[UAM ②]도심항공교통 상용화 핵심 기술

많은 기업이 도심항공교통(Urban Air Mobility, 이하 UAM)의 상용화를 목표로 경쟁하고 있다. 본격적인 상용화는 2030년으로 예상되지만, 성장 가능성이 큰 UAM 시장을 미리 선점하기 위해서다.

UAM 상용화 전략을 논의하는 ‘미래 도심항공모빌리티 상용화 사업전략 및 추진방안 세미나’가 세미나허브 주최로 27일 상암 중소기업DMC타워에서 진행됐다. 황창전 한국항공우주연구원 UAM연구부 부장, 전정규 한화시스템 UAM사업전략팀 팀장, 차봉근 한국항공우주산업 팀장 등 전문가들이 연사로 참여했다.

UAM 구현할 핵심 기술, eVTOL

UAM 비행체는 기존 항공기와 다르게 활주로 없이 수직 이착륙해야하며, 도심을 비행하기 때문에 소음을 줄이고 탄소 배출도 없어야 한다. 또한, 기후 상황에 구애받지 않는 전천후 비행 능력, 안전성, 대량 양산이 가능한 생산성까지 요구된다.

모든 요구조건을 충족하는 핵심 기술이 eVTOL(electric Virtical Take-Off&Landing, 전기 동력 수직이착륙기)이다. 전기를 동력으로 사용해 탄소 배출이 없고, 활주로 없이 수직 이착륙하는 미래 비행체다.

‘수직 이착륙’하면 바로 떠오르는 헬리콥터와는 어떤 차이가 있을까. 일단 구조가 단순하다. 헬리콥터는 복잡한 기계 시스템으로 구성되는 반면, eVTOL은 전기 추진 시스템으로 비교적 간단한 구조다.

단순한 구조는 대량 생산과 직결된다. 현재는 개발 단계인 만큼 투자 비용이 크지만, 향후 양산 체제가 완성되면 비용은 줄어든다. 차봉근 한국항공우주산업 미래전략팀장은 “양산 물량이 많아질수록 생산 비용이 낮아져 50만 달러 이하가 될 것”이라고 전망했다.

소음도 적다. 헬리콥터는 대형 회전 날개‧엔진에서 큰 소음이 발생하지만, eVTOL은 작은 로터 여러 개를 전기 모터로 돌려 소음을 줄인다. 전정규 한화시스템 UAM산업본부 팀장은 “헬기보다 4~5배 조용하고, 100미터 고도 기준 약 55데시벨(dB)로 일상 대화와 유사한 수준”이라고 설명했다.

안정성도 확보할 수 있다. 기계적 결함이 발생하면 추락 위험이 큰 헬리콥터와 달리, 분산 추진 방식으로 로터를 각각 제어해 로터 하나에 이상이 생겨도 나머지 로터로 운행할 수 있다.

UAM은 짧은 거리만? 지역 연결도 가능

UAM은 최근 RAM(Regional Air Mobility, 지역 간 항공)까지 범위를 넓히고 있다. 가장 큰 차이는 운항 거리다. UAM은 100km 전후지만, RAM은 300~500km까지 운항한다. 장거리 운행인 만큼 6~10인승, 최대 19인승 기체도 개발되고 있다.

멀리 갈 수 있으면 활용 분야는 더 다양해진다. 도심지 교통 문제 해결을 넘어, 도서‧산간 지역의 접근성까지 개선할 수 있는 것이다. 전정규 한화시스템 UAM산업본부 팀장은 “UAM뿐 아니라 고정익 형태의 RAM을 함께 개발하는 업체가 많다”고 말했다.

또한, UAM 자체도 서비스 거리가 짧지 않다고 강조했다. “한화가 개발 중인 eVTOL은 주행 거리 170km정도로 예상하고 있다”면서, “개발업체는 원거리를 빠르고 효과적으로 갈 수 있다는 장점을 극대화해야 한다”고 힘주어 말했다.

시장 경쟁력 확보하려면…양산, 자율비행, 운영 기술 필요

자율비행은 UAM시장의 경쟁력 확보를 위한 핵심이다. 조종사 인건비를 줄이면서 승객을 추가할 수 있기 때문이다. 차봉근 한국항공우주산업 미래전략팀장은 “자율비행을 얼마나 빠르게 확보하는 지가 중요하다”고 강조했다.

양산 능력도 갖춰야 한다. 열가소성 소재, 탄소섬유 복합재 등 신소재를 개발하고, 자동차 공정처럼 ‘찍어낼 수 있는’ 공법을 개발해야 한다.

단순히 다른 지역을 연결하는 UAM 시스템은 경쟁력이 없다. 다른 교통수단과의 흐름을 연결하는 고도의 운영기술도 필요하다.

차봉근 한국항공우주산업 미래전략팀장은 “운영 플랫폼 뿐 아니라 버티포트의 충전 시설, 기체 유지보수, 주변 시설 등 광범위한 인프라 구축이 향후 경쟁력이 된다”면서, “버티포트는 주변 인프라와 연결한 복합몰 형태가 될 것”이라고 전망했다.