• 대학교재 > 공학계열 > 기계공학

2018/1 자연과학/공학 73위 | 현재 자연과학/공학 76위 |

반디앤루니스 리뷰

드론을총체적으로이해할수있는책!

몇년전만해도드론에대해들어본사람은드물었다. 들었다해도대부분공상과학소설이나테크노스릴러소설을통해서드론의대강만알았을뿐이지실제지식은없었다. 이처럼대부분사람들이전혀몰랐던드론이불과몇년만에언론의집중적인관심의대상이되었다.
오늘날드론은전세계의하늘을날고있으며최근에는예전보다더욱유행하고있다. 우리는신문, TV, 영화, 스포츠행사에서드론을보고있고, 조만간드론이우리가쇼핑한물건들을배달해줄수도있다.
현대의전쟁에서가장중요한신개발품중하나가무인항공기(UAV), 더일반적으로알려진이름으로는드론이다.드론은자율적으로비행하거나원격조종으로비행할수도있다. 드론의배치로지구전역에서전쟁의방식이완전히바뀌었다. 드론은전투를위해사용될뿐아니라사진, 지도작성, 경찰업무, 배달, 수색과구조, 기상학과등과같이일상업무를위해서도아주다양하게사용된다.
이책은무인항공기의역사를탐구하고드론의작동원리가진화해온과정, 그리고오늘날사용중인가장잘알려진군용및민간용드론의특징을설명한다. 치명적인무장드론인 MQ-9 리퍼와장시간체공기인 RQ-4 글로벌호크에서부터손으로던져서이륙하는소형드론인크롭캠과레무스자율무인잠수정에이르기까지다양한종류의드론에대해다룬다.
이책은 220장의사진과도판을통해군용및민간항공분야의최신드론에관해흥미롭고이해하기쉽게쓴이야기다.

출판사 리뷰

군용에서 민간 드론까지, 우리 곁으로 성큰 다가온 최신판 드론 안내서!

일반인들은 거의 알지 못했지만 놀라울 만큼 많고 다양한 사용자들이 꽤 오랫동안 드론을 운용해왔다. 군사용 외에도 연구 목적이나 환경 감시를 위해 드론을 사용해 왔다. 지금은 개인 사용자가 오락용으로 상용 드론을 꽤 저렴한 가격에 살 수도 있다.
그렇지만 드론이 원격으로 작동하는 항공기라는 발상에는 전혀 새로운 것이 없다. ‘드론’이라는 단어가 대중적인 어휘로 등장하기 오래 전부터 사람들은 원격 조종 항공기와 헬리콥터를 날렸고, 무선 조종 자동차 경주를 하였다. 항상 성공을 거두지는 않았지만 여러 해 동안 원격 조종 무기가 사용되어 왔다.
‘드론’에 대해 예외 없이 적용할 수 있는 정의를 내리는 것은 매우 어렵다. 이론적으로 원격 조종 항공기는 원하는 방향으로 똑바로 수평을 유지하며 날게 할 때는 모두 드론처럼 조종할 수 있다. 이때는 운용자가 조종 장치에서 손을 놓아도 항공기는 스스로 갈 수 있다.
오늘날의 드론은-군용이나 상업용, 또는 오락용 및 기타 모든 유형의 드론-무에서 갑자기 만들어진 것이 아니라는 것을 알 수 있다. 오늘날의 드론은 당시 가능한 기술을 이것저것 사용해서 초보적으로 실험하고 임시방편으로 이용했던 시기를 지나, 필요한 기술을 이용할 수 있게 되면서 정교한 시스템으로 개발된 최종 결과물이다. 이 기술 중 많은 부분은 드론 운용을 위해 특별히 만들어진 것이 아니라 다른 분야로부터 채택하거나 변경하여 적용되었다.
이제 드론 기술은 성숙한 분야가 되었으므로 미래의 시스템 개발은 적어도 몇몇 특정한 분야에 특화될 것 같다. 새롭고 더 나은 드론 기술 개발을 통해 돈을 벌 수 있다는 것이 입증되기 전에는 미래 기술 개발은 가능하지 않았지만, 앞으로는 다를 것이다.
드론이 다양한 응용 분야에서 점점 더 보편화되어 가면서 새로운 질문이 제기되고 있다. 무인 항공기에 무기를 탑재하는 것이 윤리적인가? 또는 누구에게나 자기가 원하는 곳에서 카메라를 탑재한 드론을 날리는 것을 허용할 것인가? 국가 안보에는 어떤 영향을 미치는가? 사생활에 대해서는? 드론으로 촬영한 영상은 법원에서 증거로 받아들여질 수 있는가? 도시 지역에서 잠재적인 위험성을 지닌 비행 기계의 운항을 규제하기 위해 어떤 법규를 제정해야 하는가?
‘드론 혁명’이라 부를 만한 일시적인 사건은 없었다. 대신 카메라와 레이더 같은 장비가 더 저렴해지고 가벼워지고, 동력 시스템의 출력과 지속 시간이 늘어남에 따라 드론의 능력은 점진적으로 확대되어 왔고 이는 앞으로도 계속될 것이다. 이미 몇 가지 인상적인 능력이 이용 가능해졌고 관련 기술이 입증되었으므로 이 추세는 단순히 이어지는 정도가 아니라 가속화될 여지가 확실시된다.
이 책은 군용·민간용 무인항공기에서 무인잠수정에 이르기까지 드론에 대해 폭넓게 다루고 있다. 특히 220장의 각종 사진과 도판을 통해 이해하기 쉽게 다루고 있어 드론에 관심 있는 사람들에게 도움을 줄 수 있을 것이다. 이 책이 드론 마니아 여러분의 많은 궁금증을 해소하고 호기심을 충족시킬 것을 기대한다.

