재료硏 개발 연료전지 탑재 무인기 12시간 비행 성공

재료공정연구본부 항공우주재료실증센터 양철남 박사팀

국내 무인기 연료전지 중 최장…민수용으로 세계최고 수준

[창원=뉴시스]한국재료연구원(KIMS) 재료공정연구본부 항공우주재료실증센터 양철남 박사 연구팀이 개발한 1.2㎾급 연료전지를 탑재해 12시간 연속 비행에 성공한 KIMS 연료전지 추진 무인기.(사진=KIMS 제공) 2025.08.04. [email protected]

[창원=뉴시스]홍정명 기자 = 한국재료연구원(KIMS)은 재료공정연구본부 항공우주재료실증센터 양철남 박사 연구팀이 개발한 1.2㎾급 연료전지를 탑재한 무인기의 12시간 이상 공중 실증 비행에 성공했다고 4일 밝혔다.

이는 국내 기술로 개발된 무인기용 연료전지 동력원이 수행한 최장 시간 공중 비행 기록이며, 민수용 기준으로는 세계 최고 수준이라고 강조했다.

KIMS에 따르면 기존 무인기의 대부분은 일반 배터리를 사용해 에너지 밀도가 낮아 장시간 비행이 어렵고, 내연기관 엔진의 경우 장시간 운용은 가능하지만 소음과 진동, 배기가스, 낮은 효율 등 단점이 있었다.

그러나 이번 양 박사팀 연구 성과는 배터리의 한계를 뛰어넘으면서도 친환경적이고 효율적인 연료전지 동력원을 개발하고, 12시간 이상 체공이 가능한 전동 추진 무인기를 실현했다는 점에서 큰 의미가 있다.

연구팀은 1.2㎾급 연료전지 스택과 주변 장치를 통합한 연료전지 시스템을 자체 제작해 수소탱크 및 배터리와의 하이브리드 구성을 무인기에 적용했다.

이를 기반으로 진행된 시험 비행에서 해당 무인기는 총 755.6㎞ 거리를 12시간 이상 안정적으로 비행했다.

이번 무인기는 길이 3.7m, 윙스팬 7.6m급 복합재 고정익(fixed-wing) 기체로 제작됐으며, 자동항법 장치를 탑재해 이륙 후 전 구간을 사전 설정된 경로에 따라 안정적으로 비행했다.

[창원=뉴시스]한국재료연구원(KIMS) 재료공정연구본부 항공우주재료실증센터 양철남 박사 연구팀의 복합재 무인기 제작 및 지상 기체 공중비행 실험 준비 모습. (사진=KIMS 제공) 2025.08.04. [email protected]

또 기체 내 무게중심 설정, 연료전지와 배터리의 하이브리드 전원 구성을 최적화했고, 공중 수소탱크 압력 모니터로 비행 시간 예측 및 수소 탱크 잔량 확인을 통해 안정적인 장시간 운용에 성공했다.

연료전지를 사용하는 무인기는 소음과 진동이 적고 열 감지가 어려워 군용 정찰을 비롯해 장거리 항공 촬영, 해안선 및 내수면 감시, 대기환경 모니터링, 재난 현장 대응, 산업 인프라 감시 등 다양한 민수·군수 분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.

특히,산악 지형이 많은 국내에서 응용 가능성이 높다.

KIMS 양철남 박사는 "이번 연구 성과는 연료전지 동력원 무인기 기술을 10년 이상 축적해 온 결과로, 향후 액체수소 연료 및 고밀도 스택 개발을 통해 24시간 연속 비행도 실현하겠다"면서 "우리 기술로 개발된 연료전지 시스템이 국내 무인기산업 자립에 크게 기여하게 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이번 연구 성과는 한국재료연구원 기본사업으로 수행됐으며, 무인기 실증 비행 시험은 밀양드론연습장, 미르피아 비행클럽, 라이트모형, 밀양시청과 협업으로 진행했다.


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