[UAM 시대②]용인에서 광화문까지 15분..한화시스템, '에어택시' 개발 속도

[서울=뉴시스]옥승욱 기자 = 서울과 같은 메가시티(Megacity, 인구 1000만명이 넘는 도시)에서 도심내 차량 평균 주행속도는 30km/h를 하회한다. 이에 하늘을 나는 3차원 공간의 UAM(Urban Air Mobility, 도심항공교통)이 교통정체 문제를 해결할 수 있는 미래 모빌리티로 떠오르고 있다. 한화시스템은 최고속도 최대 320km/h로 길막힘 없이 이동할 수 있는 에어택시 개발에 속도를 내고 있다.

한화시스템, UAM 시장에 2019년 진출 발표

한화시스템은 2019년 7월 국내 최초로 UAM 시장진출을 전격 발표했다. 2020년 2월부터 미국의 오버에어社와 함께 에어택시 ‘버터플라이(Butterfly)’의 공동개발에 본격 착수, 현재 UAM 사업 확장에 박차를 가하고 있다.

한화시스템은 현재 미국의 오버에어社의 ‘최적 속도 틸트로터(OSTR, Optimum Speed Tiltrotor)’ 특허기술을 바탕으로 UAM 기체 ‘버터플라이’ 상세설계를 진행 중이다. 경량 복합재와 고효율 공기역학 기술로 기존 틸트로터 기체보다 최대 5배의 효율을 자랑하는 OSTR 기술로 2024년까지 기체 개발을 마치고, 2025년에는 서울-김포 노선 시범 운행을 시작할 계획이다. 이를 위해 현재 도심 상공의 항행·관제 솔루션, 기존 교통체계 연동 시스템 등 항공 모빌리티 플랫폼을 구축해 나가고 있다.

[서울=뉴시스] 한화시스템 전기식 수직 이착륙 항공기(eVTOL) ‘버터플라이’ 모형. (사진=한화그룹 제공) *재판매 및 DB 금지

안전·효율·속도·저소음·친환경성 5박자 갖춰

한화시스템의 ‘버터플라이’는 4개의 틸트로터(Tilt-rotor)가 장착된 전기식 수직 이착륙 항공기(eVTOL, electric vertical take-off and landing) 타입이다. 독보적인 센서·레이다·항공전자 기술과 오버에어의 특허인 최적 속도 틸트로터(OSTR, Optimum Speed Tiltrotor) 기술 및 블레이드 개별 제어를 통해 안전성을 높이는 능동 진동 저감 기술인 IBC(Individual Blade Control, 개별 블레이드 제어) 기술이 적용됐다. 높은 수준의 안전성과 신뢰성을 갖춘 것으로 평가받는다.

OSTR기술은 개별 블레이드를 제어하는 가변속 틸팅 전기로터와 경량 복합재 및 고효율 공기역학 기술 등을 바탕으로 구현된다. 로터의 회전수 및 방향을 제어해, 순항(Cruising)과 호버링(제자리 비행)에 제한이 없다. 또한 에어택시 기체의 이착륙과 순항 순간의 균형(trade-off)을 맞춰 안정성과 효율성을 최적화하며, 기체소음도 줄여준다. 운항시간을 극대화해 최대 5배의 효율을 제공하고 있다.

한화시스템 UAM 기체 ‘버터플라이’의 틸트로터는 기존 헬리콥터와 달리 대형 로터 4개가 전방과 후방의 날개에 장착돼 있다. 이륙할 때는 수직으로 사용하고, 운항할 때는 방향을 바꿔 수평으로 사용할 수 있어 적은 에너지로 장시간 운항이 가능하다. 또한, 이 4개의 틸트로터는 분산 전기추진 방식(DEP: distributed electric propulsion)을 사용하기 때문에 하나의 프로펠러나 로터가 고장난다해도 안전하게 이착륙이 가능하다.

