주간국방논단 발행처 한국국방연구원 발행인 한홍전 편집인 김종탁 www.kida.re.kr 제1626호(16-29) 2016년 7월 4일 미래 군수지원능력 향상을 위한 드론 활용 방안 이지형 국방부 장비관리과 홍록지 한국국방연구원 국방운영연구센터 미래 군수지원환경은 전방위적 군수지원을 요구하지만, 군수지원인력의 감축과 장비유지비 증가로 인한 예산과 인력 제약으로 요구능력과 지원능력 간의 격차가 발생될 수 있다. 이러한 군수지원환경을 고려할 때 드론의 도입 활용은 군수지원능력을 높일 수 있는 효과적인 대안이라고 판단된다. 현재 상용 드론의 성능은 낮지만 관련 산업의 발전 속도로 판단할 때 상용 드론은 근시기에 군의 요구성능을 충족 할 것으로 보인다. 그리고 향후 인력 감축에 대처하기 위해서나 위험한 임무 등에 드론을 투입한다면 인 력 감축에 따른 공백을 채우고 인력 손실을 예방할 수 있다. 또한, 드론의 도입 활용으로 군수품 재고수 준을 낮추고, 드론의 낮은 운영유지비는 예산의 효율적 운용에 도움을 줄 것이다. 그뿐만 아니라, 적시 적소의 군수지원으로 사용자의 만족도 제고와 군수지원능력 향상에 기여할 것으로 예상된다. 앞으로 드론의 도입을 위해서는 무엇보다 안정성과 보안성이 확보되어야 한다. 상용 드론의 기체 성능에 군용 드론의 암호화 및 보안 기술이 접목되고 제도적인 장치까지 구축된다면, 군수분야에서 드론의 핵심 역 할을 기대할 수 있을 것이다. 미래에는 북한의 국지도발과 비정규전 등 한반 도 전 지역에서 도발이 발생될 것이고, 이에 따른 군수지원 범위도 확대될 것으로 예상된다. 국방 개혁의 방향은 병력 위주의 군사력에서 첨단 무기체 계 기반의 정예화된 군사력으로 전환하는 계획이다. 앞으로 군수지원인력이 더욱 감소된다면 이로 인해 군수지원능력이 약화될 수도 있다. 또한, 군에 도입 되는 첨단 무기체계의 정비유지비 상승과 군수지원 (02490) 서울시 청량리우체국 사서함 250호 Tel: (02) 967-4911 Fax: (02) 961-1171 구독문의 KIDA Press Tel: (02) 961-1888, 1229 e-mail: kpdp@kida.re.kr
주간국방논단 제1626호 예산의 압박이라는 두 가지 요인은 군수지원능력을 제한시키는 원인이 될 것이다. 이러한 미래 군수지원환경에 직면한 문제들을 해결 할 수 있는 대안으로 새로운 기술의 드론(Drone)이 대두되고 있다. 최근 드론은 민간에서 판매하거나 연 구개발 중이며, 여러 산업에서 활용 방안이 구상되고 있고, 성공한 실험 사례도 많아지고 있다. 초기 시도 임에도 불구하고, 제법 현실적인 단계까지 진입했다 는 것을 확인할 수 있다. 아직까지 상용 드론을 군에 바로 도입하기에는 그 성능이 떨어지지만, 드론에 대 한 관심 증대와 관련 기술의 발전으로 가까운 시기에 군의 요구성능에 도달할 것으로 예상된다. 본고에서는 미래의 군수지원환경과 국방개혁 방향 을 분석하여 위협요인을 도출하고, 드론의 활용 방안 과 도입 시 보완 방안을 제시하고자 한다. 발생한 이슬람국가(IS)의 프랑스 파리 테러는 국가적 분쟁을 넘어 전 세계 어디에서든 테러가 발생될 수 있음을 보여주고 있다. 이에 한반도 전 지역에서 테 러나 전쟁이 발생할 가능성을 고려할 때, 휴전선 전 방 위주의 집중적인 군수지원능력보다 더 광범위하 고 동시적인 군수지원능력이 요구될 것이다. 