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드론을 총체적으로 이해할 수 있는 책!

몇 년 전만해도 드론에 대해 들어본 사람은 드물었다. 들었다 해도 대부분 공상과학소설이나 테크노스릴러 소설을 통해서 드론의 대강만 알았을 뿐이지 실제 지식은 없었다. 이처럼 대부분 사람들이 전혀 몰랐던 드론이 불과 몇 년 만에 언론의 집중적인 관심의 대상이 되었다. 오늘날 드론은 전 세계의 하늘을 날고 있으며 최근에는 예전보다 더욱 유행하고 있다. 우리는 신문, TV, 영화, 스포츠 행사에서 드론을 보고 있고, 조만간 드론이 우리가 쇼핑한 물건들을 배달해 줄 수도 있다.

현대의 전쟁에서 가장 중요한 신개발품 중 하나가 무인 항공기(UAV), 더 일반적으로 알려진 이름으로는 드론이다. 드론은 자율적으로 비행하거나 원격 조종으로 비행할 수도 있다. 드론의 배치로 지구 전역에서 전쟁의 방식이 완전히 바뀌었다. 드론은 전투를 위해 사용될 뿐 아니라 사진, 지도 작성, 경찰 업무, 배달, 수색과 구조, 기상학과 등과 같이 일상 업무를 위해서도 아주 다양하게 사용된다.

이 책은 무인 항공기의 역사를 탐구하고 드론의 작동원리가 진화해 온 과정, 그리고 오늘날 사용 중인 가장 잘 알려진 군용 및 민간용 드론의 특징을 설명한다. 치명적인 무장드론인 MQ-9 리퍼와 장시간 체공기인 RQ-4 글로벌 호크에서부터 손으로 던져서 이륙하는 소형 드론인 크롭캠과 레무스 자율 무인 잠수정에 이르기까지 다양한 종류의 드론에 대해 다룬다. 이 책은 220장의 사진과 도판을 통해 군용 및 민간 항공분야의 최신 드론에 관해 흥미롭고 이해하기 쉽게 쓴 이야기다.

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 군용ㆍ민간용 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, 이라크ㆍ아프가니스탄전 등을 거치며 괄목할 만한 발전을 해왔다. 이라크ㆍ아프가니스탄전에선 알카에다ㆍ탈레반 지도자들을 제거하며‘소리 없는 암살자’로 공포의 대상이 됐다.
드론은 이제 피자를 배달하거나 택시 역할까지 하며 민간 부문에서도 광범위하게 활용되고 있다.
드론은 북한의 핵ㆍ미사일 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 군용ㆍ민간용 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)

[책속으로 추가]
순항 미사일
다수 정의에 따르면 순항(크루즈) 미사일은 드론의 한 형태다. 전형적인 미사일의 경우 추진 시스템이나 관성에 의해 하늘 높이 떠 있게 된다. ‘순항 미사일’이라는 용어는 그런 방식이 아니라 항공기 운항 원리에 따라 미사일이 날아간다는 데서 나온 것이다. 순항 미사일의 경우 수직 안정판은 안정판이자 동시에 조종면이고, 날개는 양력을 공급한다. 이 구조에서는 항력이 생성되어 미사일을 감속시키는 반면 엔진에서 나오는 추력은 미사일을 앞으로 밀게 만들어 위로 뜨기보다 날아가게 하므로, 미사일은 훨씬 더 적은 연료로 공중에 떠 있을 수 있다.[194쪽]

비군사용 드론
군대 밖에서 무장 드론을 실제로 적용할 수는 없지만, 드론이 지닌 다른 능력들은 다양한 산업 분야에서 유용하다. 가장 기본적이고 저렴한 기능 중 하나인 카메라 또는 열 센서를 탑재할 수 있는 무인 항공기의 능력은 다양한 분야에 응용된다. 그러나 카메라가 장착된 드론이 외딴 지역으로 들어가서 당사자가 공표를 원하지 않는 사진을 찍는데 사용된다면, 이는 논란의 소지가 있다.[202쪽]

