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‘이동성(Mobility)’ 분야에서 일어나고 있는 급격한 변화는 2차원(2D)의 지상운송수단을 넘어 3차원(3D)의 공중운송수단으로 확대되고 있다. 미래 교통수단의 ‘혁명’을 운운하면서 도심항공모빌리티(UAM), 에어택시, 드론, 수직이착륙기(VTOL) 등 많은 용어가 등장함에 따라 에어 모빌리티 관련 새로운 기술과 정보를 따라가기에도 버거운 세상이다. 차세대의 황금 노다지로 인식되고 있는 에어 모빌리티 시장은 어떻게 구성되어 있으며 주요 참여자들은 어떻게 대응하고 있는지 살펴보기로 한다. <편집자 주>
[뉴스투데이=최봉 산업경제 전문기자] 2019년 1월 중순 베타테크놀로지(Beta Technologies, 이하 베타)가 미디어에 프로그램을 처음 공개했을 당시, 첫 번째 시연기(demonstrator)인 ‘에바(Ava XC)’ 프로토타입은 176회의 테스트 비행을 완료했다.
그해에 추가적으로 50회 이상 테스트 비행을 수행하면서, 베타는 의도한 대로 새로운 eVTOL 설계에 배치하려는 추진 시스템 기술에서 많은 진전을 이룰 수 있었다. 에바의 후속기종인 새로운 eVTOL은 ‘알리아(Alia)’로 에바와는 완전 다르게 설계되었다.
• 수려한 외형의 알리아, 설계에 단순성과 효율성 반영
베타는 2020년 6월 실물크기의 알리아 eVTOL 항공기를 공개했다. 8개의 틸팅 프로펠러로 작동하는 전작(前作) 에바와 달리 알리아는 4개의 수직 리프트 프로펠러와 전방 비행을 위한 1개의 푸셔 프로펠러를 갖추고 있다.
설립자인 카일 클라크(Kyle Clark)는 알리아의 외형이 ‘북극제비갈매기(Arctic tern)’에서 영감을 얻어 디자인됐다고 말한 바 있다.
북극제비갈매기는 동물 왕국에서 이동거리가 가장 긴 철새로 알려져 있는데, 남극과 북극을 (직선루트가 아닌)복잡한 루트로 오가며 일 년에 최대 5만6천마일(9만km)을 비행하는 것으로 알려져 있다.
수려한 외형을 가진 알리아의 디자인 특징을 살펴보면, 항공기 생산에서의 복잡성을 낮추고 제조비용 및 유지보수 니즈를 줄이기 위해 효율적인 고정형 수직 프로펠러를 사용하고 있다.
이러한 디자인 방식은 안전성을 높일 뿐만 아니라 항공기 인증 및 시장 출시도 좀더 용이하게 진행할 수 있을 것으로 기대한다.
공기역학적으로 알리아의 아치형 날개, 끝으로 갈수록 가늘어지는 날개 끝 등은 효율성을 반영하고 있다. 또한 긴 날개와 긴 V자 모양의 꼬리는 저속에서 항력(抗力)을 줄이고 항공기의 안정성을 증가시키도록 설계되었다.
베타 eVTOL 항공기의 디자인 특징은 단순성과 효율성으로 표현할 수 있는데, 이는 엔지니어이면서 조종사이기도 한 카일 클라크의 의지가 충분히 반영된 것으로 보인다.
• ‘Agility Prime’ 프로그램 참여, 베타의 업그레이드 계기로 작용
베타는 2020년 5월 미국 공군의 ‘Agility Prime’ 프로그램에 참여하게 되는데, 이는 베타의 eVTOL 항공기 개발 역량과 잠재력을 인정받았음을 의미하는 것으로 평가된다.
당시 이 프로그램에는 업계 선두기업인 조비에비에이션(Joby Aviation)도 참여하고 있었다(필자의 “UAM 신흥강자들-조비에비에이션(중)” (7.18) 참고).
Agility Prime은 미 공군의 비행대(飛行隊)에 eVTOL 항공기를 추가하는 프로그램으로, 공군은 여객수송과 화물운반을 위해 eVTOL 항공기가 필요한 상황이다.
미 공군은 수색 및 구조(SAR), 의료목적의 대피, 소방, 재난 구조, 인도주의적 작전, 물류, 특수 작전 및 기타 방위 지원과 같은 응용 분야에서 eVTOL 항공기가 사용될 것으로 예상한다.
공군은 알리아의 감항성(airworthiness)을 확인하기 위해 지상시험을 실시했으며, 베타는 오하이오주 스프링필드와 워싱턴 D.C.에 몰입형 비행 시뮬레이터를 설치하여 관계자들이 항공기가 활용되는 시나리오를 탐색할 수 있도록 했다.
그리고 마침내 베타의 알리아는 2021년 5월 공군 엔지니어들의 1년 이상의 시험 및 평가 끝에 유인 전동 항공기에 대한 미 공군의 첫 감항성 승인을 받았다.
• 상업화 위한 실제 시험비행 수행, 우선은 화물운송시장 진출 목표
실제 비행 테스트도 이어졌는데, 2021년 7월 알리아는 동체 중앙에 설치된 5개의 배터리 팩 중 3개만 사용하여 205마일(330km)의 비행을 완료했다. 또한 뉴욕 북부의 플래츠버그(Plattsburgh)에서 버몬트의 벌링턴(Burlington) 국제공항까지 시험비행을 수행했다.
2년 전에 공개된 알리아는 주로 단거리 비행을 해왔는데, 최근 뉴욕 주 플래츠버그에 있는 시험장에서 아칸소 주 벤턴빌(Bentonville)까지 1403마일(2258km)의 비행여정을 7번 정차·충전하면서 완료했다. 비행은 날씨와 관련해서 다소 지연되었지만 일주일(2022.5.23.~5.30) 동안 704분의 비행시간이 소요되었다.
완전 충전 시 알리아(Alia-250)는 최대 290마일(467km)을 비행할 수 있으며, 최대 170mph(273km/h)의 속도로 6명(조종사 포함) 또는 3개의 표준 화물 팔레트(약 635kg)를 실을 수 있다.
화물기 버전은 ‘Alia-250c’로 불리며, 우선은 인간장기(臟器) 운송 분야에서 환자를 위한 라스트마일 담당, 지역화물운송 제공 등 단거리 화물운송시장의 변화 주도를 목표로 삼고 있다.
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