수소 연료전지 기반 지능형 화생방 탐지 드론 개발
1. 선행연구
기존에 진행했던 배터리 기반 드론 프로젝트인 '지능형 소화드론'과 '지능형 농업드론'의 기술 내용 및 운용 개념을 레퍼런스로 삼아 본 개발에 착수했다.
필텍은 사전에 '소형 정찰드론', '농업드론' 등 다양한 선행연구를 수행한 이력이 있으며, 특히 필텍 주관으로 항우연, 청주대 등과 컨소시엄을 구성해 진행했던 '지능형 소화드론' 개발이 대표적이다. 화재 현장 탐지, 소화액 분사 등 기능적 요소에서 유사한 부분이 많아 두 프로젝트는 상호보완적인 관계 속에서 동시에 진행되었다.
필텍의 화생방 방호 드론은 센서를 기반으로 화생방 공격을 탐지하는 탐지 드론과 피독된 시설물의 제독을 수행하는 제독 드론을 하나의 편대로 구성하여 통합적인 작전 수행 능력을 갖추고자 했다. 특히 탐지 드론은 넓은 범위를 지속적으로 탐지하기 위해 장기 체공이 필수적이므로 수소 연료전지 파워팩을 적용했고, 제독 드론은 확인된 피독 시설물에 대한 임무 비행만을 수행하므로 배터리 기반으로 구성했다. 이를 바탕으로 기존 드론 프로젝트들의 기술 내용과 임무 비행 연구를 레퍼런스로 삼아 본 개발에 착수했다.
2. 수소 연료전지 파워팩 구성
화생방 탐지 드론은 넓은 범위를 지속적으로 탐지하기 위해 장기 체공이 필수적이므로 수소 연료전지 파워팩을 적용 했다.
화생방 탐지 드론은 넓은 작전 반경을 커버하고 지속적인 감시 임무를 수행해야 하는 특성상, 기체 중량, 탑재되는 임무 장비의 하중, 그리고 실제 전술 운용 개념 등을 종합적으로 고려하여 파워팩을 설계했다. 특히 장기 체공 성능을 확보하기 위해 3kW급 수소연료전지를 이용한 파워팩 시스템을 구축했으며, 고효율과 신뢰성을 검증하기 위해 싱가포르 SPECTRONIK社의 제품인 'PROTIUM-3000'을 직접 발굴하여 적용했다. 이로써 화생방 탐지 드론의 장시간 비행 능력을 극대화하고 안정적인 전력 공급 체계를 마련했다.
3. 기체 구조 설계
외부 전문 업체와 협력하여 기구 레이아웃, 사양, 그리고 수소연료전지 및 연료탱크의 최적 장착 위치를 총괄 설계했다.
기체 구조 설계는 외부 전문 업체와의 협업을 통해 진행했다. 성공적인 설계를 위해 드론의 전체적인 기본 사양과 제원 규격을 기획 및 정립했으며, 특히 핵심 시스템인 수소연료전지와 고압 연료탱크의 용량 및 규격 사양을 명확히 정의했다. 아울러 비행 시 기체의 무게 중심(CG)과 하중 분산을 고려하여 수소연료전지와 연료탱크의 최적 장착 위치를 도출하고, 외부 전문 업체와 긴밀히 조율하며 전체적인 기구 레이아웃 설계를 총괄·관리했다.
4. 기체 외부 디자인
기체 외부 디자인은 제품 디자인 전문 업체와의 긴밀한 협업을 통해 진행했다. 업체 선정 과정부터 주도적으로 참여하여 최적의 파트너를 선정했으며, 프로젝트 착수부터 최종 마무리 단계까지 전체 일정을 총괄 관리했다.
특히, 초기 단계에서 드론의 전술적 운용 목적과 특성을 분석하여 직접 구상한 디자인 초안을 전문 업체에 전달하고, 이를 바탕으로 구체적인 디자인 콘셉트를 확립했다. 이후 수차례의 실무 협의와 디자인 리뷰 과정을 거치며, 내부 메인 보드, 수소 연료전지 파워팩, 각종 센서 등 주요 부품과의 기구적 간섭을 면밀히 검토하고 최적의 배치 설계를 유도했다. 이러한 반복적인 협업과 피드백 루프를 통해, 기능적인 요구사항을 충족하면서도 시각적으로 차별화된 독창적인 최종 외관 디자인을 성공적으로 완성했다.
Flight Simulation
실제 야외 작전 환경을 가정하여 드론의 비행 형상과 전술적 운용 모습을 시각적으로 구현
Exterior Randering
기체 특성과 수소연료전지 파워팩 배치가 반영된 기체의 입체적인 외관 구조
Side View
비행 안정성과 유선형 설계를 극대화하기 위한 측면부 라인과 레이아웃
Front View
임무 장비와 기체 균형을 고려한 대칭형 구조 및 시각적 안정감을 강조