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[지식정보] 글로벌 플라잉카 상용화

관리자
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`플라잉카` `에어택시` 등으로 알려진 개인용 항공기(PAV. Personal Air Vehicle, 개인항공기)가 미래 도심형 이동수단 이다. 2019.06월 기준으로 전 세계에서 개발 중인 eVTOL(ectric powered vertical takeoff and landing. 전기수직이착륙) 항공기는 약 130종이며, PAV 전체로는 300종 이상이다. 현재 시장에 가장 빨리 나올 것으로 예상되는 PAV2023년 서비스를 목표로 하는 미국 우버 에어택시 `우버 엘리베이트`.

 

미국 기업들이 연구개발 중인 대표적인 모델들은 테라푸지아 TF-X, Joby S2, TriFan 600, Celera 500L 등이다. 보잉사와 에어버스도 플라잉카를 만들고 있다. 조만간 상용화에 돌입한다. 일본도 지자체를 중심으로 플라잉카 시대를 준비하고 있다. 2018년 말 플라잉카 로드맵을 마련한 일본 정부는 기술개발, 인프라 정비 등 상용화 준비를 하고 있다.

 

플라잉카는 농업·환경·운송 등 타 산업과 융합해 파급효과가 커질 전망이다. 우리 정부도 하며 투자 계획을 구체화하고 있다. 2019년 무인이동체 미래 선도 핵심기술개발 사업 시행계획 수립(과기정통부, 2019.01.20.)하였다. 혁신 기술의 안전성실효성을 검증하고 시장 보급을 촉진할 수 있는 테스트와 인프라 조성에 나선 일본 지자체 행보를 지속 모니터링할 필요가 있다. 기술규제안전 등 문제를 해결할 수 있는 인프라 조성이 필요하다.

 

자료: 정보통신기획평가원, ICT Brief 2019-30, 2019.8.8.

https://www.mk.co.kr/news/it/view/2019/07/561423/

http://scimonitors.com/%EC%9C%A0%EC%9D%B8-%EB%93%9C%EB%A1%A0-%ED%95%98%EB%8A%98%EC%9D%84-%EB%82%98%EB%8A%94-%EC%9E%90%EB%8F%99%EC%B0%A8-%ED%85%8C%EB%9D%BC%ED%91%B8%EC%A7%80%EC%95%84-joby-s2-trifan-600-%EC%97%90/

http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2019/06/13/2019061300116.html

https://www.edaily.co.kr/news/read?newsId=01321846622555176&mediaCodeNo=257

일본 經濟産業省, ’19.8.2

https://www.ajunews.com/view/20190806141018620

델코지식정보

https://www.delco.co.kr/knowledge/category/%EC%9E%90%EA%B8%88%C2%B7%ED%8A%B8%EB%A0%8C%EB%93%9C

http://www.retailon.kr/on/bbs/board.php?bo_table=r1_02&sca=%EC%9E%90%EA%B8%88%2F%ED%8A%B8%EB%A0%8C%EB%93%9C

 

 

 

1. 글로벌 개발중인 플라잉카 300

 

`플라잉카` `에어택시` 등으로 알려진 개인용 항공기(PAV. Personal Air Vehicle, 개인항공기)가 미래 도심형 이동수단 이다. 2019.06월 기준으로 전 세계에서 개발 중인 eVTOL(ectric powered vertical takeoff and landing. 전기수직이착륙) 항공기는 약 130종이며, PAV 전체로는 300종 이상이다. 연료 소비는 휘발유와 비교해 10분의 1 수준이다.

 

불과 2~3년 만에 스타트업부터 대형 항공사, 자동차 회사, 전자 회사 등이 앞 다퉈 PAV 개발에 뛰어들었다. 비행기 개발 역사상 가장 혁신이 활발한 시기이다. 현재 PAV는 유인기와 무인기(자율항공기)가 있으며, 누구나 자동차 면허 수준의 자격 조건만 갖추면 조종할 수 있도록 하는 게 목표다.

 

현재 시장에 가장 빨리 나올 것으로 예상되는 PAV2023년 서비스를 목표로 하는 미국 우버 에어택시 `우버 엘리베이트`. 우버는 서비스 플랫폼을 제공하고 보잉, 카렘 등 6개 기업이 PAV를 개발해 공급한다. 시속 240~3204인승 eVTOL20분 내에 완전 충전이 가능하도록 개발한다.

