드론
자율 항법 장치에 의하여 자동 조종되거나 무선 전파를 이용하여 원격 조종되는 무인 비행 물체
- 국립국어원 우리말샘
Fig.1 최초의 무인 비행체
1782년, 몽골피에 형제는 뜨거운 공기가 가벼운 종이나 천으로 만든 봉지를 공중으로 띄울 수 있다는 사실을 발견하고, 1783년 무인 열기구를 만듭니다. 봉지 바닥의 구멍 아래에서 짚과 양모를 태워 뜨거운 공기를 채우자 풍선은 약 1,000m 높이까지 상승한 후, 10분간 머물다 1.5마일 이상 떨어진 곳에 착륙했습니다. 이는 현대적인 의미의 드론은 아니지만, 무인 비행의 시작을 알린 사건이었습니다.
Fig.2 최초의 원격 조종 시도
1900년대 초 비행선은 수소를 채우고 운행했으므로 폭발 위험이 높아 매우 위험했는데요. 시험 비행은 말할 것도 없었죠. 이에 토레스 케베도Torres Quevedo 는 1904년 시험 비행 중 승무원의 위험을 최소화하기 위해 원격 조종 장치인 텔레키노Telekino를 발명했습니다. 텔레키노의 첫 번째 시연에는 삼륜차를 원격으로 움직이는데 성공했고, 이후 스페인 국왕 알폰소 13세가 참관한 가운데 보트를 원격으로 움직이는데 성공했죠.
1912년에는 로렌스 스페리Lawrence Burst Sperry 가 자동 자이로스코프 안정장치를 개발했는데, 이를 통해 항공기는 조종사의 개입 없이도 직선 및 수평 비행을 할 수 있었습니다. 이로써 무인 비행체 자동 조정의 기반이 모두 마련된 것이었죠.
Fig.3 성공적이지 못한 공격용 드론
1차 세계 대전이 발발하고 서부 전선이 교착 상태에 빠지자 이를 해결하기 위해 다양한 군사 무기들이 등장하는데요. 그중 하나가 드론이었습니다. 1916년 A.M. 로우Archibald M. Low는 독일의 비행선 제플린Zepplin 에 대한 방어를 위한 프로젝트를 진행합니다. 이 프로젝트는 독일이 대공 방어 훈련용 드론으로 오인하도록 “공중 표적”이라고 명명되었죠. 하지만 당시 무선 기술의 신뢰도가 높지 않았기 때문에 로우의 시험 비행이 3번이나 실패로 돌아가 프로젝트는 무산되었습니다.
영국에서 무인 항공기 프로젝트는 무산되었지만 1차 세계대전이 끝나기 전 프랑스에서는 복엽기를 51분 동안 60마일 이상을 무선 조종으로 비행하는데 성공합니다. 하지만 이륙과 착륙은 조종사가 해야만 했죠. 게다가 조종사가 없는 항공기는 느리고 직선으로 비행하기 때문에 실용성이 떨어졌습니다.
2차 세계대전 중에는 미 공군에서는 원격조종 무인 항공기에 폭탄을 달아 운용을 시도한 아프로디테 작전을 시도합니다. 다만 아직 스스로 이착륙 할 수 없었기 때문에 승무원이 직접 조종해 이륙한 뒤, 일정 고도에서 원격 조종 시스템을 작동시키고 폭발 장치를 활성화한 후 낙하산으로 탈출하는 방식이었죠. 이 과정에서 예기치 않은 사고도 발생했습니다. 대표적인 예로 존 F. 케네디John F. Kennedy의 형인 조지프 P. 케네디 주니어Joseph P. Kennedy, Jr.가 아프로디테 작전에서 무인 폭격기 탈출을 준비하던 중, 예상보다 이른 시점에 폭탄이 폭발하면서 사망했죠.
미 해군에서도 드론 공격을 시도한 폭스 프로젝트가 진행되었습니다. 폭스 프로젝트는 드론에 카메라를 장착하고 항공기에서 실시간으로 모니터링하는 기술을 탑재합니다. 그리고 1942년 20마일 떨어진 구축함을 향한 어뢰 공격이 성공적으로 표적에 도달했고, 시속 8노트로 이동하는 목표물에 충돌하는 데 성공했죠. 이러한 성과를 바탕으로 해군 항공국은 본격적인 드론 도입을 검토했으나, 제2차 세계대전이 끝나면서 결국 실전에 배치되지 못했습니다.
Fig.4 대공사격 훈련 표적
1930년대에 영국은 군함에서 빠르게 회전하는 항공기를 명중시키는데 어려움을 겪고 있었습니다. 이를 훈련하기 위해 드론이 사용되었습니다. 당시 사용된 드론은 de Havilland Queen Bee 으로, 기존의 Tiger Moth에 프레임을 나무 합판으로 만들어 저렴하고 바다에 불시착해도 가라앉지 않도록 했습니다.
타겟용 드론이 본격적으로 사용된 것은 1940년대입니다. 1차 세계대전 동안 영국 왕립 비행단에서 복무하고, 전쟁 이후 할리우드에서 배우로 활동한 레지널드 데니Reginald Denny는 무선 조종 모델 항공기에 관심을 가졌는데요. 1930년대에는 취미용 모형 항공기를 제조하는 사업을 시작했죠.
