항우연 "2023년 개인용 항공기 선보일 것"
과기협 8일 '제3회 항공우주 과학미디어아카데미'
"돈 주고도 살 수 없는 UAM 기술···국내기술 확보해야 "

 

'Popular mechanics' 표지를 장식한 하늘을 나는 자동차. 10년 후 개발될 것이라 보도되었지만 지금까지 상용화되지 못한 상황이다. [사진=발표자료]
'Popular mechanics' 표지를 장식한 하늘을 나는 자동차. 10년 후 개발될 것이라 보도되었지만 지금까지 상용화되지 못한 상황이다. [사진=발표자료]
미래도시 상상도에 어김없이 등장하는 '하늘을 나는 자동차'는 1957년 매거진 'Popular mechanics' 표지를 장식하며 19세기 많은 사람을 설레게 했다. 곧 개발된다 말도 많았지만, 기술개발은 생각보다 더뎠다. 현실은 도로를 달리는 자동차에 머무르고 있다. 

하지만 우버의 에어택시 발표로 다시 관련 기술이 주목을 받고 있다. 한국항공우주연구원(원장 이상률)은 2023년까지 유무인 겸용 자율비행 개인용 항공기(OPPAV)를 선보이겠다고 발표했다. 전문가들은 관련 기술이 없어 막연했던 과거와 달리 기술이 진보돼 가능할 것으로 본다. 다만 원하는 곳을 마음껏 달리는 형식보다 셔틀 형식의 정해진 구간을 운전하는 비행체 '전기동력 수직이착륙 항공기(eVTOL)'가 우선 보급될 것으로 보고 있다.

한국과학기자협회(회장 이영환)는 8일 '제3회 항공우주 과학미디어아카데미(UAM 개발과 로드맵 현황)' 온라인 세미나를 개최하고 이 같은 내용을 공유했다. 발표자로는 이관중 서울대 항공우주공학과 교수와 황창전 한국항공우주연구원 개인 항공기 사업단장이 나섰다.

이 교수에 따르면 UAM(도심항공교통/모빌리티)은 초기 조종사가 같이 탑승하지만 경제성을 위해 자율비행을 해야 할 것과 정해진 루트를 달리게 될 것,  30km~50km의 운행이 가능한 기술이 되어야 한다고 강조했다. 이에 자유 이동을 해야하는 에어택시나, 도로를 달리다 하늘을 나는 플라잉카는 UAM에 속하지 않는다고 설명했다. 

모양과 형태는 기존 항공기보다 프로펠러가 많이 달리는 디자인이 다수다. 프로펠라 하나가 고장나도 추락하지 않아야하고, 날개 효율도 증가시키기 위해서다. 공항에서 도심으로 이동하는 방식이 상용화 가능성이 크다고 판단되며, 버스보다 빠르게 도착하기 위해 370km의 속도를, 짐을 많이 싣는 특성상 10인승은 돼야 서비스가 가능할 것으로 보인다. 우버는 사람 거주하는 곳에 뜨고 내려야 하는 특성상 소음을 50db 미만으로 보고있다. 

 
여러 기술이 필요하겠지만 이 교수는 가장 큰 허들로 배터리를 꼽았다. 이관중 교수에 따르면 도심에서 30분 이상 50km 서비스하기 위해 배터리팩 1개당 300wh/kg이상의 에너지를 가져야 하지만 현재 기술은 마치지 못하고 있다. 그는 "배터리 무게와 비용이 eVTOL의 40%를 차지하기 때문에 얼마나 경량화하고 저렴하게 하느냐가 UAM 실현에 가장 중요한 부분"이라고 설명했다. 또 그는 "항공기와 달리 1만대 정도를 생산해야 수지타산이 맞는다. 기존 생산법으로는 불가능한 부분이 있어 함께 연구돼야 한다"고 강조했다.

기술적 난제도 해결해야 하지만 두 연구자는 '사회적 합의'와 '인증' 등에 더 많은 시간이 필요할 것으로 봤다. 이 교수는 "관련 기술개발 업체 90% 이상이 스타트업으로 인증 경험이 없다. 항공기는 인증이 매우 중요하기 때문에 기술을 개발하더라도 인증에 시간과 비용이 많이 들어 어려움이 따를 것으로 보인다"고 말했다. 

황 단장도 "항공기를 개발해 상업적으로 판매하기 위해서는 최소 안전성을 담보 받아야 한다. 이를 위한 인증(표준감항증명, 형식증명)을 감항당국((미)FAA, (유)EASA, (한)국토부 등)으로부터 받아야 한다"며 "EASA에서는 상업 운송사업을 위해서는 치명 고장이 109 비행시간 중 1회 이하로 발생하도록 규정하고 있으며, 이를 설계에 반영하기 위해서는 다중화 등을 적용해야 한다. 뿐만 아니라 내추락성확보, 예비항속 시간 확보 등과 함께 중량증가 이슈를 극복해야한다"고 강조했다.
 

황창전 항우연 단장은 
황창전 항우연 단장은 내년 중반 1인승급 UAM을 목표로 연구개발을 진행 중이라고 밝혔다.[사진=유튜브 캡처]
◆ 국내 UAM 상황은? 

우리나라의 UAM산업생태계는 어떻게 진행 중일까.

황 단장에 따르면 국가가 선행해 연구개발하기 위해 선행기술사업이 착수된 상황이다. 2019년 4월 관련 산업 착수 이후 산학연관이 함께 K-UAM팀을 발족했다. 작년 6월 초 UAM 단계별 계획을 마련했으며 세부 기술개발 논의도 진행 중이다. 고속형 eVTOL핵심기술 중 하나인 틸트로터 무인기 연구개발역사를 가진 항우연이 주관기관으로 있다. 

항우연은 내년 중반 1인승급 UAM을 목표로 연구개발 중이다. 배터리를 장착하는 형식으로 목적지까지 자동비행하는 항공기를 준비하고 있다. 황 단장은 "1인승급 UAM를 스케일업하면 5인승까지 직접 적용 가능하다. 고흥항공센터에서 시험비행도 마친 상태"라고 말했다.

그는 "UAM기술은 외국에서 사고 싶어도 살 수 없는 기술이 될 수 있다. 아직 확정되지 않았지만, 국내 기업들이 국외에 의존하지 말고, 동 사업에서 개발·검증될 기술을 활용해 상용화 eVTOL을 개발하고, 표준감항증명을 통해 실제 상용화하기를 바란다"고 덧붙였다. 

항우연 개발 1인 항공기.[영상=항우연 제공]

 

고흥항공센터에서 시험비행 중인 자동비행하는 항공기.[영상=항우연 제공]

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