 

향후에는 완전 자율 비행이 가능한 PAV는 물론 `도어 투 도어` 서비스가 가능하도록 도로를 달리다가 하늘로 날아가는 하이브리드 PAV 등도 등장한다. 향후 20년 내 세계 PAV 시장은 1.5조 달러가 전망되어 항공분야가 새로운 양상을 띄게 된다.

 

2. 미국 플라잉카 현황

 

미국 테라푸지아(Terrafugia Inc.)는 중국 지리 자동차그룹(Geely Auto Group)이 인수한 미국 스타트업이다. 이 회사가 개발 한 첫 번째 모델이 2018.10월 중 예약 판매를 시작으로 2019년에 인도된다.

 

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테라푸지아 TF-X4인승으로 반자동 하이브리드 전기 비행자동차로 수직 이착륙 능력을 갖추고 있으며 차고에 주차 할 수 있다. 최소 800km 논스톱 비행거리와 시속 200km 순항 속도이다. 각 끝에 쌍둥이 전기 모터가 달린 접이식 날개가 있다. 모터는 TF-X가 수직에서 수평으로 움직일 수 있게 하고, 300 마력의 엔진으로 구동된다. 3000m 최대 고도까지 비행한다. 리어 뷰 카메라, 새로운 낙하산 시스템, 부스트 모드가 장착되어 날아가는 동안 잠깐 동안의 추가 동력을 제공한다.

 

2016년 미 연방 항공청에 의해 경량 스포츠 항공기로 인증됐다. 다른 항공 교통, 악천후, 통제 영공을 자동으로 회피가 가능하지만 운행을 위해 비행 조종사 면허가 필요하다. 차량은 국가 고속도로 및 교통안전 관리 표준을 충족한다. 작은 공항에 착륙하여 곧장 집으로 운전할 수 있다. 승객들이 이륙하기 전에 목적지를 입력하는 컴퓨터로 제어한다. 이륙과 착륙시 공항이 반드시 필요하지 않으며 모든 도로와 고속도로에서 운전이 가능하다.

 

Joby S2, TriFan 600 ‘에어택시사업

 

자동차는 아니지만 전기 모터로 구동하는 드론 형태의 에어 택시 이다. 미국 에어 택시 스타트업 조비 항공(Joby Aviation)2019년초 인텔, 토요타, 제트 블루의 벤처 캐피탈을 포함한 다양한 투자자들로부터 1억 달러를 모금했다. 투자금은 북 캘리포니아에 있는 Joby의 민간 비행장에서 시험 비행을 하고 있는 에어 택시 프로토타입 개발에 사용된다.

 

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조비항공이 디자인 한 ‘Joby S2’ 프로토 타입은 16개의 프로펠러를 가지고 있다. 12개의 수직 프로펠러가 수직 이륙 및 착륙에 사용된다. 차세대 리튬 폴리머 배터리를 사용하며 기존 연료보다 전력 효율이 5배 이상 높다.

 

수직이륙, 15마일 구간에서 15분간의 비행, 안전한 착륙이 가능하다. 전기 모터와 정교한 제어 소프트웨어로 구동되며, 무인 항공기와 소형 비행기 사이 시장을 겨냥한다. 이륙 직후 순항이 가능하며, 헬리콥터 속도의 두 배 속도로 비행한다. 예상 가격대는 20만달러(2억원대), 연료비를 감안하면 헬리콥터의 1/4 수준이다.

 

TriFan 600

 

Denver가 본사인 ‘XTI’가 개발을 추진 중인 ‘TriFan 600’은 다른 비즈니스 제트기처럼 빠르고 높은 속도로 비행 할 수 있도록 설계된 6인승 고정익 항공기이다. 그러나 새로운 XTI 디자인은 세 개의 덕트 팬을 사용하여 수직으로 이착륙이 가능하다.

 

두 개의 날개 팬은 앞으로 회전하여 고속 비행으로 원활하게 전환한다. 90초 이내에 순항 속도에 도달하며, 시속 555km8839m 고도까지 비행한다. 지능형 하이테크 기능과 적재 공간 및 수하물을 위한 충분한 공간으로 설계됐다.

 

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Celera 500L

 

미국 오토 에비에이션은 최근 남부캘리포니아 물류공항에서 플라잉카 'Celera 500L' 시험 비행을 하였다. 사람이 직접 플라잉카를 조종하였다. Celera 500L은 공기저항을 최소화하기 위해 기체를 유선형 디자인이다. 둥근 옆모습이 총알과 비슷하다고 해서 '총알 비행기'라는 별명이 있다. 시간당 약 820를 비행하고 고도 20까지 올라간다.

