도심항공교통

도심항공교통 또는 UAM(Urban Air Mobility)은 도심 항공 모빌리티를 의미한다. 개인용 비행체(PAV) 개발부터 제조, 판매, 인프라 구축, 서비스, 유지·보수 등 도심 항공 이동수단과 관련한 사업을 모두 포괄하는 개념으로, 도심 공중 지역에서 화물과 승객을 안전하고 효율적으로 운송하는 시스템을 의미하기도 한다. 도심의 극심한 도로 혼잡을 줄여줄 대안으로 새롭게 등장했다.

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개요

UAM은 교통 문제를 개선할 수 있는 대안으로 등장했다. 이는 지상이나 지하로만 이뤄져 있는 이동공간을 공중으로 확장시킨 것으로, 비행기체와 운항, 서비스를 총칭하는 명칭이다. 이중 비행기체의 경우 보통 하늘을 나는 자동차, 플라잉카를 생각하는데 가장 활발하게 개발이 진행되고 있는 기체는 수직이착륙기(eVTOL)라고 불리는 전기동력 분산 수직이착륙기이다. 당장 개발되고 있는 것은 4~6명의 승객이 탑승하고 조종사가 조종을 하는 방식으로, 자율비행 기술이 발달하면 무인 UAM도 등장할 수 있을 것으로 예상된다. 편리함 때문에 등장한 UAM을 개발할 때 절대적으로 고려해야 하는 것은 안전성이다. 자동차로 인한 사고 또한 빈번하게 일어나지만 사람 4~6명이 탈 수 있을 정도로 규모가 있는 비행기체가 떨어지면 자칫 큰 인명피해로 이어질 수 있기 때문이다. 가장 큰 안전비결은 소형로터를 여러 개 사용한다는 것인데, 여러 개의 로터 중 하나의 로터만 고장 나도 나머지 로터로 기체를 제어할 수 있어 안전성을 크게 높일 수 있다. UAM이 상용화되면 외곽지역에서 도심으로 이동하는 시간이 대폭 단축된다. 개발되고 있는 비행기체들이 시속 200~240km로 이동할 수 있다는 점을 감안하면 2020년대 초반 개발되고 있는 UAM의 속도를 고려했을 때 50km를 약 20분에 갈 수 있다. 또 차량 운행도 줄어들어 교통 혼잡도도 낮아질 수 있다. 여기에 차량 인프라로 만들어졌던 주차장 등의 시설이 줄어들면 도심 공간을 다른 용도로 활용할 수 있어 궁극적으로 삶의 질이 획기적으로 개선될 수 있다. 하지만 UAM이 상용화되기 위해서는 비행기체 개발뿐만 아니라 첨단기술 기반 항공교통관리 시스템 확립이 필수적이다. 기존 비행기의 경우 높은 고도에서 많지 않은 숫자가 다니는 반면 UAM은 저고도에서 다수의 비행체가 다니게 되기 때문에 지금의 인력중심 관제시스템으로는 한계가 있고, 첨단·무인기반 항공교통관리 체계가 필요하게 된다. 인프라 기준 마련도 주요 과제인데, 비행기체가 도심에서 운항하기 위해서는 이착륙 시설을 갖춘 UAM 터미널이 필요하다. 도심 내 UAM 터미널은 육상교통과의 연계를 위한 환승센터와 빌딩옥상 등에 구축될 전망이다. 이 터미널에는 비행기체의 이착륙뿐만 아니라 탑승 및 환승, 비행기체 충전 및 정비 등의 시설이 갖춰질 것으로 예상된다. 이밖에 비행기체의 조종사 자격기준과 유지, 보수, 운영 기준도 함께 마련해야 개발 취지에 맞는 편리하고 안전한 UAM이 될 수 있을 것이다.

등장배경

인간이 언제 어디서나 자유로이 날라 다닐 수 있는 것은 인류의 오랜 꿈이었다. 도심과 고속도로 등 지상교통망이 심각하게 정체·포화되어 지상교통망 신규 확충에 막대한 비용이 소요되는 상황으로 악화되면서 3차원 공중 교통수단, 소위 개인용 비행체(PAV, Personal Air Vehicle)에 대한 사회적 니즈가 점진적으로 증가되어 왔다. 90년대 중반 이후 개인항공기에 대하여 미국 나사(NASA) 등에서 여러 분야의 연구를 진행하였고, 2000년대 들어 유럽도 관심을 가져 여러 관련과제를 수행하였으며, 일부 마니아층이나 스타트업에서는 몇 가지 개념을 구현하고자 비행체 개발을 진행하였다. 하지만, 개인용 비행체의 가장 큰 시장인 도심용 개인용 비행체 구현을 위한 기술적인 성숙도의 미흡으로 시장성 있는 비행체는 개발되지 못했다. 그러나 2010년대 들어 촉발된 촬영·취미용 드론 열풍은 전기동력, 자율비행, 모터 등의 기술 성숙도를 높였고, 급기야 2016년 1월 중국 스타트업 이항(EHang)의 세계가전전시회(CES)전시, 10월 우버(Uber)의 엘리베이트(Elevate)를 발표, 분산전기추진(DEP) 등 관련 기술의 성숙화 등에 따라, 전 세계적으로 UAM 개발 열풍이 불고 있다. 2017년 9월 20여 개였던 비행체 개발사는 2018년 2월 50여 개로 늘어났으며, 이는 대형 서비스 제공자에 의해 촉발된 신산업의 태동으로 볼 수 있다. 개인용 비행체 시장은 2017년 중반까지 수요대응형 모빌리티(ODM) 시장을 중심으로 논의되다가 그 방향을 더욱 좁혀 근 미래 실현가능성이 있는 전기동력 UAM 개발 및 서비스에 집중하고 있다.