국방개혁은 병력 위주의 군사력에서 첨단 무기체계 를 운용하는 정예화된 군사력으로 전환하는 방향으 로 추진되고 있다. 이에 감소되는 군수지원인력은 민 간자원의 활용으로 채우고, 보다 효율적인 운영으로 군수지원능력을 높이는 계획을 갖고 있다. 2) 그럼에도 불구하고, 군수지원인력의 감소는 군수 단위조직의 기능을 저하시킬 수 있다. 그러므로 군수 기능의 효 율을 높이더라도 민간자원의 활용이 제한된 분야에 대해서는 인력 감축에 따른 공백을 채우는 방법이 필 요할 것이다. 앞으로 국방예산의 압박은 점차 심화될 것으로 판 2 미래의 군수지원환경 미래의 한반도에 영향을 미치는 외부적 위협과 국 방개혁 추진 방향을 분석하여 향후 군수분야에서 드 론의 필요성을 분석하겠다. 동북아 국가의 군비경쟁 속에 북한의 군사위협과 초국가적 위협이 증대됨에 따라, 휴전선 접적지역에 서의 북한 도발뿐만 아니라 한반도 전구 전 지역에 대한 대비가 필요하다. 일본의 평화안전법제 통과 와 한반도 주변국의 군사력 증가, 영유권 분쟁 등 불 안정성과 불확실성은 증가되고 있다. 또한, 북한은 연평도 폭격과 비무장지대(DMZ) 지뢰 도발과 같은 무력도발을 하면서 대화와 협력을 요청하는 화전양 면 전술과 위장평화 공세를 지속할 것이다. 1) 지난해 단된다. 최근 5년간 국방비 평균 증가율은 4.8%이며, 동기간 방위력개선비는 4.7%로 증가되고 있으나, 군 수지원비 중 장비유지비는 3.8%로 상대적으로 낮은 증가율을 보이고 있다. 방위력개선비와 장비유지비 의 증가율 격차가 지속된다면 장비 운영유지에 큰 제 약으로 작용될 것이다. 3) 또 군의 도입 무기체계는 점점 고가화 첨단화될 것 이다. 이에 따라 정비능력 확보 애로와 수리부속 단 가의 상승으로 인해 적정 재고를 확보하기 어려울 것 이며, 군의 정비지원의 한계로 장비유지비가 증가될 것이다. 따라서 첨단 무기체계의 도입으로 군의 전투 능력은 증대되지만, 장비유지비의 압박이라는 문제 점이 야기될 것으로 판단된다. 한반도 전 지역에 대한 군수지원 증대 필요성에도 불구, 군수지원예산 압박이라는 여건 속에서 군수지
KIDA Defense Weekly 원인력의 감축은 요구능력과 지원능력 간의 격차를 낳을 수 있다. 현 업무를 효율화하고 능력을 배양하 더라도, 근본적인 해결 방안이 없으면 그 격차를 해 소하는 것은 한계가 있다. 그렇지만, 민간에서 도입 또는 실험하고 있는 드론은 군수분야의 그 격차를 해 소시킬 수 있는 해결 방안이 될 수 있을 것이다. 상용 드론 현황 및 군수분야 드론 도입 가능성 상용 드론 현황 드론은 무인항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)의 별칭으로 조종사가 탑승하지 않고 지정된 임무를 수행할 수 있도록 제작한 비행체이다. 무인항 공기가 벌이 윙윙거린다 는 모습에서 드론이라고 <그림 2> 미국 공용 및 상용 드론 사용 추세 전망 상용 구분, 운용 목적, 비행고도 등이 있다. 국토교통 부는 비행체 무게를 기준으로 150kg 이상을 무인항 공기, 150kg 이하를 무인비행장치로 구분하고 있다. 국내 항공법 에서 상용 드론은 모두 신고해야 하고 비상용인 경우에는 12kg을 초과하는 무인비행장치 에 대해서 신고하도록 규정하고 있다. 6) 무게를 기준 불리기도 한다. <그림 1>에서 보듯이, 4) 드론은 비행 으로 분류하고 있으나, 드론의 발전과 시장이 확대되 체만 지칭한 것이고, 지상통제소(GAS)와 제어시스템 을 모두 포함하여 무인항공시스템(UAS: Unmanned Aerial System)이라고 한다. 5) 드론을 분류하는 기준에는 무게, 이착륙 방식, 군용 면 세부적인 분류와 규정의 보완이 필요할 것이다. 