 

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미 항공우주 기업 보잉사와 에어버스 플라잉카

 

보잉사는 20181월말 미 버지니아주 머내서스의 한 공항에서 길이 9m·8.5m의 플라잉카를 수직 이륙해 1분간 비행 후 착륙하는 데 성공했다. 자율주행으로 작동하기 때문에 내부에 사람은 탑승하지 않았다. 보잉은 2019년 안에 200이상의 사람과 짐을 싣고 비행할 수 있도록 개량해 2019년부터 상용 판매를 시작한다.

 

에어버스는 201880를 비행할 수 있는 플라잉카 '바하나'의 시험 비행에 성공했다.

 

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3. 일본 최초의 플라잉카 시제품

 

일본의 경우는 NEC가 지바(千葉)현 아비코(我孫子)시 사업장에서 플라잉카를 처음으로 선보였다. 배터리로 작동하는 프로펠러 4개를 갖추고, 길이 3.9, 3.7, 높이 1.3에 중량은 148이다. 무게를 줄이기 위해 차체를 탄소섬유로 만들었다. 시연 행사에서 드론 형태의 시제품은 사람이 타지 않고 물건도 싣지 않은 상태로 무선 조종에 의해 3가량 수직으로 떠올랐다가 수 분간 체공한 뒤 착륙했다.

 

NEC는 자율비행과 위치파악 등의 기술을 지속적으로 검증해 2023년쯤 물류 수송에서 먼저 실용화할 계획이다. 2025년쯤부터 사람을 태우고 다닐 예정이다. NEC가 시제기를 만들었지만 향후의 기체 개발은 '카티베이터'(CARTIVATOR)가 이끌게 된다. NEC는 도요타자동차 등 다른 스폰서 기업과 함께 이 단체의 기체 개발을 지원할 예정이라고 밝혔다.

 

일본 도요타도 내년 도쿄 올림픽 개막에 맞춰 자사 플라잉카를 출시하기 위해 올해 말 시험 비행을 준비하고 있다.

 

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4. 일본 정부의 플라잉카 로드맵

 

일본 경제산업성·국토교통성은 플라잉카 로드맵 실현을 목표로 지방 공공단체의 플라잉카 이동혁명을 향한 계획 발표회를 개최(2019.08.02.)하였다. 2018.12항공 이동혁명을 위한 민관협의회(移動革命けた官民協議會)’를 구성하고 플라잉카 상용화 로드맵을 구성한 이후 지자체의 실증실험 계획을 공개한 자리 성격이다.

 

로드맵 일정을 보면, 2019년 플라잉카 실증실험 시작하여, 2020년대 중반 점진적으로 확대하며, 2030년 상용화 서비스를 개시한다.

 

대도시(도쿄·오사카지방도시(후쿠시마현·미에현·아이치현)의 총 5개 지역이 참여하여 플라잉카 실증실험을 진행한다. 각 지역 특성과 강점을 기반으로 플라잉카 연구개발 거점, 생산 거점 등으로 진화해 나갈 예정이다

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5. 일본의 5개 지자체가 추진하는 플라잉카 실증실험

 

도쿄는 2020년 도쿄올림픽을 앞두고 자율주행·로봇 등 첨단 모빌리티 서비스 확산에 주력하고 있다. 그 가운데 플라잉카까지 지원 영역을 확대하고 있다. 사회적 수용성을 높이기 위해 비행 이벤트 행사, 도시 내 실증 필드 조성, 타 도시와 연계한 연구개발 등을 추진하고 있다.


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오사카는 배터리 등 다수의 부품 업체가 입지하고 있어 이를 활용한 플라잉카 개발을 적극 지원한다. 배터리·수소·연료전지 분야 기업이 플라잉카 시장에 진입할 수 있도록 실증사업 추진팀을 구성 하고 규제완화, 자금지원 등 인프라를 정비하고 있다.


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후쿠시마현은 로봇 테스트 필드를 플라잉카 실증실험과 연구개발 거점으로 활용한다. 2020년 완공 예정인 로봇 테스트 필드를 중심으로 드론, 재해대응로봇, 자율주행로봇, 수중탐사로봇 등 육··공에서 활약하는 로봇의 성능평가, 조종훈련 등을 본격 실험한다.

