 개발 중임 (2013년 8월에 초도비행)

EAV-1 (2010, 항우연)	EAV-2 (2012, 항우연)
EAV-2H (2013, 항우연)	EAV-2H+ (2014, 항우연)
EAV-3 (2015, 항우연)	Zephyr (Airbus Defence & Space)
Solara 50 (Titan & Google)	Aquila (2015, Facebook)