본고에서는 무인비행장치와 무인비행기를 구분하지 않고 드론이라고 통칭하겠다. 초기의 드론은 군용 목적으로 개발되어 발전되어 <그림 1> 무인항공시스템(UAS) 체계도 왔다. 현재까지는 군용 드론시장이 상용 드론시장보 다 크지만, 최근 상용 시장이 급속하게 성장하고 있 으므로, 빠른 시일 내에 상용 시장의 규모가 군용 시 장 규모를 넘어설 것으로 판단된다. 또한, 미 공군에 서는 자국 농업에서 드론의 잠재성장률을 높게 판단 하고 있다. 현재의 판매 추세와 향후 시장성을 고려 할 때, <그림 2>에서 볼 수 있듯이 2020년대 후반부 터 상용 드론이 공용 드론을 역전할 것으로 예측하 였다. 7) 대형 우주항공업체에서 생산한 군용 무인기와 신생 3
주간국방논단 제1626호 <표 1> 대형 우주항공업체와 신생 중소기업의 드론제품 현황 중소기업의 상용 무인기를 비교하면 성능과 단가의 차이가 크다. 한국 공군이 도입할 예정인 글로벌 호 크는, <표 1>에서 알 수 있듯이 8) 9,300만 달러로 고가 이지만, 중국 DJI사가 판매하는 팬텀(Phantom)은 1,300달러로 저가이다. 글로벌 호크는 28시간 비행 을 지속할 수 있고 고고도에 운용이 가능하고 첨단 영상레이더와 전자광학, 적외선 감시 장비 등을 갖추 어 그 성능이 상용에 비해 월등하다. 상용 드론은 제 품별로 차이는 있지만, 운용시간은 약 1시간 내외로 운용반경은 약 20km 내외이다. 군수분야에서 활용할 수 있는 성능을 보유한 드론의 가격은 매우 고가이 지만, 관련 산업의 발전과 판매시장이 활성화되면 대량생산으로 판매가격도 낮아질 것으로 예측된다. 세계의 유명 기업들은 <그림 3>에서 보는 바와 같이 드론을 개발하여 상용서비스 실험에 성공하고 있다. DHL사는 2014년 9월 자체 개발한 파슬콥터(Pacelcopter) 로 약 1.36kg 의약품을 독일 해안 12km 떨어진 섬에 배송하였으며, 미국은 2015년 7월 플러티(Flirtey)사 의 헥사콥터를 사용하여 3.7km의 거리를 약 4.5kg의 의약품을 배송하는 데에 성공하였다. 지금까지 미 연 방항공청(FAA: Federal Aviation Administration)은 상용 드론 사용에 우려를 표명하였지만, 결국 플러티 사의 시범서비스 실험을 허락하였다. 또한, 구글과 페이스북은 인터넷 사용이 어려운 지역에 무료 인터 넷 제공을 위해 무인 태양광 드론 업체를 인수하였 다. 군수분야 드론 도입 가능성 아직까지 상용 드론을 군에 도입하기에는 운용시간 과 운용반경 등 그 성능이 떨어진다. 반면, 군용 드론 4 <그림 3> 세계 기업들이 개발한 드론
