보라빛 소를 만나기 위한 도약

오쉬코쉬 에어쇼에서 비행 자동차의 가격 공개, 12~50만 달러 선.pdf

[ 요 약 ]

[ 본 문 ]

◾ 하늘을 나는 자동차 개발을 선도하고 있는 '테라퓨지어(Terrafugia)'는 오쉬코쉬 에어쇼에서 개발 중인 비행 자동차 '트랜지션(Transition)'의 가격과 사양을 최초로 공개

▸ ‘비행 자동차(Flying Car)’는 도로를 주행할 뿐만 아니라 비행기로 변신해 공중을 날 수 있는 탈 것으로 SF 영화 속에서나 볼 수 있는 것으로 여겨졌으나, 그 동안 상용화를 위한 개발 노력이 여러 기업에 의해 진행되어 왔고, 내년에 실제 제품이 출시될 예정

▸ 비행 자동차는 자동차처럼 1~수 명 정도가 손쉽게 이용할 수 있는 이동수단을 총칭하는 말이며, 도로 주행과 공중 비행이 모두 가능한 형태뿐만 아니라 대형 드론과 같은 전기 수직이착륙(VTOL) 기기를 포함하는 경우가 많음

▸ 점차 활발해지고 있는 비행 자동차 상용화 경쟁에서 가장 앞선 것으로 평가받는 기업은 미국의 스타트업 ‘테라퓨지아’인데, 7월 말 미국 위스콘신주 오쉬코쉬에서 열린 세계 최대 에어쇼 ‘EAA AirVenture Oshkosh'에서 개발 중인 비행 자동차 '트랜지션’의 미디어 발표회를 개최

▸ 테라퓨지아는 2019년에 트랜지션의 판매를 시작할 계획인데, 이번 에어쇼에서 자세한 제품 사양과 예상 가격을 처음으로 공개했으며, 부스에서는 실제 작동을 시연하여 상용화가 순조롭게 진행되고 있음을 어필하였음

▸ 그간 2019년 판매예정이라는 것 외에 테라퓨지아는 트랜지션에 대해 공개한 것이 별로 없었으며 특히 가격에 대해서는 언급을 회피해왔는데, 이번 발표회에서는 크리스 자란 CEO가 기자들의 질문에 직접 ‘40~50만 달러’가 될 것이라 대답하였음

<자료> Terrafugia

[그림 1] 트랜지션의 도로 주행 모습

◾ 테라퓨지아가 2019년에 비행 자동차의 판매를 시작할 수 있게 된 데에는 작년 말 테라퓨지아를 인수한 중국의 자동차 그룹 ‘지리 자동차(Geely Automobile)'의 후원 덕이 컸음

▸ 테라퓨지아는 2006년 MIT 졸업생 5명이 설립한 업체인데, 2017년 11월 중국의 ‘저지앙 지리 홀딩 그룹(Zhejiang Geely Holding Group)’에 인수된 바 있음

▸ 지리 홀딩 그룹은 중국 지리 자동차의 모기업이자 스웨덴의 볼보, 영국의 고급차인 로터스(Lotus)를 소유하고 있는 기업임

▸ 지리 홀딩 그룹은 2013년에 스웨덴 현지에 자동차 제조업체인 CEVT(China Euro Vehicle Technology)를 설립하였는데, 테라퓨지아의 인수 직후에 트랜지션의 양산을 위해 CEVT와 협력할 것이라는 발표가 있었음

▸ 테라퓨지아가 개발 중인 트랜지션은 이미 오래 전에 미 도로교통안전국(NHTSA)과 미 연방항공국(FAA)의 인증을 받은 바 있으며, 상용화 생산 기술을 보유한 자동차 메이커의 후원에 힘입어 단기간에 제품화가 급진전되며 2019년 판매가 가능하게 된 것임

