소부대 드론 활용 방안에 관한 연구 : 軍 작전용 드론의 성능 기준 정립 중심으로 = Research on Drone Utilization in Small Unit

국문 초록 (Abstract)

소부대 드론 활용 방안에 관한 연구(軍 작전용 드론의 성능 기준 정립 중심으로)

송원대학교 휴먼산업대학원 군사학과 최승호

연구자는 드론 전력화 전, 軍내 조종 인력 구축을 위한 조종자 양성 과정의 교관 임무를 수행하고 현재는 고정익 무인기 운용 관련 임무를 수행하고 있다. 교관 임무 수행 간 접하게 된 Army TIGER 4.0 체계 및 유무인 전투체계의 개념과 이를 구현하기 위한 전투 실험용 드론의 수락 검사 및 전투실험 결과를 직·간접 경험하면서 드론의 성능 기준이 세밀하게 정립되지 않은 현실을 보며 ‘효율적인 드론 활용 방안’에 관한 연구를 위해서는 먼저 ‘드론의 성능 기준에 관한 연구가 선행’되어야 함을 느끼고 좀 더 체계적인 軍 작전용 드론의 도입을 위한 방안 제시를 통해 소부대 드론 활용의 효율성을 높이고자 본 연구를 시작하였다.
이 연구는 제4차 산업혁명 기술이 무기체계에 미치는 영향 및 한반도 지형과 기후의 특성, 인구 구조변화 등 우리가 당면한 드론 운용 환경에 대한 분석과 드론의 특성 및 군사 작전에서 드론 운용, 그리고 국내외 드론의 군사 목적 활용 사례 분석을 통해 軍 작전용 드론의 성능 기준에 관하여 고찰하였으며, 특히 소부대의 효율적인 드론 활용을 위한 軍 작전용 드론의 성능 기준 정립 방안을 세 가지 측면에서 제시하였다.
첫째, ‘소부대의 드론 운용 범위에 대한 재설정이 필요’하다. 이를 위해 Army TIGER 4.0 체계의 워리어 플랫폼 적용과 편성의 변화 등 먼 미래가 아닌 가까운 기간 내 진행될 우리 소부대의 변화를 분석하고 적 소부대의 편성과 편제 화기의 유효사거리 등을 고려하여 변화될 우리 소부대와 적 소부대의 교전 방식(전투 절차)을 고려하였으며, 유사시 다양한 가용 자산을 안전하고 효율적으로 운용하기 위해 운용 제대 및 임무 유형별 드론에 대한 고도 및 공간 분할 개념을 적용하여 소부대의 드론 운용 범위를 제시하였다.
둘째,‘드론의 전술적 운용을 위해 필요한 기본 요구 사양의 성능 기준을 정립’해야 한다. 일반 상용 드론과 달리 軍 작전용 드론은 목적의 특수성을 고려, 자연환경의 외적 요인을 극복하며 운용되어야 한다. 특히, 우천과 바람, 고온 및 저온의 기온을 극복할 수 있는 방수, 내풍, 방한, 방열 성능이 충족되는 드론이 전력화되어야 한다. 현장에서 지휘관이 자산을 어떻게 운용할 것인지에 대한 결심 전에 기상 등 기본적인 요인으로 운용 자체가 제한된다는 보고를 받아야 하는 현실적인 문제점을 해결하기 위해선 軍 작전용 드론의 기본 요구 사양에 대한 성능 기준 정립과 함께 모든 드론에 공통 적용이 필요하다.
셋째,‘유형별 임무 수행에 적합한 작전 성능 사양의 성능 기준을 정립’해야 한다. 향후 다양한 임무 유형의 드론이 대량으로 활용될 수밖에 없는 현실에서 군수지원 체계 등 효율적인 운용을 위해서는 지금이라도 운용 제대 및 임무 목적에 따른 ‘드론의 등급 구분과 표준화를 통한 모듈화 개념의 전력화가 추진’되어야 하며 그와 함께 ‘임무 유형별 임무 장비의 사양에 대한 성능 기준이 정립’되어야 한다. 軍에서 운용될 드론은 송수신(운용) 거리보다는 임무 장비의 성능이 중요하다. 例를 들어 대대급 감시정찰용 드론이 야간 임무 수행 간 인원에 대한 피아식별 및 무장 상태를 식별할 수 있는 거리가 100m도 안 된다면 활용 효과면에서 비효율적인 운용이 될 수밖에 없다. 이를 보완하기 위해 임무 유형별 목적에 적합한 임무 장비의 작전 성능 사양에 대한 성능 기준의 정립과 개선 방향을 제시하였다.
본 논문의 연구 결과로 정립된 성능 기준에 충족된 드론이 소부대에 전력화되면 소부대의 전투 역량은 상당히 강해질 것이다. 또한 현재 기술 수준을 고려한 성능 기준 정립으로 핵심 기술의 획득 및 적용이 단기간에 가능하여 조기 전력화된 드론을 통한 운용 경험 축적으로 도출된 문제점들에 대한 대안과 효율적인 드론 운용을 위한 세밀한 연구가 계속 진행된다면 이러한 노력은 지속해서 변해가는 전장 환경 속에서 드론이 전투 요원의 생존확률을 높이고 성공적으로 임무를 수행할 수 있는 계기가 될 것이며 향후 무인 전투체계가 완벽하게 구현되기 위한 기초를 다지는 데 도움이 될 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Research on Drone Utilization in Small Unit
- Focusing on the establishment of performance standards for military tactical drones -