1935년, 데니는 모형 항공기에 무선 조종 장치를 추가했는데요. 이것이 군에서도 유용할 것이라고 생각합니다. 그리고 1940년, 그는 마침내 육군과 계약을 체결해 무선기Radioplane OQ-2라는 무선 조종 타겟 드론을 개발했습니다.
이 무선기(Radioplane) OQ-2는 미국에서 최초로 대량 생산된 UAV(무인 항공기)가 되었습니다. 다음 모델인 OQ-3는 미군에서 가장 널리 사용된 표적 드론이 되었으며, 2차 세계 대전 중에 9,400대 이상이 제작되었습니다.
Fig.4 정찰용 드론
1950년대 중반, 타겟 드론은 무인 정찰기로 발전하기 시작했습니다. 타겟 드론이었던 MQM-33가 정찰용 드론인 MQM-57 Falconer(RP-71)으로 개조된 것을 시작으로 타겟 드론은 무인 정찰기로 발전하기 시작했습니다.
하지만 본격적으로 무인 정찰용 드론이 운용되기 시작한 것은 1960년 미국의 정찰기 U-2가 소련 상공에서 격추되면서부터입니다. 이 사건을 계기로 미 공군은 Red Wagon 라는 무인 항공기 프로젝트를 진행시킵니다.
그중 가장 많이 쓰인 정찰 드론은 지대공 및 공대공 미사일을 위한 표적 드론이었던 Q-2을 개조한 AQM-34 Ryan Firebee 이었습니다. Firebee는 레이더 흡수 페인트를 발라 스텔스 감시 임무가 가능했죠. 이 드론들은 1960년대와 1970년대 초, 미국이 북베트남, 공산 중국, 북한을 감시하는 데 활용되었습니다.
Fig.5 이제야 쓸 만해진 공격용 드론
1960년대 초 미 해군은 소련에 도입된 핵추진 잠수함을 대응하기 위해 핵폭탄 혹은 어뢰로 무장한 드론 헬리콥터 Gyrodyne QH-50 수천 대 배치합니다. Gyrodyne QH-50은 최초로 가동된 드론 헬리콥터이자, 최초의 무장 무인 항공기였습니다.
1970년대 미공군은 적의 방공망을 파괴하는 드론을 개발하기 위해 HAVE LEMON 프로젝트 진행합니다. Ryan Firebee 드론을 개조해 BGM-34A라는 명칭으로 무장 드론가 개발되었지만 본격적인 도입이 이루어지지는 않았습니다.
무장 드론의 활용은 2001년 9·11 테러를 계기로 본격화되었습니다. 2002년 11월, 미군은 MQ-1 프레데터 드론을 이용해 USS 콜 폭격 사건의 배후 인물인 카에드 살림 시난 알-하레티Qaed Salim Sinan al-Harethi를 사살하며, 세계 최초의 드론 공습을 감행했죠. 이 공격으로 총 6명이 사망하며, 드론이 전투에서 직접적인 살상 무기로 사용될 수 있음을 보여주었습니다.
2020년, 터키는 시리아에서 군사 작전을 수행하며 UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehicle) 대규모 공세를 최초로 감행했고, 2022년 러시아-우크라이나 전쟁에서도 드론이 핵심 전력으로 활용됐습니다. 우크라이나는 TB2 드론과 옥토콥터를 이용해 러시아군을 공격했고, 러시아는 이란제 Shahed-136 드론을 대량 사용하며 우크라이나를 타격했죠.
Fig.6 민간용 드론의 시작
2006년, 미국 연방항공청FAA이 레크리에이션 용도의 소비자용 드론을 허가하면서 새로운 시장이 열렸습니다. 기존에는 군사 및 산업용으로만 사용되던 드론이 일반 소비자에게도 보급될 수 있는 길이 열린 것이었죠.
2010년, 프랑스 기업 Parrot이 스마트폰을 이용해 Wi-Fi로 완전히 제어할 수 있는 최초의 기성품 드론 Parrot AR Drone을 출시했습니다. 이 드론은 직관적인 조작법과 실내외 사용이 가능하다는 점에서 큰 주목을 받았고, 2010년 CES 전자 게임 하드웨어 혁신상을 수상했죠. 50만 대 이상이 판매되면서 드론이 단순한 취미용 장난감이 아니라 본격적인 기술 트렌드로 자리 잡기 시작했습니다.
2015년에는 DJI 팬텀3Phantom 3가 등장하면서 드론 촬영의 대중화를 이끌었습니다. 이 제품은 4K 카메라를 탑재해 전문가뿐만 아니라 일반 사용자들도 고화질 항공 촬영을 손쉽게 할 수 있도록 했죠. 다음 해 출시된 팬텀4Phantom 4에서는 단순히 GPS 신호를 따라 비행하는 수준을 넘어, 스마트 컴퓨터 비전 및 머신 러닝 기술을 도입했습니다. 이를 통해 드론은 장애물을 스스로 감지하고 회피할 수 있게 됐으며, 사람이나 동물, 물체를 인식하고 추적하면서 촬영하는 기능까지 갖추게 됐습니다.
Reference.
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100년보다 더 오래된 드론 공격의 역사. URL : https://img.sedaily.com/Story/drone/index.html