나사(NASA)의 드론
미 항공 우주국(NASA)은 다양한 용도로 무인 항공기를 이용한다. 종종 승무원들은 위험을 무릅쓰고 실험용 항공기에 탑승하기 전에 원격 조종 또는 자동 비행으로 시험하는데, 어떤 탐사 개념은 너무나 위험해서 드론이 유일하게 안전한 선택일 수 있다. 그러나 일부 드론은 전혀 다른 이유로 사용된다. 무인 항공기는 승무원의 항속 시간을 훨씬 상회하는 기간 동안 하늘에 머무를 수 있어 원칙적으로 항속 시간에 구애받지 않고 관측할 수 있다.[208쪽]

농업 및 야생 동식물 드론
강에서 삼각주의 확산을 감시하는 것처럼 야생 동식물이나 자연 현상을 연구하는 과학자들은 항공사진이 매우 유용하다는 사실을 알고 있다. 항공사진은 지상에서 수행하는 매우 길고 때로는 위험한 원정 없이 특정 지역의 영상을 얻는 유일한 방법일 수 있다. 더욱이 야생 동식물이 무리지어 오는 사람들을 피할 수도 있으므로 지상 탐험은 어떤 경우에도 그다지 좋은 관찰 방법이 아닐 수 있다.[216쪽]

수중 드론
수중 환경은 위험 수위가 높은 곳이다. 얕은 물이라 해도 잠겨있는 바위나 조수, 해류 같은 위험 요소는 항상 존재한다. 지나가는 배가 잠수부를 위험에 빠뜨릴 수 있으며 야생 동식물도 문제가 될 수 있다. 상어나 오징어에 의해 습격당할 가능성은 일반적으로 상상하는 것보다 적지만, 야생 생물이 잠수부를 곤란에 빠트릴 가능성은 항상 있다. 호기심 많은 생물은 실제로 골칫거리가 될 수 있고 지나가는 물고기 떼조차 시야를 방해하거나 느닷없이 위기를 초래할 수 있다.[220쪽]

실험용 무인 항공기
항공학은 실험을 수행하는 위험한 분야이다. 물론 지상 차량도 충돌하고 선박 역시 가라앉을 수 있지만, 고도가 높고 빠른 속도에서 시스템 고장이나 통제 상실이 일어나면 아마도 생존하기가 훨씬 어려울 것이다. 모형과 풍동(공기 흐름이 미치는 영향을 시험하기 위한 터널형 인공 장치)으로도 많은 실험을 할 수 있지만, 일단 비행 시험이 시작되면 지면 위 상당한 높이에서 충분히 빠르게 움직이는 일을 달리 피할 방법이 없다. 그러므로 실험중인 항공기에서 생기는 문제는 큰 재앙으로 이어지는 경우가 많고, 시험 조종사는 그들이 감수하는 위험 때문에 매우 존경받는다.[230쪽]

우주 드론
우주 공간은 인간이 상상할 수 있는 가장 위험한 환경이다. 우주선은 지구의 그림자를 드나들 때 번갈아 강렬한 태양의 열에 노출되거나 진공의 추위에 노출된다. 실제로 우주선이 직사광선에 노출될 경우 우주선의 양쪽에는 엄청난 온도 차이가 발생할 수 있다. 태양 복사는 감압을 초래할 구멍을 발생시킬 가능성과 함께 또 다른 심각한 위험 요소이다. 어떤 작업이든 원격으로 수행할 수 있다면, 특히 우주에 사람들을 전혀 보내지 않고 수행할 수 있다면 우주비행사들을 위험에 덜 노출시킬 것이다.[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

개관
몇 년 전만해도 드론에 대해 들어본 사람은 드물었다. 들었다 해도 대부분 공상과학소설이나 테크노스릴러 소설을 통해서 드론의 대강만 알았을 뿐이지 실제 지식은 없었다. 이처럼 대부분 사람들이 전혀 몰랐던 드론이 불과 몇 년 만에 언론의 집중적인 관심의 대상이 되었다. 우리는 세계의 분쟁 지역에서 일어난 드론 공격과 드론 감시에 대한 이야기를 접하는 중이며, 상업적으로는 소포나 심지어 피자를 배달하는 드론에 대해 듣고 있다. [6쪽]

군용 드론
현대전은 전통적인 전장이 아니라 4차원 전투 공간에서 일어나는 것으로 묘사되어 왔다. 처음 접할 때는 아주 이상하게 들리는 개념이지만, ‘전투 공간’이라는 개념은 전통적인 규범을 무용지물로 만들어 버리는 변화하는 환경에서 비롯되었다. 지상 또는 해상의 전투는 항공 자산이 탑재하고 있는 전자 장치와 무기의 영향을 받기 때문에 지휘관은 지형과 날씨 이외에 공역과 전자기파 스펙트럼에 대해서 생각하여야만 한다.[42쪽]