Choi, Seung-Ho
Advisor : Prof. park, Gap Lyong
Department of Military Science,
Graduate School of Human Industry, Songwon University
Before utilizing drones as military power, the researcher has completed the duty as an instructor in the pilot training process to establish pilot manpower, and is currently on a mission related to the operation of fixed-wing unmanned drones. During the instructor mission, he had experienced the system of Army Tiger 4.0 and the concept of manned and unmanned combat system. He also experienced the acceptance test and results of combat experiments both directly and indirectly, during which he faced the reality where the performance standards for drones were not established in detail. Therefore, he felt that in order to study the efficient drone utilization method, the research on the performance standards should be preceded. This study was initiated to suggest a systematic plan for the introduction of drones for military operations.
This study first investigates the establishment of performance standards for military tactical drones based on the analysis on the application direction of the weapon system in the 4th Industrial Revolution, the environment of drone operation including geography, climate, and population structure in the Korean Peninsula. It also analyzes the characteristics of drones and operations for military purposes, and studies cases of military drone uses both domestically and internationally. In particular, the study presents plans to establish performance standards for military tactical drones for the efficient use of drones in small units from three aspects.
First, the range of drone operation in small units must be modified. To this end, changes that small units will experience in the near future, rather in the far future such as the application and organizing of the warrior platform of Army Tiger 4.0 system, were considered. In addition, the method of battle (combat procedure) with the enemy was considered since it varies depending on the formation of enemies and the effective range of common firearms. By applying altitude and space division based on the operation and mission type, the range of drone use in small units was set to maximize available assets in emergencies.
Second, basic requirement standards in accordance with tactical operation were established. Unlike general commercial drones, military tactical drone must be able to overcome external factors of natural environment for its specific purpose. In particular, drones that fulfill the requirements of waterproofing, wind resistance, cold resistance, and heat dissipation performance which allows them to overcome rain, wind, high and low temparatures should be used as military power. In order to solve the practical problem of the commander getting noticed that the operation itself is restricted due to basic factors as weather even before he decides how to manage the assets in the field, it is necessary to establish and apply basic requirments for all military tactical drones.