KIDA Defense Weekly 은 임무 수행에 충분한 성능을 보유하고 있지만, 장 비가격이 고가이고 유지비가 높다. 이러한 여건을 고 려할 때 군수분야에의 드론 도입은 시기상조라고 판 단되고 있다. 그럼에도 불구, 군수분야에 드론을 도입하는 방안 에는, 군용 드론의 양산으로 적정 가격대에 도입하는 방안과 상용 드론의 발전으로 군의 요구성능을 충족 할 때 도입하는 방안이 있을 수 있다. 그리고 비행체 는 상용을 활용하고 탑재 통신 및 보안 기술은 군용 기술을 접목하여 군수분야에 활용하는 방안도 생각 해 볼 수 있다. 현시점에서 미래 시장을 예측하여 대안을 결정하는 것은 어렵다. 그렇지만, 상용 드론은 이에 대한 관심 증대와 관련 기술의 발전으로 가까운 시기에 군 요구 성능에 도달할 것으로 예상되므로 상용 드론의 도입 가능성은 점점 더 커질 것이다. 비행신고 등의 비행준비시간이 소요되지만, 드론은 상대적으로 빠른 시간에 준비가 가능하며, 도서지역, 해상의 함정, 작전 수행 중인 특수부대에도 군수품을 지원할 수 있을 것이다. 둘째, 인명 손실 위험이 높거나 넓은 지역에 업무가 흩어져 있는 상황 등에 드론을 활용한다면 투입 인력 을 줄이고 인력 손실을 방지할 수 있다. 예를 들어, 높 은 지대에 위치해 있는 레이더 및 방공포와 같은 장비 관리 업무와, 유해가스 유출 지역 및 화생방 오염 지 역에서 위험물질을 검사하고 제독하는 업무는 사고 발생 가능성이 높고 위험에 노출되어 있어 업무 담당 자의 생존성을 낮게 한다. 이러한 상황에 드론을 활용 한다면, 드론은 임무 수행이나 사고 발생 방지에 효과 적인 대안이 될 수 있다. 그리고 단순 반복적인 업무 와 활주로 및 탄약고와 같은 넓은 지역의 시설물관리 업무를 수행하기 위해서는 많은 인력이 필요하지만, 인력 확보도 어렵거니와 장기간 투입 시 효과적인 결 과를 얻는 것도 한계가 있다. 이러한 업무 수행 환경 군수분야의 드론 활용 방안 및 효과 현시점에서 군수분야에 드론을 도입하는 것은 기술 적 제도적 한계가 있다. 그러나 이러한 한계를 극복 한 시점에는 드론이 미래의 군수지원환경에서 분석 한 여러 위협에 대비하고 군수지원능력 향상에 중요 한 역할을 할 것으로 기대되며, 활용 방안 및 효과를 몇 가지 제시해 보고자 한다. 첫째, 긴급한 군수품 수송에 드론을 활용한다면 군 수지원의 신속성을 높일 수 있을 것이다. 유인항공기 를 이용할 경우 조종사와 항공기가 모두 가용 상태에 있어야 하고, 활주로가 필요한 고정익 항공기는 활주 로 접근성에 한계가 있다. 조종사 및 항공기의 준비, 에 드론을 활용한다면, 드론은 감소되는 인력의 공백 을 채워 주는 해결책으로 검토될 수 있을 것이다. 셋째, 유인항공기 운용으로 높은 비용이 들거나 군 수품 지원의 지리적 제약이 있는 수송분야에 드론을 활용한다면 비용 절감도 가능하고 지리적 제약을 극 복할 수 있을 것이다. 유인항공기는 임무 수행에 들어 가는 유류비와 유지비 등 높은 비용이 들지만, 드론은 초기 투자비 이후에 인건비의 절감, 연료비의 절약으 로 경제성이 높다. 그리고 군수품 지원의 지리적 제약 이 있을 경우 드론을 활용한다면 그 제약을 극복할 수 있다. 드론 활용으로 지리적 제약이 극복된다면 단순 한 수송수단 대체뿐 아니라 사용자 부대의 재고나 중 간 보급부대의 재고를 통합하여 중앙에서 지원해 주 는 체계가 구축될 수 있다. 통합된 중앙통제식 체계를 5