“흔히 드론으로 알려진 무인항공기는 2차 세계대전, 베트남전, 걸프전, 이라크·아프가니스탄전 등을 거치며 괄목할 만한 발전을 해왔다. 이라크·아프가니스탄전에선 알카에다·탈레반 지도자들을 제거하며‘소리 없는 암살자’로 공포의 대상이 됐다.
드론은 이제 피자를 배달하거나 택시 역할까지 하며 민간 부문에서도 광범위하게 활용되고 있다.
드론은 북한의 핵·미사일 위협으로 안보위기를 맞은 우리에게도 북한에 대해 비교 우위를 갖는 역비대칭 전력으로 주목을 받고 있다. 북한 미사일 발사 움직임을 조기에 탐지하거나 이를 제거하는 데 활용될수 있기 때문이다.
이 책은 군용·민간용 무인항공기에서 무인잠수정에 이르기까지 드론에 대해 폭넓게 다루고 있다. 특히 220장의 각종 사진과 도판을 통해 이해하기 쉽게 다루고 있어 드론에 관심 있는 사람들에게 도움을 줄수 있을 것이다. 이 책이 드론 마니아 여러분의 많은 궁금증을 해소하고 호기심을 충족시킬 것을 기대한다.”
- 유용원(조선일보 군사전문기자)

개관
몇년전만해도드론에대해들어본사람은드물었다. 들었다해도대부분공상과학소설이나테크노스릴러소설을통해서드론의대강만알았을뿐이지실제지식은없었다. 이처럼대부분사람들이전혀몰랐던드론이불과몇년만에언론의집중적인관심의대상이되었다. 우리는세계의분쟁지역에서일어난드론공격과드론감시에대한이야기를접하는중이며, 상업적으로는소포나심지어피자를배달하는드론에대해듣고있다.<6쪽>

군용드론
현대전은전통적인전장이아니라 4차원전투공간에서일어나는것으로묘사되어왔다. 처음접할때는아주이상하게들리는개념이지만, ‘전투공간’이라는개념은전통적인규범을무용지물로만들어버리는변화하는환경에서비롯되었다. 지상또는해상의전투는항공자산이탑재하고있는전자장치와무기의영향을받기때문에지휘관은지형과날씨이외에공역과전자기파스펙트럼에대해서생각하여야만한다.<42쪽>

