[❗정보] 요근래 나온 국방 드론 관련 논문 몇 편

[xwing(xwing)]

DBPIA에서 대충 국방드론으로 검색해서 얻어 걸리는 논문 중 최근거만 몇 편 요약해봤음.

짤방은 모듈형 플랫폼과 지상/공중 유-무인 복합체계를 꿈꾸던 2000년경의 미 육군 계획.

국방 드론 연구개발 사례와 발전방향(25.7)

저자는 육군 종합정비창 정비기술연구소 소속. 

현재 알려진 소형 국방드론 개발 사업들을 짚고 있음. 군의 드론 관련 정책은 육군기본정책서 2019~2033, 아미타이거 4.0, 해양무인체계 종합발전계획, 19-33공군 전략서 등에서 언급되고 있으며 '드론봇 전투체계 발전방안 연구' 등에서 드론의 임무가 단순 감시/정찰 뿐만 아니라 기만, 통신중계, 화력유도, 장애물설치제거, 조명 등 각종 전투지원 임무도 맡게 될 것으로 언급. 드론을 크게 공격용, 정찰용, 지원용 3가지로 분류하였고 다만 해외대비 일부 기술분야에서 연구사례가 부족하다고 판단. 국내 개발중인 드론은 각각 충돌형 소형드론(LIG넥스원), 정찰용 드론 SWID(네스엔텍), 수소 연료전지 탑재드론(두산모빌리티) 등을 참조용 사진으로 넣었으며 이외에도 생체모방형 드론등도 언급하고 있으나 이건 국내 개발사례가 너무 적다고 언급.

기술수준으로 해외대비 국방 드론은 89% 수준, 민간 드론은 65% 수준이며 주요구성품의 49%는 해외수입임을 지적(다만 어떤 식으로 판단한건진 언급 없음). 현재 국방비전2050과 연계된 드론 발전 전략의 문서등을 검토시 국방드론 소요는 총 71가지이며 이중 무기체계는 39개, 전력지원체계는 33개임(드론을 71가지 도입한단 소리가 아니라 드론 관련 각종 사업을 이야기하는 것).

향후 기술적 발전방향으로는 약간 뜬금 없을지 모르지만 정밀 정찰 및 GP, GOP 감시를 용이하도록 곤충형, 조류형 드론과 드론의 체공시간 연장을 위한 드론모함, 그리고 멀티코벝 드론의 표준화 규격을 통한 공통 플랫폼 개발을 제안하고 있음.

군사혁신 측면에서 본 warmate 자폭드론 도입과 운용체계 최적화 방안 연구(25.7)

저자는 여러명인데, 1저자는 한남대 박사과정인 양반이고 교신저자는 다른 한남대 박사과정 양반이며 참여저자로 육군대학 교육생과 3군단 표적관리과장이 참여함. 교신저자 메일주소가 dronebotworld라는 좀 기합찬 메일 주소임.

주요 내용은 폴란드로부터 도입한 warmate 자폭드론이 원래 목적하고 다르게 운용되고 있다는 내용이 주된 내용임.

폴란드산 자폭드론 워메이트는 탄두중량 1.4~1.8kg 순항속도 80km/h, 최대속도 150km/h임. 우-러전에서도 Sensor to Shooter 개념으로 전술제대가 이걸 센서로서 운용하다가 표적이 발견되면 바로 그 자신이 자폭하여 파괴하는, 어찌보면 흔히 알려진 배회형 자폭드론 방식임. 

논문은 우리나라가 한국-폴란드 방산교류 협력차원에서 2024년 도입한건 좋은데, 워메이트가 전술급 무기임에도 전략임무 중심의 드론사, 드론봇전투단 예하에 편성된것을 지적하고 있음. 소규모 전술부대용 무기를 전략부대에서 운용하니 설계목적과도 맞지 않아서, 일선부대가 작전중 마주친 표적을 파괴하는게 아니라 사전 계획에 따라 운용해야하는 상황을 지적함. 즉 일괄적으로 드작사에 포함시켰기에 유연한 운용이 제한됨. 

또 도입은 하였으나 정작 총수명주기를 고려한 통합군수지원 체계를 마련하지 않았음. 이는 단순히 수리, 정비 같은 지원은 물론이고 탄종에 따른 안전관리 체계나 이에 따른 법령 등에 대한 정비도 필요한데 이부분이 충분치 못하고 너무 단발성으로 도입한 점을 지적함.

이에 논문은 워메이트를 드작사에서 운용할게 아니라 아미 타이거 시범사단 대대에 자폭드론 전담 소대 편성을 적용할 것을 제안하며, Sensor to Shooter 개념을 극대화 하기 위해 기존에 정찰, 타격, 피해평가가 개별로 이뤄지는 것에 맞춰져 잇던 작전 체계를 한 번에 할 수 있는 것에 맞춰 작전 방식도 손볼 필요가 있다고 제안하고 있음. 마지막으로 군수지원체계를 정비해서 기왕 도입한 워메이트를 더 효과적으로 사용할 수 있게 해야 한다고 언급함.

지능형 소형무인기 기술개발 현황 -드론분야 국방과학기술 동향 및 민간기술 적용방안

국방과학연구소 1항공체계단 소속 저자가 쓴 논문인데....학술대회 발표 논문인데 초록만 있음. 요즈음은 학술대회들이 불친절하게 초록만 싣고 끝내는 경우가 많음. 초록상으로는 국과연이 개발중인 소형무인기 관련 기술 동향과 진행현황에 대한소개, 그리고 이것의 핵심소요기술인 소형경량 직접화, 정밀타격기술, 무인기 지상/공중 발사 기술, 인공지능 기반 자동화 및 군집기술을 접목한 단계적 친화형 기술개발 적용 등을 소개했다....라고 되어 있음.

