중국 연구팀이 마이크로파를 이용, 공중에 떠 있는 드론을 충전하는데 성공했다. (기사의 이해를 돕기 위한 AI 이미지)

[오토헤럴드 김흥식 기자] 드론의 가장 큰 제약으로 꼽히던 배터리 한계를 극복할 수 있는 기술이 현실화 단계에 접근하고 있다. 중국 연구진이 비행 중인 드론에 전력을 공급하는 실험에 성공하면서 장시간 체공 또는 사실상 ‘무제한 비행’ 가능성까지 제기된다.

중국 시안전자과학기술대 연구팀은 최근 마이크로파를 활용해 공중에 있는 드론으로 에너지를 전달하는 시스템을 시험했다. 지상 차량에 장착된 송신 장치가 전력을 발사하면 드론 하부의 안테나가 이를 받아 전기로 변환하는 방식이다.

이번 실험에서는 고도 약 15m에서 고정익 드론을 3시간 이상 띄워두는 데 성공했다. 특히 송신 장치와 드론이 동시에 움직이는 상황에서도 에너지 전달이 이뤄졌다는 점에서 기술적 의미가 크다.

다만 아직은 초기 단계다. 연구 결과에 따르면 실제 드론이 수신한 에너지는 전체 송신량의 일부에 불과하며 대부분의 전력이 손실되는 것으로 나타났다. 또 바람이나 위치 오차에 따라 전력 수신량이 크게 변동하는 문제도 확인됐다.

핵심 과제는 ‘정밀 추적’이다. 마이크로파를 정확히 드론에 맞추기 위해서는 GPS 기반 위치 제어와 비행 시스템 간의 긴밀한 연동이 필수적이다. 이 과정에서 발생하는 미세한 오차가 곧 효율 저하로 이어진다.

그럼에도 불구하고 기술 진화 속도는 빠르다. 전자기 에너지를 전기로 변환하는 기술은 이미 연구 단계를 넘어 상용화를 향해 나아가고 있으며, 다양한 국가에서도 유사한 연구가 병행되고 있다.

미국에서도 장거리 에너지 전송 기술이 개발되고 있다. 레이저를 이용해 수 km 떨어진 곳까지 전력을 전달하는 실험이 진행되는 등 공중 플랫폼을 활용한 ‘에너지 네트워크’ 개념이 점차 구체화되는 모습이다.

업계에서는 이러한 기술이 완성될 경우 드론 운용 방식 자체가 바뀔 것으로 보고 있다. 물류, 감시, 재난 대응은 물론 군사용으로 사용하는 드론이 착륙 없이 장시간 임무를 수행할 수 있게 되기 때문이다.

다만 상용화를 위해서는 효율 개선과 안전성 확보가 선결 과제로 꼽힌다. 현재 수준에서는 에너지 손실이 크고 외부 환경 변수에 민감해 안정적인 운영이 어렵기 때문이다.

전문가들은 “전력 공급 방식이 바뀌면 드론은 단순 장비를 넘어 ‘지속 운용 플랫폼’으로 진화할 것”이라며 “향후 항공 모빌리티 및 로봇 산업과의 결합 가능성도 주목할 필요가 있다”고 평가했다.

김흥식 기자/reporter@autoherald.co.kr

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