초장시간체공정찰드론
전략적정찰은타국의국경안에서또는매우먼지역에서무엇이일어나고있는지에대해매우유용한정보를제공할수있다. 비밀리에진행되는군사적준비를사전에경고하거나주최국정부가비밀로유지하기를원하는프로젝트를폭로할수있다. 여기에는외국인의출입이차단된지역에서새로운무기시스템을시험하는일부터화학무기설치또는핵무기프로젝트와같은불법적인생산시설을만드는일에이르기까지, 다양한영역이포함된다.<116쪽>

장시간체공정찰드론
다른군사기술과마찬가지로무인항공기설계자는새로운기술이나장치를구현할때, 능력향상과발생하는비용및위험요소사이에서균형을잡아야한다. 잠재적으로는우수한시스템이지만당장은기대성능을내지못하는무인항공기는주문을받지못할경우개발자에게큰손실을입힐수있다. 마찬가지로, 매우높은성능을가진무인항공기는적절한범위를보장할만큼충분한수량을사기에는너무비싸거나, 심지어어떤경우에는갖추고있는능력이무엇이든간에견본한대구매하기에도너무비싸서많은사용자들이그것을살형편이안될수있다.<128쪽>

중거리정찰드론
중거리드론은절대적인능력을줄이는대신상대적으로작은크기를얻는다. 이로인해휴대가더쉽고적들이탐지하기는더어려워지게된다. 그렇다고이것이항상유용성이떨어진다는것은아니다. 작은무인항공기는양력이작고탑재장비를위한공간이작으므로큰드론과같이다양한장비를탑재할수없지만, 기술발전에따라작은공간에서도많은작업을수행할수있다.<144쪽>

회전날개드론
회전날개항공기는정확성과제자리비행능력면에서장점이있지만이러한장점은종종느린속도와체공에들어가는상당한동력소모량만으로도상쇄된다. 회전날개항공기는고정날개항공기보다운항고도가훨씬낮다. 고정날개항공기가여전히충분한양력을얻을수있는고도에서도회전날개항공기는공기가너무희박해서자신을지탱할수없기때문이다. 일반적으로같은성능을가진회전날개항공기보다고정날개무인항공기를만드는것이더저렴하고간단하며, 대부분의임무에서일반항공기가탑재중량과항속시간면에서유리하다.<158쪽>

수송및다목적드론
아마추어들은전술에매료되지만전문가들은물류에목숨을건다는말이있다. 보급이없다면어떤군사적노력도서서히멈출수밖에없다. 일상적인작전에만종사하는경우에도군대는엄청난양의음식, 군화, 의류, 도구및유지관리부품을비롯하여끊임없이교체해야하는온갖종류의잡다한품목들을소모한다. 현대의모든군대에는‘이빨’에해당하는전투부문을지원하는기다란‘꼬리’부문이있다.<168쪽>

소형정찰무인드론
소형정찰무인드론은기본적인센서배열을사용하여전술정찰을수행하도록설계되었다. 물론소형드론으로얻을수있는것은제한적이지만, 이는많은사람들의접근을허용하는적은비용으로보상될수있다. 무인항공기에탑재된카메라는상당한이점을주는데, 가시선시계를막고있는혼잡한지형에서대반군작전을수행할때특히그렇다.<176쪽>

순항미사일
다수정의에따르면순항(크루즈) 미사일은드론의한형태다. 전형적인미사일의경우추진시스템이나관성에의해하늘높이떠있게된다. ‘순항미사일’이라는용어는그런방식이아니라항공기운항원리에따라미사일이날아간다는데서나온것이다. 순항미사일의경우수직안정판은안정판이자동시에조종면이고, 날개는양력을공급한다. 이구조에서는항력이생성되어미사일을감속시키는반면엔진에서나오는추력은미사일을앞으로밀게만들어위로뜨기보다날아가게하므로, 미사일은훨씬더적은연료로공중에떠있을수있다.<194쪽>