한국형 소대급 소형 드론 개발 및 획득 방안(24.3)

저자는 국방과학연구소 정책기획부 및 육군본부 정책실 인원들임. 

우크라이나전의 드론 사례를 먼저 이야기하며 우리나라는 2018년부터 드론봇전투단을 창설했고 2023년에 드론작전사령부도 창설하였으나 정작 소대급 소형드론 도입에 대한 연구와 보급이 부족한 편임을 지적함. 그나마 2023년 아미타이거 시범전투 여단의 운용을 통해 소형 쿼드로터 드론의 효용성이 국내에서도 입증되었다고 보고 있음. 이후 논문의 주된 내용은 우크라이나전에서 주로 사용된 DJI 매빅3의 사레연구임. DJI는 실전에서 검증된 편이고, 상용드론이므로 우리군이 긴급도입할 수도 있지만 문제는 중국산 제품이기 때문에 보안등의 문제를 고려하면 우리가 직접 도입하긴 곤란함. 허나 국내 민간시장은 이미 DJI의 가격경쟁력 탓에 직접 육성이 어렵고, 다만 국방분야라면 고정 수요가 보장되므로 국내에서 이를 직접 개발하는 것이 가능하다고 보고 있음. 

이후 내용은 주로 DJI 드론을 통하여 소형 소대급 드론이 어떤식으로 개발되어야 할지를 살펴보는 내용임. 일단 기본 성능 및 제원은 실전에서 검증되었고, 민간에서도 많이 운용중이므로 접근성이 용이한 DJI 드론을 벤치마킹하는 것이 바람직하다고 보고 있음. 

위성통신도 언급하고 있는데, 드론 조종기는 와이파이나 USB를 통해 인터넷망에 연결하여 드론으로 획득한 영상이나 적 정보가 인터넷을 통해 지휘부까지 전송되는 점을 언급함. 다만 우크라이나 전에서 머스크가 일시적으로 스타링크를 꺼서 트롤링한 사례를 들고있음. 그렇다고 기존 구축된 TICN은 전송속도의 한계상 인터넷망처럼 영상정보를 주고 받기 곤란하므로 여러 우주 인터넷에 투자해야 한다는 식으로 언급하고 넘어감. 이외에도 배터리, 카메라, 무장투하용 파일런 기술 개발도 언급하고 있음.

파일런을 언급하면서 든 사례로, 우크라이나에서 DJI 매빅에 폭탄을 바로 매달아 사용하다보니 원래 드론 비행용 센서인 비전센서가 폭탄 때문에 가려서 오작동하는 사례를 들면서, 국산 소형드론을 개발하면 이러한 점을 고려하여 파일런을 개발하고 센서 위치도 감안해야 한다고 언급함.

한편 드론의 전개/이륙방식은 DJI를 그대로 따를 필요 없이 더 개선할 필요가 있다고 언급하는데, 상용 드론이야 긴급전개할 필요가 없지만 군은 드론을 펼치고 지상에 내려놓고나 손에 든 다음 다시 이륙하는데 시간을 쓸 필요 없이 급속전개가 가능한 발사시스템 같은 것도 연구해야 한다고 언급함.

또 군에서 대규모 운용을 위해선 교육프로그램이 필수 인데, 고가의 장비를 가지고 훈련을 시키면 당연히 훈련이 제한되고 훈련받은 병사도 위축될수밖에 없으므로 컴퓨터 시뮬레이터 개발이 병행되어야 한다고 제안함.

국방무인체계 소형드론의 운용 수명주기 설정에 관한 연구

한양대 기술경영전문대학원 박사과정인 저자와 호원대학교 교수가 작성한 논문임.

이건 국방 드론의 운용 수명주기를 몇 년으로 설정해야 하는가에 대한 논문임. 

군 입장에선 중요한 문제인데, 기존 무기체계는 일반적으로 최소 10년에서 15년 이상 운용을 감안하고 획득부터 훈련, 장기보관, 창정비나 폐기계획을 짜고 그에 맞춰 각정 수리부속품 확보 계획과 정비 인원을 확보하는데 소형드론은 기존에 없던 무기체계다보니 여기에 대한 사례연구조차 부족함(당장 우크라-러시아 전은 만드는 족족 써먹기 바빠서 장기보관이란 개념조차가 없어 보임).

일반적인 사용 드론의 수명주기는 짧은건 1, 2년, 긴건 5년 정도로 잡고있음. 논문은 비용적인 측면과, 실제 군 도입후 운용하는 시간(1천대를 도입한다고 1천대를 매일 운용하진 않을테니), 고장발생률 등을 감안시 약 3~5년 정도로 보고 있음. 반면 드론의 기술발전 속도를 감안시, 상용드론은 기술적인 측면에서의 수명은 약 3년으로 보고있음(3년 지나면 구식이 된단 소리). 하지만 실제 민간시장에서의 드론 수명주기는 1.5년 정도로 극히 짧고, 또 우크라이나-러시아전쟁처럼 실전이 격화되면 드론이 거의 소모품 취급이어서 수명주기가 없는거마 마찬가지가 될 수도 있다고 보고 있음.

논문은 여러 제한사항을 고려했을대 제작사 무상보증기간을 제외하고 약 5년 정도의 운용수명을 설정하는게 현실적이라고 결론을 내림. 다만 국내운용 경험이 부족한 상태에서 대부분 추론을 통해서 내린 결론이란 한계가 있다는 점을 스스로 지적함.

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뭐 뒤지면 더 나올텐데 늙은이라 이제 연달아 긴 글 빠르게 읽기도 지침...