중국 연구진이 A4 용지 한 장보다 가벼운 태양광 구동 초소형 항공기를 개발해 1시간 비행에 성공했다. 초소형 항공기의 비행 시간이 통상 10분을 넘기기 어렵다는 점을 고려하면 이는 획기적인 성과로 평가된다.

국제학술지 '네이처'에 따르면, 치밍징 중국 베이항대 교수 연구진은 무게 4.21g, 날개폭 20cm인 태양광 초소형 항공기 '쿨롱플라이(CoulombFly)'가 1시간 비행에 성공했다고 발표했다. 쿨롱플라이는 기존의 가장 작은 태양광 항공기였던 무게 2.6kg, 폭 2m인 '쿼드콥터'보다 약 600배 가볍고 10배 작은 크기로, 무게를 줄이고 비행시간을 늘려 초소형 항공기의 한계를 극복했다는 평가를 받고 있다.

초소형 항공기는 10g 이하의 항공기로, 정찰, 통신, 수색 등 다양한 분야에 활용할 수 있다. 그러나 작은 크기와 가벼운 무게 때문에 비행시간을 늘리는 데 한계가 있었다. 무게가 7g인 초소형 항공기 '센티미터 쿼드로터'의 비행시간은 7분, 무게가 3g인 '델플라이 마이크로'는 고작 3분만 비행할 수 있다. 이들은 전자기 모터를 사용해 비행했지만, 크기가 작아질수록 모터의 효율도 떨어져 비행 간을 오래 유지하기 어려웠다. 태양전지를 접목한 연구도 있었으나, 크기를 줄이면 햇빛을 전기로 바꾸는 에너지 변환 효율을 늘리는 데 한계가 있었다.

연구진은 태양전지의 무게와 부피를 줄이고 에너지 효율을 늘리는 기술을 개발했다. 태양전지 소재로 주목받는 갈륨비소(GaAs)를 얇은 박막 형태로 만들어 무게를 줄이고 에너지 변환 효율을 높였다. 이렇게 제작한 태양전지는 햇빛을 최대한 받도록 항공기 상단의 프로펠러에 가려지지 않는 하단에 부착했다. 

또한 프로펠러의 효율도 개선해 다른 초소형 항공기보다 전력 효율을 2~3배 높였다. 자연광 조건(제곱미터 당 약 920와트의 빛)에서 실험한 결과, 쿨롱플라이는 1초 이내에 성공적으로 이륙했고 성능 저하 없이 1시간 비행을 지속했다.

치밍징 교수는 "궁극적인 목표는 모기 정도의 크기와 무게를 갖추고 날개폭이 1cm 미만인 초소형 항공기를 만드는 것"이라며 "초소형 항공기에 소형 센서를 부착하면 재난 수색 작업, 통신, 군사 정찰 임무도 수행할 것으로 기대한다"라고 밝혔다.

쿨롱플라이의 성공은 초소형 항공기의 상용화 가능성을 높였다는 점에서 큰 의미가 있다. 이 기술은 재난 현장에서의 신속한 수색 및 구조 작업, 통신 네트워크 확장, 정찰 및 감시 임무 등 다양한 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대된다. 또한, 초소형 항공기의 발전은 환경친화적인 에너지 활용 방안을 제시함으로써 지속 가능한 미래 기술 개발에 기여할 수 있다.

초소형 항공기는 현재 다양한 연구와 개발이 진행 중이다. 그러나 쿨롱플라이의 성공은 특히 태양광을 이용한 초소형 항공기의 가능성을 입증한 중요한 사례로 남을 것이다. 이 연구는 미래의 초소형 항공기 개발에 있어 중요한 기준이 될 것이며, 다른 연구자들에게도 영감을 줄 것으로 보인다.