자율비행 개인 항공기, 독자 기술력으로 날아오른다

항우연, 운항기술 개발 수행중 / 산업부선 시제기 제작·시험비행 / 국토부는 운용 시스템 연구 등 맡아 / 448억원 들여 2023년 완수 목표 / 전기배터리 사용 … 시속 200㎞ 이상 / 인명 안전기술 확보 등 난제 많아

전 세계적으로 도심용 항공 모빌리티(UAM·Urban Air Mobility) 시장을 선점하기 위한 기술 개발 및 투자 경쟁이 치열한 가운데 국내에서도 정부와 현대차그룹 등이 UAM 시장에 출사표를 던졌다.

16일 한국항공우주연구원에 따르면 정부는 지난 4월 ‘자율비행 개인항공기 기술, 인증 및 안전운항기술 개발’ 사업에 착수했다. 자율비행 개인항공기는 상황에 따라 원격조종하는 무인기 형태나 사람이 탑승하는 자율주행 비행체 형태를 모두 수행할 수 있는 항공기다. OPPAV(Optionally Piloted Personal Air Vehicle)로 부른다.

이 사업은 2023년 말까지 완수를 목표로 448억원(민간 투자 포함)이 투입된다. 산업통상자원부 주도로 OPPAV 시제기를 제작하고 관련 장비 개발 및 시험비행에 성공하는 것이 한 축을 이루고, 다른 한편에서는 국토교통부 중심으로 OPPAV를 운용하기 위한 시스템 및 인증 개발, 교통서비스 연구 등이 진행된다.

우리는 미국, 유럽연합(EU)보다 뒤처진 상황인 만큼 독자적인 기술력으로 후발 주자의 핸디캡을 극복해야 하는 처지다.

그간 항우연 주도로 2000년대 초부터 헬리콥터와 비행기의 장점을 조합한 ‘틸트로터’를 개발해왔다. 틸트로터는 이착륙할 때에는 수직, 비행할 때에는 수평으로 전환하는 ‘틸트(Tilt)’ 기술과 프로펠러를 뜻하는 로터를 결합한 것으로 보면 된다. 즉, 하나의 프로펠러로 수직 이착륙과 고속 주행이 가능하다. 상용화된 틸트로터는 미국 벨 헬리콥터가 개발한 ‘V-22 오스프리’가 유일한데 2005년부터 미국 해병대에서 쓰이고 있다.

V-22 오스프리는 유인기이지만, 무인기 측면에서는 한국이 독자적인 기술을 보유하고 있다. 2002∼2012년에 개발한 TR100모델은 프로펠러를 하나를 쓴 모델로 최고 시속 500㎞로 5시간 비행이 가능하며, 총 중량(화물·연료 포함)은 970㎏이었다. 이후 2017년 개발된 TR60모델은 프로펠러 두 개가 투입돼 최고 시속 240㎞로 5시간 비행(총 중량 200㎏)이 가능했다. 이 두 모델은 일반 항공기와 같은 화석연료를 이용했으나 지난해 새로 개발된 QTP모델부터는 전기 동력(배터리)으로 바뀌었다. 프로펠러 4개가 쓰인 QTP(총 중량 48㎏)는 최고 시속 180㎞로 30분을 주행할 수 있다.

OPPAV사업은 기존 틸트로터와 비교할 때 전기(배터리)를 동력으로 삼고, 사람을 태우는 부분이 대표적인 변화다. 100㎏ 이상의 유상하중, 시속 200㎞ 이상의 비행속도, 50㎞ 이상의 비행거리 등을 목표로 하고 있다. 무인기일 때와 달리 사람이 탑승하기 때문에 안전이나 승차감에 대한 기준이 대폭 높아지는 부분도 기술적으로 극복해야 할 부분이다. 개발이 순조롭게 이뤄질 경우 정부 인증과 국제 표준 등을 확보하며 세계 시장에서 승부수를 던질 수 있다는 전망도 나온다.

해외에서는 각국 정부와 글로벌기업, 스타트업 등이 참여해 개발이 진행 중인 UMA이 200여 가지에 이르는 것으로 알려져 있다. 미국은 2005년 차세대교통시스템연구소를 설립하며 UAM과 관련 인증 개발, 제도 개선 등에 착수했고, 유럽연합(EU)은 UAM 개발을 위해 2011년 이미 620만달러를 투입했다. 일본은 내년 도쿄올림픽에서 자율주행 서비스를 선보이는 것을 목표로 내걸었고, 도요타는 지난해에 ‘플라잉 카’(하늘을 나는 자동차)’ 관련 특허를 출원한 바 있다. 또 우버를 비롯해 굴지의 글로벌 자동차 제조사, 구글과 인텔 등 글로벌 ICT(정보통신기술) 기업 등까지 뛰어들었다. 국내에서는 현대차그룹이 플라잉카를 개발하기 위해 최근 미국항공우주국(NASA)에서 항공연구 총책임자 출신 인재를 영입하고, 관련 조직을 출범하는 등 잰걸음에 나섰다. 미국 투자은행 모건스탠리는 세계 UAM 시장이 2040년 1조5000억달러(약 1800조원) 규모에 달할 것으로 전망했다.

김준영 기자 [e-mail]