인터뷰 - 도심 항공 모빌리티 핵심기구 개발센터 신상준 센터장
핵심 기술 및 연관 기술까지 연구 중인 개발센터
국내 UAM의 상용화 속도는 느리나 발전 방향은 정확해
도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility, 이하 UAM)가 현실화되려면 그에 걸맞은 연구가 진행돼야 한다. 이에 도심 항공 모빌리티 핵심기술 개발 센터(이하 개발센터)는 UAM이 세계적인 경쟁력을 갖추기 위해 등장했다. UAM과 관련된 최신 연구 분석 및 기초 예비 연구에 주력하고 있는 본 센터의 신상준 센터장과 현재 우리나라의 UAM 및 드론 택시의 현주소를 알아봤다.
개발센터가 설립된 계기와 연구 분야가 궁금하다.
현재 개발센터에 소속된 11명의 연구자가 도심 운항 비행체의 핵심 기술을 연구한다. 또한 이를 가지고 가상공간에서 모의시험을 하고 시제품 제작과 실험을 수행한다. UAM 운용에는 △경제성 △객실 진동 △비행 고도 △소음 △안전 등의 여러 요소를 고려해야 한다. 본 센터의 연구원들은 세 그룹으로 나뉘어 각자의 전문분야에서 최신 기술을 연구하고 있다. 특히 머신러닝을 기반으로 안전한 기체 설계 기법을 개발하고 소음 및 진동 저감 기술을 핵심적으로 개발 중이다. 그뿐만 아니라 개발센터에서는 UAM을 운용하는 데 위협이 되는 요소인 돌풍에 대한 UAM의 안전도를 평가하고 그 안정성을 높이는 방안도 연구한다.
드론 택시 개발 및 UAM 구축을 하는 데 경쟁력을 보유하기 위해서는 어떤 기술에 집중해야 할까.
드론 택시는 전기차보다 전력 소모가 많아 동력의 원천인 배터리의 용량이 커지며 적재하중이 커져 안전 문제가 발생할 수 있다. 이를 위해 대부분의 UAM에서는 ‘분산전기추진기술’에 주목하고 있다. 해당 기술은 하나의 배터리에서 발생하는 전기에너지로 여러 개의 로터가 각각 구동될 수 있다. 이로 인해 개별 로터에 문제가 생겨도 다른 로터가 작동하는 데에 문제가 생기지 않아 안전성을 확보할 수 있다. 나아가 드론 택시의 지속 가능성을 위해서는 요금도 낮춰야 하는데 이는 드론 택시의 자율비행을 통해 실현할 수 있다. 무인으로 구동되면 인력 비용이 절감되기 때문이다. 건물과 움직이는 장애물을 피할 수 있는 ‘회피 기동기술’도 포함해 ‘완전 자율비행기술’도 확보하면 UAM 구축에 있어서 경쟁력이 향상될 것이다.
다른 나라와 비교했을 때 현재 우리나라의 드론 택시 개발 정도 및 상용화 시기는 어떠한가.
해외의 경우 시험 제작한 비행기를 1000회 이상 시험 비행한 회사들이 있다. 그 예시로 △독일의릴리움(Lilium) △미국의 조비 항공(Joby Aviation) △중국의 이항(Ehang)이 있다. 국내에도 민간기업을 중심으로 UAM의 개발이 진행 중이다. 현대자동차의 ‘S-A1’은 상용화 시기를 2028년으로 예상한다. 한화 시스템도 2025년 드론 택시를 시범 운행한다고 청사진을 밝혔고 2020년 2월에 미국 오버에어(Overair) 사와 ‘버터플라이’라는 드론 택시의 실물모형을 공개했다. 국내 한국항공우주산업 또한 2029년에 UAM의 독자적인 모델을 완성할 예정이다. 2024년에 상용화하기로 계획하는 해외 선두기업과 비교하면 국내에는 드론 택시가 다소 늦은 시기에 상용화될 것이며, 개발 정도도 해외보다는 느리다고 할 수 있다.
다른 나라들과 비교했을 때 우리나라의 드론 택시 개발에서 드러나는 강점 및 보완점이 있다면.
UAM 시장에서 성공하려면 드론 택시의 대량생산과 보급이 전 세계적으로 이뤄져야 한다. 벤처 기업에서는 이를 양산하는 데 한계가 존재하지만, 현대자동차와 같이 오랜 시간 자동차 산업을 한 기업은 축적된 기반을 통한 원가절감으로 대량생산이 가능하다. 또한 배터리로 UAM이 구동된다는 점에서 자동차에 이미 적용되는 수소연료전지 기술이 드론 택시 개발에 큰 강점이 된다. 한화 시스템도 UAM 사업과 함께 위성통신 사업으로 ‘저궤도 위성통신 체계’를 구축하며 약진하고 있다. 드론 택시는 지상 통신망으로 신호를 주고받기가 어렵기 때문에 위성통신 기술이 필수인데, UAM 구축에 핵심이 될 교통 관리와 관제 시스템에 적극적으로 활용될 체계를 이미 구축하고 있다.
한편 운항을 위한 교통관리 시스템과 통신, 감시 체계 등에 대한 지속적인 연구가 필요하다. 과거 미국의 우버는 헬리콥터 택시인 ‘우버콥터'를 뉴욕에서 선보인 적도 있다. 해외의 이러한 사례는 UAM 시장선점에 유리하다. 우리나라도 이에 대응하기 위해 운항체계와 교통 관리 및 관제 구축에도 연구가 더 필요하다.
도심 항공 모빌리티 발전을 위해서는 어떤 요소들이 검증돼야 할까.
개발된 기체의 각 구성품에 대한 안전성을 평가하는 것이 중요하다고 생각한다. 파손됐을 때 치명적인 사고를 유발할 수 있는 부품에 대해서 보다 엄격한 기준을 적용해 기체가 설계돼야 한다. 일례로 소규모의 로터 실험 등 재료 단위에서부터 구성품 및 시스템 단위까지 수많은 시험을 통해 설계에 사용한 해석이 적합한지 검증돼야 한다. 이처럼 시스템이 정상적으로 작동하지 않을 때 안전하게 착륙할 수 있는 비행체 및 시스템도 검토해야 한다. 이 외에도 도심에서의 운용 적합성 검토 및 정책적 인프라 구축이 병행돼야 한다.