 

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미에현은 지역과제 해결과 삶의 질을 유지·향상하는 새로운 비즈니스 창출이 목표이다. 플라잉카를 활용해 낙도·산간 등 소외지역의 생활 지원, 관광자원 활용과 새로운 이동 수단 제공, 방재 대책과 산업의 효율성 도모 등 지역 현안을 해결한다는 전략이다.

 

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아이치현은 자동차·항공우주·로봇과 플라잉카에 필요한 요소 기술이 집적한 곳이 이어서, 플라잉카 생산 거점을 추진 중이다. 400회 이상의 무인 드론 실증실험, 민간 개발회사와 협력 등 플라잉카 연구개발을 다각적으로 추진해오고 있다.

 

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6. 우리나라 한국항공우주연구원 PAV용 전기수직이착륙기 eVTOL

 

한국항공우주연구원도 최대 시속 2001~2인승 PAV 개발에 착수했다. 기획 연구를 토대로 3년간 시제품을 개발한 뒤 2025년께에 상용화를 목표로 한다.

 

항우연은 2019.07월에 PAV용 전기수직이착륙기(eVTOL) 개발 계획을 공개했다. eVTOL은 모든 동력을 전기 모터에서 얻고 헬리콥터처럼 건물 옥상에서 수직이착륙이 가능하면서 순항 속도가 일반 무인기나 헬리콥터 대비 두 배 이상 빠른 소형 항공기다. 어디든 이동할 수 있고 빠른 속도로 복잡한 교통 체증을 피해 이동시간을 크게 단축시킨다. 전기 사용으로 오염이 없다. 여러개의 작은 프로펠러로 분산 추진하기에 저고도에도 소음이 거의 없다. 크기는 작은 트럭의 절반 크기 이다.

 

항우연의 시제품은 조종사 1명 또는 승객 1명까지 탑승할 수 있는 1~2인승 이다. 최대 시속은 200수준이다. 2018.09월 항우연은 자체 개발한 무인 eVTOL을 최대 시속 180이상으로 시험비행에 성공하였다.

 

eVTOL이 상용화되면 서울 시내 자동차 평균 이동시간이 약 70% 줄어든다. 시간 절약으로 얻을 수 있는 사회적 비용 절감 효과가 서울은 연간 429억원, 국내 대도시 전체는 연간 총 2735억원에 이를 전망이다.

 

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7. 우리나라 현대자동차

 

현대자동차도 PAV 연구개발을 하고 있다. 미래 모빌리티 사업 강화로 성장이 기대되는 에어택시 시장에서 새로운 사업 기회를 선점하기 위함이다. 해당 조직은 전략기술본부로 신기술 개발과 신사업 등 혁신 기술 개발을 총괄하는 연구조직 이다. 의왕연구소를 PAV 연구개발의 거점으로 삼고 자체적으로 PAV 설계 작업에 돌입했으며, 시제기(프로토타입)도 제작중 이다.

 

2018년에는 PAV 설계, 제작, 시험, 제어, 센서, 자율비행 연구개발, 공력, 구조해석, 모터, DEP(분산전기추진) 시스템, 전략기획 등 PAV 연구개발에 필요한 각 분야 인력을 전방위로 채용했다.

 

현대차는 정부 주도 과제에도 참여해 기술 고도화에 나서고 있다. 한국항공우주연구원이 주관하는 유무인 겸용 항공기인 ‘OPPAV(Optionally Piloted PAV)’ 개발과제 참여기업 명단에도 이름을 올리고 있다.

8. 시사점

 

PAV 상용화에는 해결과제가 있다. 기존보다 많은 항공기가 날게 되면 새로운 항공 안전 관리 시스템이 필요하다. PAV 면허 승인 체계도 필요하다. 저고도에 항공기가 자주 날아다니면서 발생할 수 있는 개인정보 침해 가능성도 있다. 제도적인 보완이 필요하다.

 

플라잉카는 농업·환경·운송 등 타 산업과 융합해 파급효과가 커질 전망이다. 우리 정부도 하며 투자 계획을 구체화하고 있다. 2019년 무인이동체 미래 선도 핵심기술개발 사업 시행계획 수립(과기정통부, 2019.01.20.)하였다. 혁신 기술의 안전성실효성을 검증하고 시장 보급을 촉진할 수 있는 테스트와 인프라 조성이 필요하다.


 

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