도심 항공 모빌리티(UAM)는 자율주행차와 함께 미래 교통수단을 대변한다. 수직 이착륙이 가능한 덕분에 복잡한 도시에서 이동 효율을 극대화하고 기존 헬리콥터보다 안전하며 소음도 덜하기 때문이다. 시장의 기대 역시 크다. 미국 투자은행 모건스탠리는 2040년대가 되면 UAM 시장 규모가 약 1조 5천억 달러까지 성장할 것이라 전망했고, 전 세계 기업들은 시장 선점을 위해 관련 콘셉트를 적극적으로 선보이는 추세다.
UAM 활용 분야 중 하나로 에어 택시가 있다. 도시 상공을 활용하면 목적지까지 도달하는 데 거리와 시간을 비약적으로 단축할 수 있을 뿐 아니라 지상의 교통 체증을 겪지 않아도 된다는 장점이 있다. 무엇보다 온디맨드 모빌리티(on-demand mobility)를 구현할 수 있다. 즉, 지금의 비행기처럼 항공사 시간표에 이용자의 스케줄을 맞추는 것이 아니라 택시처럼 필요하면 언제든지 이용할 수 있다는 것이다.
[글] 박재희 에디터
UAM 특화 기술로는 분산전기추진기술(DEP: Distributed Electric Propulsion)이 있다. 하나의 배터리에서 생성하는 전기에너지로 여러 개의 로터를 돌릴 수 있는 시스템이다. 헬리콥터보다 작은 로터를 사용하고 독립적이기 때문에 소음이 20%가량 적으며 개별 로터에 문제가 생겨도 다른 로터가 대응할 수 있어 안전하다. 비행 상황에 따라 필요한 로터만 작동해 운행 효율성도 높다.
UAM 도입이 가속화되는 것은 전기자동차의 급격한 혁신 덕분이다. 항공기와 헬기의 복잡한 동력 장치 및 엔진은 전기모터로 대체되었고 무거운 기체를 띄울 만큼 고효율의 배터리도 개발되고 있다. 나아가 기체를 더욱 가볍게 해줄 전고체 배터리까지 양산을 바라보고 있어 UAM의 상품 가치는 더욱 높아질 전망이다.
이외에 자율주행 기반 비행 체계와 신소재, ICT, 국방 등을 아우르는 분야가 동반돼 개인 항공기는 첨단 기술의 집약체로 평가받고 있다.
전문가들은 2025~2027년에 처음 상용 서비스가 시작되고 2028~2030년쯤 수익실현도 가능할 것으로 전망한다. 오는 2030년대에는 자율비행 UAM을 타고 출퇴근하는 일상이 실현될 수도 있다.
국내에서는 한화, 현대차 등이 UAM 시장 진출을 선언한 상태다. 먼저 한화시스템은 UAM 개발 과정에서 자체 보유한 항공전자 및 ICT 기술력을 내세워 버티포트(정류장) 인프라 및 교통관리 서비스 등을 개발하고 있다.
한화에어로스페이스는 UAM 기체의 엔진 역할을 할 배터리 기반 전기추진 시스템을 맡고 있으며 향후 다양한 형태로 변화될 UAM 기체에 맞춰 수소연료전지 시스템을 배터리와 결합한 ‘미래형 하이브리드 전기추진체계’도 개발 중인 것으로 알려졌다.
한화는 올해 상반기 중 실물 크기의 무인 시제기 제작을 마칠 예정이다. 이후 각종 비행시험을 통해 항행 관련 기술 검증을 마치고, 2025년 국내 시범 운행을 시작한다는 목표를 밝혔다.
현대차는 이미 UAM 관련 콘셉트를 여러 차례 선보인 바 있다. 지난 2020년 공개한 S-A1 콘셉트는 조종사를 포함해 총 5명이 탑승할 수 있는 모빌리티다. 1회 충전 시 최대 약 100km를 비행할 수 있으며 최고 속력은 290km/h, 이착륙 장소에서 승객이 타고 내리는 5분여 동안 고속 배터리 충전이 가능하다.
현대차는 이처럼 UAM 개발에 있어 전기차 기술을 확보한 이점을 살리고 있다. 다만 운용 고도가 높아 절연이나 냉각 설계에 차이가 있고, 전자기 간섭이나 낙뢰 같은 요소에서 부품을 보호하기 위한 추가적인 설계를 고려해 개발 중이라는 입장이다.
특히 UAM은 자동차보다 이동 속도가 빠르기 때문에 더 먼 거리 물체와의 충돌을 대비해야 하고 도로의 보행자처럼 새 떼나 소형 드론과 같은 통제할 수 없는 비행 물체들에 대한 위협을 피해야 한다. 이를 위해 자동차의 충돌방지보조인 FCA(Forward Collision-Avoidance Assist)와 유사한 DAA(Detect and Avoid) 기술 등을 개발하고 있다.
도시의 지상과 공중이 연계된 모빌리티 혁명은 그 자체로 새로운 가치를 창출하는 동시에 산업 다방면으로 연쇄적인 발전을 가져올 것이다. 하지만 UAM의 상용화는 기술 개발만으로 실현되기 어렵다. 인프라와 서비스, 관련 제도, 그리고 안전기준 등이 갖춰져야 한다. UAM 시장은 아직 업계 1위가 없는 분야인 만큼 미래 시장 선점을 위해 적극적으로 움직일 필요가 있다.
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글 / 다키포스트
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