주간국방논단 제1626호 통해 사용자 부대의 재고를 감소시킴으로써 예산 투 자를 줄일 수 있을 것이다. 이와 같이 수송분야에 대한 드론의 활용은, 단순한 수송수단의 대체뿐 아니라 재고 위치, 분배 방법, 재 고수준을 결정하는 보급 통제 전반에 영향을 미칠 것 이다. 그리고 넓은 지역과 위험한 지역의 시설물과 장비 관리는 물론, 오염 지역의 업무 수행 인력 감축 에 의한 효율적인 인력운영과 위험성 감소에 기여를 할 것이다. 결과적으로, 첨단 무기체계의 도입과 군 수지원예산 압박이라는 변수를 해결해 주는 방안이 될 수 있을 것이라 판단된다. 드론의 안정성을 높이기 위하여 개발하고 있는 기 술은 충돌 회피 기술이다. 충돌 회피 기술은 수동적 회피 기술과 능동적 회피 기술로 분류된다. 지상에서 조종사가 화면이나 레이더를 통해 비행체를 관측하 여 충돌을 탐지하고 회피하는 지상 기반 충돌 회피 기술 은 수동적 회피 기술이고, 드론 자체에 센서를 장착하여 지상에서의 도움 없이 스스로 회피하는 탑 재 기반 충돌 기술 은 능동적 회피 기술이다. 현재는 지상 기반 충돌 회피 기술의 국내 특허 출원이 대다 수를 차지하지만, 향후 탑재 기반 충돌 회피 기술 개 발로 안전성은 높아질 것으로 기대한다. 9) 다음으로, 드론의 물리적인 사고 방지와 함께 보안 기술의 대책도 필요하다. 실제로 해군에서는 2012년 드론 활용 시 고려사항 지금까지 상용 드론 현황 및 군수분야에의 활용 방 안과 효과를 중심으로 살펴보았으며, 여기서는 드론 활용 시 고려해야 할 사항을 제시하고자 한다. 먼저, 군에서 드론 도입 시 추락과 같은 물리적 사고 발생 대책과 해킹을 대비한 보안기술 개발이 강구되 어야 한다. 민간에서도 보안사고를 방지하는 기술 개 발과 중요성에 대한 논의가 이뤄지고 있지만, 군은 민간보다 높은 수준의 대비가 필요하다. 드론의 물리적 사고는 기체의 결함, 외부 물체와의 5월 10일 오스트리아 쉬벨사의 드론 S-100을 시험 비행하던 중 북한발로 추정되는 GPS 재밍(Jamming) 10) 에 의해 드론의 GPS 수신 불능 사태로 추락하여, 외 국인 원격조종사 1명이 숨지고 한국인 2명이 다친 사 례도 있다. 2011년에는 미국의 드론 RQ-170 이 이 란 북부지역에서 발견되었는데, 이란 정부는 아프가 니스탄으로 향하는 드론을 스푸핑(Spoofing) 11) 공격 으로 자국에 착륙시켰다고 주장하였다. 12) 무인기는 유인기와 다르게 무선신호를 수신하여 조 정되거나 외부환경의 정보를 수신하여 운용되기 때 문에 외부 공격에 취약하다. <그림 4>에서 보면 무인 6 충돌, 공중에서 비행체 간의 충돌 등의 원인으로 발 생될 수 있다. 드론이 충돌하여 추락하게 되면 높은 고도에서 고속으로 이동되므로 넓은 지역에 피해를 줄 수 있고, 인명 피해, 지상의 시설물 손상, 드론 기 체의 파손을 발생시킬 수 있다. 그러므로 드론의 활 용성이 인정되더라도 안전성이 확보되지 않으면 도 입이 어렵다. <그림 4> 외부 공격에 의한 드론 피해 사례
KIDA Defense Weekly 기에 대한 공격은 해군 무인기 사고에서처럼 무인기 센서의 공격, UAV 통신링크와 GCS 통신링크의 상호 연결 지점의 공격, UAV 내부 시스템 간의 공격이 가 군용 드론의 암호화 및 보안 기술이 접목되고 제도적 인 장치까지 구축된다면 군수분야에서 핵심 역할을 기대할 수 있을 것이라 판단한다. 능하다. 13) 군용은 적기와 구분하기 위한 피아식별장 치와 GPS 교란에 대비한 관성항법장치를 탑재하고 전용 주파수 확보와 암호화된 로직의 개발로 해킹에 대한 방지기술이 필요할 것이다. 그리고 이러한 기술 적 고려사항뿐만 아니라 드론의 운용에 있어 조종사, 고도 제한, 항로 등과 같은 안전을 고려한 규정 및 제 도적인 장치를 마련해야 할 것이라 판단된다. 