공과대학

국민대 KRONE, 전국 대학생 경진대회서 4개 상 수상... 미래 모빌리티 역량 입증

국민대 KRONE, 전국 대학생 경진대회서 4개 상 수상... 미래 모빌리티 역량 입증

국민대학교 (총장 정승렬) 공과대학 소속 무인항공기 제작 동아리 KRONE(크론) 학생들이 지난 8월 열린 두 차례의 전국 대학생 경진대회에서 총 4개의 상을 수상하며 무인항공기 설계·제작과 공학적 문제해결 역량을 인정받았다.

KRONE 학생들은 8월 21~22일 부산대학교에서 열린 「GNU-다쏘시스템코리아 CATIA 설계보고서 경진대회」에서 “우수상”과 “장려상”을 수상한 데 이어, 8월 28일 한국교통대학교에서 열린 「제8회 전국 대학생 캡스톤디자인 경진대회」에서도 “LIG Defense & Aerospace 캡스톤디자인상”과 “우수상”을 수상했다.

먼저 「GNU-다쏘시스템코리아 CATIA 설계보고서 경진대회」에서는 항공기의 임무와 요구조건을 바탕으로 기체 형상과 주요 구조를 설계하고, CATIA를 활용해 이를 구체화한 두 팀이 수상의 영예를 안았다.

GYU-LESS팀(윤상현 팀장, 김민서, 류채훈, 김민서, 문성준, 이기훈, 이담미, 이창형, 이채빈, 전지은, 조윤성, 진병규)은 ‘매립형 EDF 및 카나드-전진익 형상의 항공기 설계’를 주제로 “우수상”을 수상했다. 고받음각 비행에서의 안정성과 기동성을 높이기 위해 단발 매립형 전동 덕트팬(EDF)과 카나드-전진익 형상을 적용한 무인항공기를 설계·제작했으며, 선행 해석을 통해 전구동식 카나드의 배치를 결정했다. 특히 카나드에서 발생하는 와류를 활용해 고받음각에서 유동 박리를 지연시키고 양력을 유지하도록 설계했으며, Y자형 덕트와 추력편향노즐을 추진계통에 통합해 기체의 기동 성능을 높이는 데 주안점을 뒀다.

범 올라간다팀(민서빈 팀장, 권나은, 권나혜, 김도연, 백진우, 이시연, 조봄, 조승진, 최정완, 최준용, 최지흠)은 ‘CATIA를 활용한 무미익 카나드형 고정익 항공기 설계’로 “장려상”을 수상했다. 안정적인 비행과 정찰 임무 수행을 목표로 고정식 카나드와 크랭크형 주익을 적용한 무미익 항공기를 설계·제작했다. 카나드와 주익이 양력을 분담하고 엘레본과 윙렛 러더를 활용해 별도의 수직미익 없이 기체 자세를 제어할 수 있도록 구성했으며, 공력 간섭과 종안정성, 무게중심, 착륙장치 위치 등을 종합적으로 검토했다. 또한 후방 추진식 프로펠러와 LiDAR 기반 정찰 시스템을 적용해 비행과 정찰 임무를 동시에 수행할 수 있는 기체를 구현했다.

이어 항공우주시스템공학회가 주최한 「제8회 전국 대학생 캡스톤디자인 경진대회」에서도 KRONE 학생들의 무인항공기 및 미래 모빌리티 설계·제작 역량이 높은 평가를 받았다.

유니버셜 에어로팀(오승찬 팀장, 강민수, 김인정, 민건우, 박경준, 박창현, 백광렬, 신은철, 이지호, 이주연, 전세민, 정재현)은 ‘재난 대응용 틸트로터 eVTOL 수송기 설계 및 축소기를 통한 검증’을 주제로 ‘LIG Defense & Aerospace 캡스톤디자인상’을 수상했다. 재난 상황에서 항공기가 직접 착륙하지 않고도 물자를 전달할 수 있는 틸트로터 방식의 전기동력 수직이착륙기(eVTOL)를 제안하고 축소 기체를 설계·제작했다. 카본섬유-아라미드 허니콤 샌드위치 구조와 탄소섬유·유리섬유 복합재(CFRP-GFRP)를 적용해 기체의 경량화와 구조 강성을 함께 확보하는 데 중점을 뒀다. 기체 설계와 구조해석, 복합재 제작, 제어시스템 구축을 직접 수행하고 물자 하강 메커니즘을 구현했으며, 비행시험과 성능시험을 통해 재난 대응 시스템의 구현 가능성을 검증했다.

Epius팀(최승기 팀장, 강성재, 김남진, 김명준, 김민석, 김소영, 김태헌, 박준서, 은세형, 정우진, 한여령, 한재형)은 ‘UAM 목적 Hexa Full Tilt-Rotor 메커니즘 eVTOL 설계 및 축소기체 제작을 통한 비행실증 검증’을 주제로 “우수상”을 수상했다. 도심 교통 혼잡과 환경 문제에 대응하기 위한 도심항공교통(UAM)용 eVTOL 기체를 설계·제작하고, 6개 로터 전체가 기울어지는 ‘Hexa Full Tilt-Rotor’ 메커니즘과 파울러 플랩을 적용해 순항 효율과 저속 비행 안정성을 높이고자 했다. 실물 기체와의 동적·기하학적 상사성을 고려해 축소비를 결정하고 틸팅 각도와 플랩 전개 조건에 따른 전산유체역학(CFD) 해석을 수행했으며, 실제 비행시험을 통해 축소 기체의 수직이착륙과 호버링 성능, GPS 기반 비행제어 시스템의 안정적인 작동을 확인했다.

이번 수상은 학생들이 전공 과정에서 습득한 설계·구조·재료·제어 분야의 지식을 실제 항공기 개발 프로젝트에 종합적으로 적용했다는 점에서 의미가 크다. 특히 아이디어와 디지털 설계에 그치지 않고 직접 기체를 제작한 뒤 비행 및 성능시험까지 수행하며 공학적 설계의 전 과정을 경험했다는 점도 주목할 만하다.

KRONE 지도교수인 국민대 기계공학부 하창완 교수는 “이번 수상은 학생들이 전공에서 배운 지식을 실제 항공기 설계와 제작에 적용하고, 수많은 시행착오와 문제를 팀원들과 함께 해결하며 이뤄낸 값진 성과”라며 “학생들의 도전이 좋은 결실로 이어질 수 있도록 아낌없는 응원과 적극적인 지원을 보내준 국민대학교에도 깊이 감사드린다”고 말했다. 이어 “학교의 든든한 지원 속에서 학생들이 마음껏 도전하고 성장할 수 있었다”며 “이번 경험이 학생들이 앞으로 항공우주와 미래 모빌리티 분야를 이끌 공학 인재로 성장하는 소중한 밑거름이 되기를 바란다”고 덧붙였다.

KRONE은 국민대학교 공과대학 학생들을 중심으로 무인항공기와 미래 모빌리티를 직접 설계·제작하는 학술동아리다. 학생들은 항공역학, 구조역학, 기계설계, 제어공학 등 강의실에서 배운 이론을 실제 항공기 제작과 비행에 적용하고 있으며, 팀 단위 프로젝트를 통해 설계부터 제작·시험에 이르는 실무 중심의 공학 역량을 쌓고 있다.