초장시간 체공 정찰 드론
전략적 정찰은 타국의 국경 안에서 또는 매우 먼 지역에서 무엇이 일어나고 있는지에 대해 매우 유용한 정보를 제공할 수 있다. 비밀리에 진행되는 군사적 준비를 사전에 경고하거나 주최국 정부가 비밀로 유지하기를 원하는 프로젝트를 폭로할 수 있다. 여기에는 외국인의 출입이 차단된 지역에서 새로운 무기 시스템을 시험하는 일부터 화학 무기 설치 또는 핵무기 프로젝트와 같은 불법적인 생산 시설을 만드는 일에 이르기까지, 다양한 영역이 포함된다.[116쪽]

장시간 체공 정찰 드론
다른 군사 기술과 마찬가지로 무인 항공기 설계자는 새로운 기술이나 장치를 구현할 때, 능력 향상과 발생하는 비용 및 위험 요소 사이에서 균형을 잡아야 한다. 잠재적으로는 우수한 시스템이지만 당장은 기대 성능을 내지 못하는 무인 항공기는 주문을 받지 못할 경우 개발자에게 큰 손실을 입힐 수 있다. 마찬가지로, 매우 높은 성능을 가진 무인 항공기는 적절한 범위를 보장할 만큼 충분한 수량을 사기에는 너무 비싸거나, 심지어 어떤 경우에는 갖추고 있는 능력이 무엇이든 간에 견본 한 대 구매하기에도 너무 비싸서 많은 사용자들이 그것을 살 형편이 안 될 수 있다.[128쪽]

중거리 정찰 드론
중거리 드론은 절대적인 능력을 줄이는 대신 상대적으로 작은 크기를 얻는다. 이로 인해 휴대가 더 쉽고 적들이 탐지하기는 더 어려워지게 된다. 그렇다고 이것이 항상 유용성이 떨어진다는 것은 아니다. 작은 무인 항공기는 양력이 작고 탑재장비를 위한 공간이 작으므로 큰 드론과 같이 다양한 장비를 탑재할 수 없지만, 기술 발전에 따라 작은 공간에서도 많은 작업을 수행할 수 있다.[144쪽]

회전 날개 드론
회전 날개 항공기는 정확성과 제자리 비행 능력 면에서 장점이 있지만 이러한 장점은 종종 느린 속도와 체공에 들어가는 상당한 동력 소모량만으로도 상쇄된다. 회전 날개 항공기는 고정 날개 항공기보다 운항고도가 훨씬 낮다. 고정 날개 항공기가 여전히 충분한 양력을 얻을 수 있는 고도에서도 회전 날개 항공기는 공기가 너무 희박해서 자신을 지탱할 수 없기 때문이다. 일반적으로 같은 성능을 가진 회전 날개 항공기보다 고정 날개 무인 항공기를 만드는 것이 더 저렴하고 간단하며, 대부분의 임무에서 일반 항공기가 탑재 중량과 항속 시간 면에서 유리하다.[158쪽]

수송 및 다목적 드론
아마추어들은 전술에 매료되지만 전문가들은 물류에 목숨을 건다는 말이 있다. 보급이 없다면 어떤 군사적 노력도 서서히 멈출 수밖에 없다. 일상적인 작전에만 종사하는 경우에도 군대는 엄청난 양의 음식, 군화, 의류, 도구 및 유지 관리 부품을 비롯하여 끊임없이 교체해야 하는 온갖 종류의 잡다한 품목들을 소모한다. 현대의 모든 군대에는 ‘이빨’에 해당하는 전투 부문을 지원하는 기다란 ‘꼬리’ 부문이 있다.[168쪽]

소형 정찰 무인 드론
소형 정찰 무인 드론은 기본적인 센서 배열을 사용하여 전술 정찰을 수행하도록 설계되었다. 물론 소형 드론으로 얻을 수 있는 것은 제한적이지만, 이는 많은 사람들의 접근을 허용하는 적은 비용으로 보상될 수 있다. 무인 항공기에 탑재된 카메라는 상당한 이점을 주는데, 가시선 시계를 막고 있는 혼잡한 지형에서 대 반군 작전을 수행할 때 특히 그렇다.[176쪽]