퇴역한 500MD의 대변신 ‘무인 헬기’

2012년부터 순차 퇴역한 ‘500MD’
재사용 가능성 검증…“1만시간 가능”
창 정비 통해 모든 노후 부품 교체
새 비행제어시스템·통신장비 장착
개발 5년 만에 ‘제자리 비행’ 성공대한민국 최초의 국산 항공기. 바람이 강하게 불면 흔들리고 높은 고도에선 비행성능이 떨어져 ‘똥파리’, ‘잠자리’로 불리기도 했던 그 헬기. 바로 500MD입니다. 1976년부터 국내에서 면허 생산되기 시작해 길게는 40년을 비행해 안정적인 운용능력을 보여줬지만, 한편에서는 ‘퇴물’ 취급을 받았던 기체입니다.

이 군용기의 맏형은 2012년부터 본격적으로 퇴출되기 시작해 일부는 전시관으로, 일부는 격납고로 뿔뿔이 흩어졌습니다. 1979년에 개봉한 ‘지옥의 묵시록’부터 2001년 ‘블랙호크다운’까지 수많은 전쟁 영화속에서 활약했던 그 헬기는 그렇게 잊혀지는 듯 했습니다.

그런데 500MD를 생산했던 대한항공이 7년 전 새로운 아이디어를 냈습니다. 500MD의 운용 가능 시간은 2만 시간인데, 폐기되는 기체의 실제 운용 시간은 7000시간 수준이라는 점에 주목했습니다.●“퇴역했지만…1만 시간 더 쓸 수 있다”그렇다고 무작정 노후화한 기체를 계속 운용할 순 없었습니다. 그래서 기체를 재정비해 ‘무인화’하는 방안을 추진하기로 했습니다. 2019년 500MD 무인화 사업의 첫 성과로 ‘제자리 비행’이 보도되기도 했습니다. 정비를 제대로 하면 ‘1만 시간’ 가량을 더 운용할 수 있다는 계산이 나왔습니다. 대한항공 연구진은 이 무인 헬기 개발 과정을 최근 한국항공우주학회지에 논문으로 냈습니다.무인화 연구는 처음부터 난관에 부딪혔다고 합니다. 항공기가 안전하게 운항할 수 있는지 여부를 ‘감항성’이라고 하는데, 이미 퇴역해 격납고에 들어가 있던 500MD는 감항성 인증이 불가능했습니다. 정비가 제대로 이뤄지지 않았기 때문에 감항성을 입증할 방법이 없었던 겁니다. 그래서 연구팀은 아예 핵심 부품을 다 뜯어 새 기체처럼 만드는 ‘창 정비’부터 시작했습니다.

엔진 부품 중 유효기간이 지난 일부를 교체하고 조종사가 탑승해 5.2시간의 기능점검비행을 했습니다. 엔진, 연료, 전기, 계기 계통의 작동 상태, 회전날개 균형을 점검해 이상이 없다는 것을 최종 확인한 다음 유인기 감항성을 확보했습니다. 일단 조종사가 탄 상황에선 문제없이 날 수 있도록 기능을 회복한 겁니다.

연구팀은 그렇게 어렵게 조립한 기체를 다시 뜯어냈습니다. 무게를 줄이기 위해 조종간과 관련 부품, 통신장비를 모두 제거했습니다. 그리고 무인화를 위한 비행제어시스템 장비, 데이터통신 장비, 추진계통 제어 장비, 비상용 배터리와 외부 안테나를 장착했습니다. 탑승자가 없어 유리창 대신 덮개를 장착했습니다.

