한국전기연구원, 국내 최초 `드론용 발전기·전동기 기술` 독자 개발

이지영 한국전기연구원 전동력연구센터 박사가 국내 최초로 개발한 하이브리트 전기추진 무인항공기에 탑재되는 '축방향 자속 영구자석 발전기 및 전동기'를 보여주고 있다./한국전기연구원 제공/

미래형 배송 시스템이라 불리는 '드론 택배' 상용화를 앞당길 발전기와 전동기 핵심기술이 국내 연구진의 의해 개발됐다.

한국전기연구원(KERI 원장 최규하)은 27일 이지영 전동력연구센터 박사팀이 한국전기연구원 자체 연구비와 중소벤처기업부의 중소기업 기술개발 사업을 통해 '하이브리드 전기추진 무인항공기'에 탑재되는 '축방향 자속 영구자석 발전기 및 전동기'를 순수 국내기술로 최초 개발했다.

이번에 개발한 기술은 하이브리드 전기추진 시스템에서 엔진과 배터리, 프로펠러를 연결하는 핵심 부품인 '발전기'와 '전동기'다. 하이브리드형은 엔진과 배터리를 함께 활용하는 발전기와 전동기의 성능이 매우 중요하고, 항공기 특성상 최대한 가벼우면서도 높은 출력을 낼 수 있어야 더 무거운 물품을 가지고 하늘을 오랜 시간, 멀리 날아갈 수 있다. 그동안 전동기와 발전기는 수입에 의존해 왔으나 연구팀이 높은 수준의 비출력(무게 대비 출력)과 온도 안정성을 자랑하는 전동기와 발전기를 개발한 것이다. 이번에 개발한 발전기가 구현하는 출력은 5kW로, 기존 배터리 중심의 순수 전기추진 무인항공기와 비교를 한다면 30분 이내의 운영 시간을 약 2시간으로 확대할 수 있는 수준이다.

이번 기술은 비대면 시대를 위한 장거리 드론 택배로 활용이 가능하고, 특히 섬이나 험난한 지역에 빠른 물품 배송이 필요할 때 요긴하게 이용될 수 있다. 농업 분야에서는 농약을 뿌리는 드론으로도 이용할 수 있다. 이 밖에 전기자전거나 가정 및 공장의 소형 발전기로도 활용 가능하다.

이지영 박사는 "이번 성과는 무인항공기에서 가장 중요한 저소음, 안정성, 고비출력 특성을 반영한 발전기 및 전동기를 순수 국내기술로 개발한 것이다"며 "꾸준한 연구를 통해 사람이 탈 수 있는 수준의 100kW급 발전기를 3년 이내에 개발해 우리나라가 플라잉카 산업의 선두에 설 수 있도록 최선을 다하겠다"고 전했다.

연구팀은 기술에 대한 원천특허 출원을 완료했으며, 기술에 관심 있는 수요업체를 발굴해 드론용 발전기 및 전동기에 대한 사업화를 추진한다. 또이번에 개발한 축방향 발전기 및 전동기 외에도, 대량생산에 용이한 경방향 자속 발전기와 전동기도 연구하는 등 다양한 형태의 기술 개발을 통해 무인항공기 시장을 선도할 계획이다.

[창원 = 최승균 기자]

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