버터플라이는 기체의 엔진 역할을 하는 전기추진 시스템을 바탕으로, 배터리 완충 시 최대 320km/h 속도로 여러 회 에어택시 운행이 가능하다. 5분이 아쉬운 출근길, 8시 정각 용인 터미널에서 전기추진시스템이 장착된 버터플라이를 타면 8시 15분에 광화문역에 내릴 수 있다. 또한 헬리콥터보다 15db(데시벨) 이상 낮춰 소음도 65db 이하다. 서울에서 인천까지도 약 20분이면 이동할 수 있다. 전기추진 시스템은 100% 전기로 구동돼 탄소 등 공해 유발 물질은 배출하지 않는다.

한화시스템이 개발하는 수평·수직 방향 선회 방식인 벡터 트러스트(Vectored Thrust, 추력 가변형)는 최상위 기술로서, 이륙 후 순항(Lift+cruise) 형태로 불리는 복합형 기체 보다도 높은 안정성과 고효율을 자랑하는 것으로 평가되고 있다. 이륙할 때는 수직으로 하늘을 향하게 틸트로터를 사용하여 활주로 없이 헬기처럼 뜨고, 전진 운항 시에는 고정익(固定翼, 항공기의 동체에 고정된 날개 항공기)와 유사한 방법으로 비행을 하므로 속도를 높일 수 있다. 현재 개발된 중국의 이항(EHang)의 기체와 같은 멀티콥터형에 비해서도 월등히 빠른 속도로 비행한다.

[서울=뉴시스] 한화시스템과 한국공항공사가 구상 중인 '버티허브(verti-hub)' 구축 조감도. (사진=한화그룹 제공) *재판매 및 DB 금지

국내 유수기업들과 협력관계 확대…다양한 사업기회 발굴

한화시스템은 오버에어와 UAM 기체 개발 뿐만 아니라 운항 서비스, 인프라 등 미래 모빌리티에 대한 토탈 솔루션 제공을 목표로 국내외 유수 기업들과 협력관계 확대 등 전 방위적인 사업기회를 발굴해 나가고 있다.

한화시스템은 UAM시장의 ‘넘버원 에어 모빌리티 프로바이더(No. 1 Air Mobility Provider)’로 도약하기 위해 ▲이착륙 시설 ▲항로·항행 안전시설 ▲인프라 사업 ▲항공서비스까지 UAM 전 분야에 사업 참여를 진행 중에 있다.

한화시스템은 올해 1월 한국공항공사·SK텔레콤·한국교통연구원과 ‘UAM 사업 협력을 위한 4자 업무협약(MOU)’을 맺고 분야별 핵심 플레이어와 UAM 사업모델 및 생태계 구축에 나섰다. 4개사는 UAM 기체개발, UAM 이·착륙 터미널인 버티포트(Vertiport) 인프라, 운항 서비스, 모빌리티 플랫폼에 이르는 ‘UAM 밸류체인’을 구축하고 UAM 산업 생태계 조성과 활성화를 위해 상호 협력한다.

한화시스템은 한국공항공사와 에어택시가 뜨고 내릴 수 있는 도심항공교통용 터미널 '버티포트(vertiport)'의 상위개념인 세계 최대 규모의 '버티허브(verti-hub)'를 김포공항에 구축키로 합의했다.

또한 ‘우주 인터넷’을 실현시키게 될 핵심기술인 ‘위성통신 안테나’ 관련 해외 선진기업들을 차례로 인수·투자하며 신사업 영역을 확대하고 있다. 한화시스템이 UAM과 우주 인터넷 분야 두 사업을 동시에 추진하는 배경은 ‘시너지’다. 저궤도 위성통신 기술이 에어모빌리티 사업의 핵심인 교통관리·관제 시스템에 활용되기 때문이다.

수백 미터(m) 고도에서 날아다니는 에어모빌리티는 지상 통신망으로 신호를 주고받기 어려워 위성통신 기술이 반드시 필요하다. UAM과 위성통신 안테나 기술 시너지는 시장의 큰 기대를 받고 있다. 한화시스템은 이러한 시너지를 통해 비용은 낮추고 효율을 극대화할 계획이다. 글로벌 시장 선점을 위해 UAM 기체와 자율비행 서비스·인프라 기술을 가진 해외 우수 기업과 협업이 중요하다고 보고 선제적인 투자를 적극 진행하고 있다.

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