◾ 이번 EAA 오쉬코쉬 에어쇼에서 공개된 트랜지션의 사양을 보면 지금까지 알려진 내연기관 구동에 전기 모터와 배터리가 더해진 하이브리드 모델이라는 것이 가장 큰 특징임

▸ 트랜지션은 접지형(folding)의 고정형 날개를 가진 기체로, 도로 주행 시에는 고정 날개를 접은 상태에서 공항까지 이동하며 비행 시에는 고정 날개를 펴게 되고, 목적지 공항에 도착 후에는 다시 날개를 접어 도로를 주행하게 됨

▸ 항공기를 베이스로 하고 있는 만큼 비행 모드의 모습은 영락없는 ‘비행기’인데, 비행 모드에서 주행 모드로 변형하는 데 걸리는 시간은 약 40초라고 함

▸ 도로 주행 시에는 하이브리드 차량이 되는데, 탑재한 항공기용 엔진인 ‘Rotax 912iS’로 발전기를 돌려 전력을 얻고, 이를 통해 정극에 LiFePO4(인산철리튬)을 사용한 리튬이온 2차 전지를 충전하게 되며, 이 배터리에서 전력 공급을 받아 모터 2개를 구동하여 앞바퀴를 회전시키게 됨

▸ 비행 모드에서는 주로 엔진 본체 뒤에 있는 프로펠러를 돌리는데, 높은 추진력을 얻어 단시간에 이륙하고 싶은 경우에 전륜 구동용과는 별도의 모터로 프로펠러 회전을 지원하게 되는데, 즉 트랜지션은 구동에 관련되는 모터는 3개를 갖추고 있음

▸ 운전석에는 핸들과는 별도로 태블릿 모양의 디스플레이가 있는데, 디스플레이의 사용자 인터페이스(UI)는 도로 주행 모드일 때와 비행 모드일 때 달라지며, 운항 정보 시스템으로는 다이논 에이비아닉스(Dynon Avionics)의 제품을 탑재하였음

▸ 트랜지션은 주행 모드는 자동차로, 비행 모드는 경(輕)스포츠 항공기로 각각 별도의 인증을 받고 있으며, 따라서 이용자는 자동차 운전면허 외에 경비행기용 면허가 필요한데, 이 스포츠 항공기용 면허는 약 20 시간의 훈련을 받으면 얻을 수 있다고 함

▸ 트랜지션의 기체 무게는 약 800kg으로 순항시의 최고 속력은 시속 100마일(162km) 정도이며, 적재 가능 무게는 약 225kg, 항속 거리는 400마일(약 650km)임

▸ 고도는 9,000 피트(약 2,743m) 이상이며 순항시의 연비는 시간당 약 19 리터인데, 연료로는 옥탄가 91의 자동차용 가솔린을 쓰고 최대 76 리터(4시간 분)를 넣을 수 있음

▸ 도로 주행 모드의 안전 대책으로 3대의 후방 카메라를 탑재하고 있으며, 일반 자동차처럼 안전벨트와 에어백을 갖추고 있고, BRS Aerospace의 낙하산 시스템을 채택해 비행 모드의 긴급상황시 대형 낙하산이 펴져 급속한 낙하를 방지할 예정이라고 함

[그림 2] 트랜지션의 주행과 비행 모습

◾ 한편 EAA 오쉬코쉬 에어쇼에는 테라퓨지아 외에도 몇몇 비행 자동차 업체가 출전하였는데, 비행 모드보다 도로 주행 모드를 보다 강조한 ‘삼손 스카이(Samson Sky)’가 대표적

▸ 미국의 스타트업 삼손 스카이는 EAA 에어쇼에 도로 주행과 비행이 가능한 ‘스웨치블레이드(Switchblade)’의 프로토타입을 선보였는데, 지상 주행시 속력이 시속 125마일(201km) 이상임을 강조하며 ‘비행 스포츠카(Flying Sports Car)’라고 명명하였음