●유무인겸용기 건너뛰어 개발과정 단축비행체의 무게중심을 맞추기 위해 조종사석과 부조종사석엔 ‘무게추’를 달았습니다. 원격 조종장치를 통해 각종 기기들이 명령에 따라 제대로 움직이는지 검사했습니다. 이렇게 기본 장비 세팅이 마무리됐습니다. 특별히 설계한 지상 구조물 위에 헬기를 올려놓고 회전날개 추력도 점검했습니다. 이렇게 긴 과정을 거치고도 헬기는 아직 지상에 있었습니다.더 큰 문제는 연구 1단계 과정인 ‘제자리 비행’이었습니다. 일반적으로 유인 기체의 무인화는 ‘유무인겸용기’(OPV) 과정을 거칩니다. 유명한 미국의 ‘MQ 프레데터’ 시리즈도 첫 개발 당시엔 비슷한 형태의 유인기를 만들어 조종 안정성을 검증했다고 합니다.

그런데 대한항공 연구팀은 개발기간을 단축하기 위해 OPV 단계를 과감하게 생략했습니다. OPV를 이용하면 개발이 완료된 뒤에도 불필요한 조종장치가 그대로 남아있어 공간활용에 불리하고, 심지어 장치들을 완전히 제거하기 어려운 상황에 놓이기도 합니다. 그래서 내부 공간을 최대한 확보하고 무게를 최소화하기 위해 조종장치를 완전히 뜯어낸 겁니다. 따라서 조종사가 탑승한 형태의 OPV 시험은 불가능했습니다.

그렇다고 무게가 1t이나 되는 무인 헬기를 작은 드론처럼 무작정 날려볼 순 없었습니다. 그러다 헬기가 지상으로 곤두박질치면 인명피해가 발생할 수도 있어 너무 위험했습니다.이에 연구팀은 기상천외한 기술을 동원했습니다. 회전날개 위에 ‘안전줄’을 연결시켜 크레인으로 공중으로 띄운 다음, 날개를 회전시켜보기로 한 겁니다. 무게 200㎏인 소형 헬기에 이런 방식을 적용한 적은 있어도 1t급 헬기에 적용한 것은 이번이 처음이었습니다. 심지어 무인기 동체가 아닌 회전 날개 위에 줄을 매단 방식은 사실상 세계에서 처음이라고 봐도 무방했습니다.

조종사는 5m 가량 공중으로 들어올려진 헬기를 외부에서 조종하면서 비행제어시스템을 점검했습니다. 그 뒤엔 바닥에 있는 헬기를 띄웠다가 다시 착륙시키는 연구를 수차례 진행했습니다. 이 연구가 끝난 뒤에야 무인기 개발을 위한 ‘특별감항확인서’를 받을 수 있었습니다. 그리고 2019년 30분 가량의 ‘제자리 비행’에 성공했습니다. 2014년 무인기 개발을 시작한 지 불과 5년 만이었습니다. 연구 기체엔 ‘KUS-VH’라는 새 이름이 붙었습니다.

●1t 헬기로 안전줄 시험…‘제자리 비행’도 성공왜 이미 개발된 무인 헬기를 사용하지 않느냐는 물음도 있습니다. 그러나 공격 헬기 도입 예산도 빠듯한 상황에서 무인 헬기에 막대한 예산을 쏟아붓기는 현실적으로 쉽지 않습니다.미국 해군이 도입하는 무인 헬기 ‘MQ-8C’는 순수 기체만 1대당 가격이 120억~150억원 규모로, 무장과 훈련, 연구개발비를 합하면 1대당 예산이 300억원에 육박할 것이라는 관측도 나옵니다. 반면 500MD 무인기는 기동비행과 임무비행 등 여러 과정이 남아있지만, 저렴한 비용으로 이미 능력이 검증된 기체를 재활용할 수 있다는 점에서 손해될 것이 없다는 분석이 나옵니다. 해상 경계 등에 활용할 경우 조종사 피로도는 낮추고, 향후 본격적으로 무인 헬기를 개발할 때 필요한 운항 데이터를 구축할 수 있어 큰 도움이 될 것이라는 전망도 있습니다.

물론 모든 개발이 성공할 것이라는 보장은 없습니다. 그래도 퇴역한 헬기가 다시 하늘을 날았다는 점만으로도 첫 발은 성공적으로 내디딘 것으로 봐야 할 겁니다.