비군사용드론
군대밖에서무장드론을실제로적용할수는없지만, 드론이지닌다른능력들은다양한산업분야에서유용하다. 가장기본적이고저렴한기능중하나인카메라또는열센서를탑재할수있는무인항공기의능력은다양한분야에응용된다. 그러나카메라가장착된드론이외딴지역으로들어가서당사자가공표를원하지않는사진을찍는데사용된다면, 이는논란의소지가있다.<202쪽>

나사(NASA)의드론
미항공우주국(NASA)은다양한용도로무인항공기를이용한다. 종종승무원들은위험을무릅쓰고실험용항공기에탑승하기전에원격조종또는자동비행으로시험하는데, 어떤탐사개념은너무나위험해서드론이유일하게안전한선택일수있다. 그러나일부드론은전혀다른이유로사용된다. 무인항공기는승무원의항속시간을훨씬상회하는기간동안하늘에머무를수있어원칙적으로항속시간에구애받지않고관측할수있다.<208쪽>

농업및야생동식물드론
강에서삼각주의확산을감시하는것처럼야생동식물이나자연현상을연구하는과학자들은항공사진이매우유용하다는사실을알고있다. 항공사진은지상에서수행하는매우길고때로는위험한원정없이특정지역의영상을얻는유일한방법일수있다. 더욱이야생동식물이무리지어오는사람들을피할수도있으므로지상탐험은어떤경우에도그다지좋은관찰방법이아닐수있다.<216쪽>

수중드론
수중환경은위험수위가높은곳이다. 얕은물이라해도잠겨있는바위나조수, 해류같은위험요소는항상존재한다. 지나가는배가잠수부를위험에빠뜨릴수있으며야생동식물도문제가될수있다. 상어나오징어에의해습격당할가능성은일반적으로상상하는것보다적지만, 야생생물이잠수부를곤란에빠트릴가능성은항상있다. 호기심많은생물은실제로골칫거리가될수있고지나가는물고기떼조차시야를방해하거나느닷없이위기를초래할수있다.<220쪽>

실험용무인항공기
항공학은실험을수행하는위험한분야이다. 물론지상차량도충돌하고선박역시가라앉을수있지만, 고도가높고빠른속도에서시스템고장이나통제상실이일어나면아마도생존하기가훨씬어려울것이다. 모형과풍동(공기흐름이미치는영향을시험하기위한터널형인공장치)으로도많은실험을할수있지만, 일단비행시험이시작되면지면위상당한높이에서충분히빠르게움직이는일을달리피할방법이없다. 그러므로실험중인항공기에서생기는문제는큰재앙으로이어지는경우가많고, 시험조종사는그들이감수하는위험때문에매우존경받는다.<230쪽>

우주드론
우주공간은인간이상상할수있는가장위험한환경이다. 우주선은지구의그림자를드나들때번갈아강렬한태양의열에노출되거나진공의추위에노출된다. 실제로우주선이직사광선에노출될경우우주선의양쪽에는엄청난온도차이가발생할수있다. 태양복사는감압을초래할구멍을발생시킬가능성과함께또다른심각한위험요소이다. 어떤작업이든원격으로수행할수있다면, 특히우주에사람들을전혀보내지않고수행할수있다면우주비행사들을위험에덜노출시킬것이다.<236쪽>

개관

군용 드론
도입
전투 드론
초장시간 체공 드론
장시간 체공 정찰 드론
중거리 정찰 드론
회전 날개 드론
수송 및 다목적 드론
소형 정찰 무인 드론
순항 미사일

비군사용 드론
도입
미 항공 우주국(NASA)의 드론
농업 및 야생 동식물 드론
수중 드론
실험용 무인 항공기
우주 드론
미래

용어해설
색인