▸ 비행 자동차를 개발하고 있는 스타트업은 여러 곳이 있지만 기본적으로 비행기 베이스이며, 도로 주행 시의 빠른 속도를 강조한 비행 스포츠카를 컨셉으로 내세운 곳은 삼손 스카이가 효시라 할 수 있음

<자료> Samson Sky

[그림 3] 비행 스포츠카 스위치블레이드

▸ 에어쇼에 출품한 시험 제작기는 프리 프로덕션 모델로 삼손 스카이는 2018년 내에 비행 시험을 마치고 이르면 트랜지션과 마찬가지로 2019년에 판매를 시작할 예정인데, 가격은 시계비행 모델은 12만 달러, 계기비행 모델은 13만 6천 달러로 책정하고 있음

▸ 시계비행(VFR, Visual Flight Rules)은 조종사 자신이 지형이나 기상 상태를 보고 항공기를 조종하는 방식이고, 계기비행(IFR, Instrument Flight Rules)은 항공기의 자세, 고도, 위치 및 비행방향의 측정을 장착된 계기에만 의존하여 비행하는 방식을 말함

▸ VFR이나 IFR 모델 가격은 모두 ‘키트’ 가격으로 구매자가 제품을 직접 조립할 필요가 있는데, 미국에서는 비행기 좋아하는 사람이 취미로 소형 항공기를 자작하고 키트를 직접 조립하는 것은 드문 일이 아니므로 이런 방식의 판매가 가능한 것

▸ 삼손 스카이에 조립을 요청할 경우는 3주 정도의 시간과 2만 달러의 비용이 소요되므로 실제 가격은 14만~15만 6천 달러로 볼 수 있는데, 앞서 본 트랜지션의 가격이 고급 스포츠가 수준인 40~50만 달러임을 감안할 때 상대적으로 매우 저렴한 가격이라 할 수 있음

◾ 스위치블레이드는 2인승이며, 좌우의 날개와 꼬리 날개가 개폐식으로 도로 주행 시에는 본체 아래에 접어 넣고 비행 시에는 외부로 꺼내는 방식임

▸ 본체 뒷면에는 대형 프로펠러가 있고 최대 출력 190 마력의 4기통 가솔린 엔진을 탑재하고 있는데, 이를 통해 지상 주행 시에는 바퀴를 비행 시에는 프로펠러를 돌리게 됨▸ 이번 에어쇼의 미디어 발표회장에서는 스위치블레이드의 형태 변신 데모가 있었는데, 직전에 오류가 발생해 중단되는 해프닝이 있었음

▸ 비행 최대 시속은 200마일(322km)이고 순항(크루즈) 속도는 시속 160마일(약 257km)인데, 비행 시의 연비는 시간당 약 34 리터로 연료는 옥탄가 91의 자동차용 가솔린을 사용하며 최대 약 114 리터가 들어감

<자료> Samson Sky

[그림 4] 스위치블레이드의 도로주행 모습

▸ 사람과 하물, 연료를 포함한 적재 가능 무게는 약 247kg이며, 이륙에 필요한 활주 거리는 약 335m이고 착륙 거리는 약 488m임

▸ 지상 주행 시에는 앞바퀴 1개, 뒷바퀴 2개 등 총 3개 바퀴로 달리기 때문에, 삼손 스카이측은 스포츠카라고 광고하고 있지만, 미 교통부의 분류체계로는 ‘오토바이(Motorcycle)’에 해당되며, 도로 주행의 연비는 리터당 약 17km임

◾ 이처럼 비행 자동차 상용화가 가시권에 들어오며 구매와 면허 획득과 관심을 갖는 사람들도 늘어나고 있는데, 이들을 위한 훈련 시설을 운영하는 스타트업도 등장해 화제

▸ 스타트업 ‘키티 호크(Kitty Hawk)’는 미디어 발표회를 개최하고, 자사가 개발한 1인승 전기 항공기 ‘플라이어(Flyer)’의 '비행 시연과 함께 비행기 구매자(조종사)에 대한 훈련 시설을 언론에 공개하였음