Third, operational performance standards for specific mission types must be established. Given that drones of various mission types will inevitably be used in large quantities in the future, the concept of utilizing drones as military power with classification and modularization based on operating battalion must be promoted, as well as the standards for specific performances of the mission equipment. For the drones that are to be used in the army, the performance level of mission equipment is more important than the distance of transmission and reception. For example, if the surveillance drones in the night mission can only identify the number of people and whether they are armed in less than 100 meters, it is an inefficient operation in terms of utilization effect. In order to solve the problem, this study suggests directions to establish and improve operational performance factors for mission equipment that can successfully complete the specific type of mission.
If a drone that fulfills the performance standards established in this research is utilized in a small unit, the battle capability will significantly increase. Furthermore, acquirement of key technology through establishing performance standards based on the current technology level and consistent scrutinization on the alternatives for problems derived from accumulated operational experience through early utilized drones and efficient operation of drones will increase the survival probability of combat agents and higher the battle capability to succesfully complete the mission in the battlefield environment; and it will provide groundwork for establishing standards for completely unmanned combat systems in the future.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 제 1 절 연구배경 및 목적 1
• 제 2 절 연구의 범위와 방법 4
• 제 3 절 선행연구의 검토 7
• 제 2 장 이론적 배경 및 분석틀 10
• 제 1 절 제4차 산업혁명 기술의 무기체계 적용 방향 10
• 1. 제4차 산업혁명이 무기체계에 미치는 영향 10
• 2. 무기체계의 효율적인 적용 방향 12
• 제 2 절 우리 軍의 드론 운용 환경 및 대비 16
• 1. 지형과 기후가 미치는 환경 16
• 2. 인구 구조 변화가 미치는 환경 18
• 3. 무인전투체계 구축간 드론의 대비 사항 22
• 제 3 절 드론의 이해 및 군사적 운용 범위 25
• 1. 드론의 유래 및 용어 정의 25
• 2. 드론의 특성 28
• 3. 군사 작전에서 드론 운용 31
• 제 4 절 연구 분석틀 35
• 1. 연구 수행 절차 35
• 2. 연구 모형 37
• 3. 軍 작전용 드론의 성능 기준 정립의 조작적 정의 38
• 제 3 장 드론의 군사 목적 활용 사례 분석 40
• 제 1 절 국내 사례 40
• 1. 북한의 무인기 활용 사례 40
• 2. 우리 軍의 드론 운용 사례 43
• 제 2 절 국외 사례 54
• 1. 돈바스 전쟁에서 드론 운용 사례 54
• 2. 美 육군 체계적인 경보병-로봇 중대의 개발안 55
• 제 3 절 소결론 63
• 제 4 장 軍 작전용 드론의 성능 기준 정립 66
• 제 1 절 소부대의 드론 운용 범위 66
• 1. 아군 및 적 소부대의 비교 66
• 2. 드론의 운용 범위 설정 67
• 제 2 절 소부대 드론의 성능 기준 71
• 1. 성능 기준 요건 정립 방향 71
• 2. 전술적 운용에 부합된 기본 요구 사양 72
• 가. 외적 요인 고려 요소 72
• 나. 내풍 성능 기준 73
• 다. 방수 성능 기준 74
• 라. 착빙 방지 성능 기준 75
• 마. 방한 및 방열 성능 기준 76
• 3. 임무 수행에 적합을 위한 작전 성능 사양 77
• 가. 작전 성능 고려 요소 78
• 나. 표준 및 모듈화 78
• 다. 방음 성능 기준 82
• 라. 감시 및 정찰 장비 사양 83
• 마. 공격 장비의 사양 85
• 제 3 절 기타 성능 기준 정립 과제 91
• 1. 드론 운용의 효율성 증대를 위한 기능 91
• 2. 전장 가시화의 극대화를 위한 사방 영상 활용 방안 93
• 3. 공격 드론의 제한사항 극복을 위한 방안 95
• 제 5 장 결 론 99
• 참고문헌 103
• Abstract 107