결언 향후 드론의 도입은 군수지원능력을 발전시킬 수 있는 효과적인 방안이 될 것이다. 아직 상용 드론의 성능은 낮지만 상용 시장의 대중화와 관련 산업의 발 전 속도로 판단할 때 가까운 시기에 군의 요구능력을 충족할 것으로 보인다. 미래에 드론의 활용을 통해 군수지원 업무를 적은 인력으로 수행할 수 있으므로, 향후 인력 감축에 따 른 공백을 채울 수 있으며, 위험한 임무에 투입하여 인력 손실을 예방할 수 있다. 그리고 신속한 지원을 기반으로 군수품 재고수준을 낮추고 통합적인 재고 관리를 가능케 하여, 예산을 보다 효율적으로 활용할 수 있을 것이다. 또한, 드론은 적소적시에 정확히 군 수지원을 하고 단순 반복적인 업무의 수행으로 사용 자 만족을 높이고 임무 수행 완벽성을 높여 군수지원 능력 향상의 토대가 될 것으로 예상된다. 앞으로 드론의 도입을 위해서는 무엇보다 안정성과 보안성이 보장되어야 한다. 상용 드론의 기체 성능에 1) 국방부. (2014). 국방백서. 2) 국방부. (2014). 국방개혁 기본계획(2014-2040). 3) 이혁수. (2015). 중장기 장비유지비 분석연구. 4) 박태규 외. (2015). 무인항공기 사이버 보안사고 사례와 보안 취 약성. 5) Wikipedia, drone. (검색일: 2015. 11. 20.) 6) 국토교통부. (2015. 5. 27.). 무인비행장치(드론), 이것만 지키 면 모두가 안전해요! 7) 미국 공군. (2013). Unmanned Aircraft System(UAS) Service Demand 2015-2035. 8) The Wall Street Journal. (2014. 6.27.). Drone Dogfight: Big Defense Firms vs. Techies. 9) 특허청. (2015. 7. 28.). 드론 사고 위험?, 충돌회피 기술이 책임 진다! 10) 재밍(Jamming)이란 인공위성이 드론 주위에 보내는 GPS 신호 보다 더 강력한 전파를 보내어 전자소음을 발생시켜 드론의 눈 과 같은 GPS 신호를 차단하는 것을 말한다. 11) 스푸핑(Spoofing)이란 암호화된 인공위성의 신호를 해독해 내 부 전산망에 침투하여 내부 정보를 빼내거나 전혀 엉뚱한 항법 정보를 입력시키는 방식을 말한다. 12) 박태규 외(2015). 앞의 자료. 13) 박태규 외(2015). 앞의 자료. 7
주간국방논단 제1626호 본지에 실린 내용은 집필자의 개인적 의견이며, 본 연구원의 공식적 견해가 아님을 밝힙니다. 최근호 및 차호 소개 제1624-1호 (6월 20일) : 무기체계 획득과 운영유지에 있어, 영국 의 가용성계약 적용 사례와 시사점 - 남기헌, 김성배, 추애지 - 제1624-2호 (6월 20일) : 국방 분야 민간지원 활용에 있어, 호주의 성과기반계약(PBC) 제도 분석과 시사점 - 장지홍, 김진호 - 제1625호 (6월 27일) : COBRA 모델을 이용한 공대공 무인전 투기의 운용개념 발전 및 개발 방향 모색 - 김종국, 변유진, 조봉재 - 제1626호 (7월 4일) : 미래 군수지원능력 향상을 위한 드론 활용 방안 - 이지형, 홍록지 - 차호 제1627호 (7월 11일) : 장비의 효율적 운영유지를 위한 의사결정지원체계 구축방향 - 이혁수, 진아연 - 저자 소개 이지형 국방부 장비관리과 JH212@mnd.mil 홍록지 한국국방연구원 국방운영연구센터 hongrj@kida.re.kr 8