▸ 소형 전기 항공기를 개발하는 키티 호크는 구글 창업자인 래리 페이지가 투자를 하고 있는 것으로 알려져 관심을 모은 바 있음

▸ 훈련 시설은 미국 네바다주 라스베이거스 호수 근처에 자리 잡고 있는데, 매캐런 국제공항에서 가깝고 호수 옆에 리조트 호텔이 있어 이곳을 선택했다고 함

▸ 키티 호크측에 따르면, 이 훈련 시설에서 60~90 분 정도 교습을 받으면 누구나 플라이어를 조종할 수 있음

▸ 플라이어는 ‘초경량 항공기(Ultralight)’로 분류되는데, 미 연방항공국(FAA) 규정에 따르면 이 카테고리는 ‘주거 비 밀집지역(uncongested areas)’의 상공만 비행할 수 있음

▸ FAA 규정은 이 카테고리의 항공기에 대해 비행 훈련을 권장하고 있지만 항공기 등록 및 파일럿 인증을 요구하고 있지 않은데, 이는 그 만큼 조종이 어렵지 않다는 의미여서 90분 정도 교습이면 충분하다는 키티 호크의 설명이 과장된 것이 아님을 알 수 있음

▸ 실제로 이날 미디어 발표회장에서는 데모 비행 이후, 교습을 받은 일반인이 곧 바로 플라이어를 타는 모습을 보여주려 했으나, 예상 외로 바람이 거세게 불어 안전을 고려해 실행에 옮기지는 않았음

<자료> Fortune Magazine

[동영상] 전기 항공기 플라이어

◾ 키티 호크의 플라이어는 가솔린 엔진 없이 2차 전지의 전력만으로 모터를 구동시키는 ‘완전 전동형’ 항공기로 최근 항공산업에서 가장 큰 주목을 받고 있는 분야임

▸ 플라이어는 기체 중앙에 유선형의 조종석이 있고, 그 좌우에 각각 5개씩 총 10개의 소형 회전 날개를 갖추고 있으며, 2차 전지의 전력만으로 모터를 구동해 10개의 회전 날개를 움직이는 풀 일렉트릭(fully electric) 전기 항공기임

▸ 플라이어는 물 위에서도 착륙할 수 있게 조종석 좌우에 플로트(float, 浮舟)가 붙어있는데, 이 플로트 안에 2차 전지와 인버터를 갖추고 있음

▸ 키티 호크에 따르면 모터와 인버터, 2차 전지 등의 전동화 기술을 플라이어용으로 개발했다고는 해도 아직은 소형 전기 자동차에 이용되는 기술에 가까운데, 현재의 모델은 어디까지나 지금 획득 가능한 기술을 활용해 실현하는 데 중점을 두었기 때문

▸ 키티 호크는 약 2년 후를 타깃으로 차세대 기종의 개발에 이미 착수했으며, 보다 항공기에 적합한 신기술을 투입해 기기를 개선한다는 계획

▸ 완전 전동이기 때문에 소음이 적다는 것이 특징인데, 50 피트(약 15m) 거리에서 잔디 깎는 기계 수준, 그리고 250 피트(약 76m) 거리에서 큰 소리로 외치는 수준의 소음이라고 하며, 실제로는 그 보다 크게 느껴지나 거의 신경이 쓰이지 않는 수준이라는 평가

▸ 플라이어의 최고 속력은 시속 20마일(약 32km) 정도이며 상황에 따라 다르지만 약 12​​~20분 동안 비행할 수 있고, 비행 고도는 수면에서 약 3~10 피트(약 0.9~3m) 정도인데, 향후 최대 속력 시속 100마일을 목표로 하고 있음

▸ 조종석 후방에 장착된 컴퓨터에서 비행 시의 자세 제어와 속도 제어를 자동으로 실행하며 조종사는 방향과 고도 등을 조정하는데, 조종석에는 좌우에 컨트롤러만 있는 정도여서 HMI(Human Machine Interface)는 아주 간단함

◾ 훈련 시설에는 소형 항공기와 통신하며 상태를 모니터링 하는 컨트롤 센터가 있는데, 향후 판매가 본격화 될 때를 대비해 키티 호크는 모니터링을 위한 새로운 방법을 개발 중

▸ 훈련 시설 부지에는 각종 훈련용 장비 및 제어 센터, 기체의 격납고 등이 있는데, 훈련 과정을 보면 우선 비행 시뮬레이터를 이용해 조작하는 방법을 배우게 됨

▸ 다음으로 실제 실기를 타고 구동시켜 회전 날개를 동작시키고 실제 진동과 소리 등을 체험하며, 이어 착수시의 느낌을 경험하게 되는데, 대형 케이스 안에 많은 고무공을 깔고 그 위에 운전석 부분만 올려 착수시의 감각을 간접적으로 느낄 수 있게 하였음

▸ 컨트롤 센터에서는 플라이어와 무선으로 통신할 수 있고, 플라이어의 상태, 가령 2차 전지의 잔량이나 기체의 각도, 온도 등을 모니터링 하여 그 결과 값에 따라 조종사에게 다양한 조언을 하게 됨

▸ 컨트롤 센터는 어디까지나 훈련용으로 마련한 것이라고 하며, 플라이어가 본격적으로 시중에 판매되면 다른 방법으로 플라이어의 상태를 모니터링 할 계획이라고 함

▸ 훈련 시설이 플라이어 구매를 위한 필수 단계로 운영되고 있기는 하지만 현재는 교습을 받았다고 해서 구매자에게 바로 비행기를 인도하지는 않으며, 구매자는 주로 훈련 시설에서만 비행을 할 수 있다고 함

▸ 키티 호크측은 플라이어의 일반 판매와 관련해 구체적인 시기와 가격에 대해 아직 정해진 바가 없다면 밝히지 않고 있음

<자료> Fortune Magazine

[그림 6] 플라이어의 훈련 시설

◾ 비행 자동차의 상용화가 가시화되며, 자율주행차의 등장으로 인해 급감할 것으로 보이는 사람의 기기 조작 욕구를 다시 자극할 수 있을 것인지 귀추가 주목되고 있음

▸ 전기 자동차와 자율주행차에 이어 전기 항공기, 비행 항공기도 상용화 시기가 앞당겨지며 교통 환경과 이동수단에 일대 패러다임 전환이 예견되고 있음

▸ 비행 항공기에 관심이 모이는 것은 개인 이동수단으로서 이동의 자율성을 극대화한다는 측면도 있지만, 다른 한편으로는 자동차 산업이 고민하고 있는 기기 조작 욕구의 감퇴를 다시 불러일으킬 수 있는 계기가 될 수 있기 때문임

▸ GM 등 미국의 자동차 업체들이 IT 기업들 못지않게 자율주행차 개발에 발 벗고 나서는 것은 청년층들이 이제 자동차를 구매해 직접 조작하는 것에 관심이 없기 때문에 운전의 쾌감과 럭셔리 혹은 스포티한 디자인의 강조만으로는 자동차 판매가 어렵기 때문

▸ 비행 자동차는 지금까지 대중화되지 못했던 경비행기 조종이 결합된 형태이기 때문에, 기술이 보다 발전하고 가격이 현재의 자동차처럼 구매 가능한 수준으로 인하된다면 점차 줄어들고 있는 기기 조작 욕구를 다시 불러일으킬 가능성이 분명히 있음

▸ 그러나 자율주행차와 마찬가지로 우버 등에 의해 자율소형항공기 사업에 대한 개발이 이미 시작되었고, 자율항공기와 자율주행차는 끊김 없이 연계가 될 것이기 때문에 비행 자동차의 시장 전망 역시 밝다고 볼 수 없는 면이 있음

▸ 사업모델이 어떻게 정립되어 가든 한 가지 확실한 점은 이동수단의 패러다임이 급격히 변화하고 있다는 것이며, 이는 자동차 제조업체와 전후방 관련 산업을 포함하는 현재의 자동차 산업 생태계에 생존을 위한 근본적 혁신을 요구하고 있다는 것임

▸ 테라포밍의 대상 행성으로는 화성과 금성이 주로 논의되고 있는데, 화성은 자전주기가 24시간 37분, 자전축 기울기가 25도로 지구와 비슷해 4계절이 존재해 지구 환경과 가장 가까운 행성으로 알려져 있음

▸ 화성의 테라포밍에서 관건이 되는 것은 화성은 평균 기온이 영하 43도로 매우 낮고 대기압이 지구의 1% 미만이라는 환경을 개조하는 것임

▸ 이를 위해 몇 가지 방안이 제기되었으며, 대표적인 것이 화성의 토양에 포함된 이산화탄소를 대기로 방출시켜 온실효과에 의해 화성의 대기를 따뜻하게 해 얼음을 녹여 물을 만든다는 것인데, 최근 이 방법이 현재로서는 불가하다는 내용의 논문이 발표되었음

<자료> Wikipedia

[그림 1] 화성 테라포밍의 4단계

◾ 온실 효과로 화성의 온도를 올리는 방안은 매우 긴 시간이 걸릴 수 있다는 지적이 이전부터 있었지만, 이번 논문으로 그 실효성에 더욱 의문이 커지게 되었음

▸ 논문 발표자는 콜로라도 대학의 브루스 자코스키, 노던 애리조나 대학의 크리스토퍼 에드워즈로, 이들은 NASA의 화성탐사계획인 ‘메이븐(MAVEN)’과 ESA(유럽우주기관)의 화성 탐사선 ‘마스 익스프레스(Mars Express)’의 데이터를 바탕으로 분석하였음

▸ 두 사람의 연구자는 지금까지 얻은 데이터를 바탕으로 화성의 토양에 포함된 물질의 성분을 분석한 결과, 테라포밍에 중요한 역할을 하는 이산화탄소가 필요한 양의 50분의 1 정도 밖에 생성될 수 없다는 계산 결과가 도출하였음

▸ 또한 토양에 포함 된 이산화탄소는 접근성이 낮아 꺼내기 어렵고, 테라포밍을 위해 대기로 방출시키는 것 역시 쉽지 않다는 것을 밝혔음

▸ 논문에 따르면 현재 상태에서 화성의 대기 중에 이산화탄소를 방출할 수는 있고 온실 효과도 발생시킬 수는 있지만 기온 상승폭은 10도 정도에 불과해 얼음 상태로 존재하는 물을 액체로 바꾸는 것은 불가능함

▸ 이러한 상황을 근거로 논문은 ‘현재의 기술로는 화성을 테라포밍하는 것은 불가능’하다고 결론내리고 있는데, 물론 이것은 하나의 과학적 주장일 뿐 최종 결론은 아니지만 인류의 화성 이주가 쉽지 않음을 뒷받침하는 또 하나의 연구라 할 수 있음

▸ 온실 효과를 이용하는 것 외에 제기되고 있는 화성의 테라포밍 방안으로는, 화성의 궤도 에 PET 필름에 알루미늄을 증착시킨 거대한 거울을 만들어 태양빛을 화성의 남극·북극(극관)에 비추는 방안 등이 있음

▸ 참고로 금성의 테라포밍은 화성과는 정반대여서 500 ℃ 나 되는 고온을 어떤 방식으로든 낮춰 이산화탄소에 의한 온실 효과를 지구 수준으로 낮추는 것이 관건임