서비스 종류

드론 배송

먼저 가까운 미래에 개화될 UAM 시장은 드론 배송 서비스 시장이 될 것이다. 무게, 사이즈 등 기술적 장벽이 낮고 규제도 상대적으로 덜하기 때문이다. 아마존(Amazon)과 징동닷컴(JD.com), 알파벳(Alphabet) 등 업체들은 이미 테스트 배송을 마친 상태고 일부 지역에 한해 드론 배송 서비스를 운영하고 있다. 드론 배송 서비스가 먼저 활성화 될 가능성이 높은 분야는 환자에게 긴급 의약품을 배송하는 등 신속한 배송이 필요한 분야다. 글로벌 운송회사 디에이치엘(DHL)은 소형 무인 운반기를 통해 긴급 의약품 배송 서비스를 테스트한 바 있다. 두 번째, 산간 오지나 섬, 도로가 없는 지역, 눈이나 폭설이 잦은 지역 등 교통상황이 불편한 지역에서 시장이 빠르게 형성될 것이다. 징동닷컴의 경우 교통 인프라가 잘 갖춰지지 않은 중국 도서지역에 드론을 집중 투입해 인프라의 한계를 극복하고 있다. 셋째, 배송 인력을 구하기 힘들고 환경오염에 관심이 많은 선진국 거대 도시 지역 중심으로 드론 배송 서비스 사업이 활발히 전개될 것으로 예상된다. 유럽 대도시에서는 환경오염 문제의 원인을 급증하는 전자상거래로 인해 트럭 기반 배송 서비스의 증가, 그에 따른 교통 혼잡과 디젤 활용으로 판단하고 있다. 트럭 배송 서비스의 환경오염 유발 세금, 적재 효율 하락 등이 맞물려 기존 서비스의 경제성은 하락하고 드론 배송 서비스의 경제성이 상대적으로 개선될 가능성이 있다. 이와 같이 단계적으로 드론 배송 서비스는 그 응용 범위를 넓혀갈 것이다. 특히 경제성을 갖추면서 그 저변이 빠르게 확대될 것으로 보이는데, 규제당국 역시 협조적이다. 미 연방항공국(FAA)과 나사(NASA)는 2019년까지 드론 항공 통제 시스템 테스트를 완료할 계획이라고 밝혀 2025년 도심 내 드론 배송 서비스가 보편화될 것이라고 전망된다. 드론 배송 서비스 시장을 주도할 기업으로 아마존이 주목을 받고 있는데, 아마존은 2012년부터 프라임에어(Prime Air) 프로젝트를 시작했고 2016, 2017년 영국과 미국에서 실험 배송을 이미 완료했다. 또한 비행 및 안전관리, 충전 및 유지보수, 물품 배송 관련된 특허를 지속적으로 출원하고 있어 강력한 드론 배송 네트워크를 구축할 것으로 예상된다. 아마존은 미국 내 50개 물류창고 기준 반경 25km 이내 장소에 2.5kg 미만의 물품을 드론으로 30분 안에 배송 가능하다고 언급한 바 있다. 아마존 매출 중 2.3kg 이하 물품이 86%를 차지한다. 아마존 입장에서는 배송시간과 비용을 획기적으로 줄이면서 전반적인 전자상거래 플랫폼 경쟁력을 높일 수 있게 된다. 물론 초기 투자비용은 수익성에 부담이 될 수 있겠지만 중장기적인 비용 절감과 추가 수익 창출 효과가 더 클 것으로 기대된다.

에어 택시

시장에서는 에어 택시 서비스의 보급 및 본격적인 상용화 시점을 2040년으로 보고 있다. 다만, 기술이 예상보다 빠르게 발전하고 정부와 입법기관이 적극적으로 산업을 육성하고 지원해준다면 시장은 보다 일찍 개화될 수도 있다. 포르쉐 컨설팅은 여객용 드론 시장 상용화 시점을 2035년으로 보고 있으며, 도심 내 서비스 시장 규모는 210억 달러, 수직이착륙기 비행체는 15,000대에 달할 것으로 전망하고 있다. 가치사슬은 크게 1)수직이착륙 기기 및 드론 제작 등의 하드웨어 2)승차공유와 차량호출 및 온디맨드 모빌리티 등의 서비스 3)보험, 유지보수, 인증 등의 기타 사항으로 구성된다. 하드웨어 시장과 기타가 각각 전체의 25%에 불과하고 서비스 시장이 전체의 50%를 차지할 것으로 추정된다. 즉, 우버와 같은 플랫폼 업체가 전체 에어 택시 공유 서비스 시장을 주도할 가능성이 높다는 의미다. 지상 승차공유 및 차량호출 서비스 시장에서 우버 플랫폼의 영향력이 가장 세기 때문에 가장 이른 시점에 에어 택시 서비스를 개시할 업체는 우버로 전망된다. 우버는 2023년을 목표로 비행 택시 서비스를 준비하고 있으며 2020년부터 미국 및 전 세계 몇몇 도시에서 테스트를 전개할 예정이다. 우버 외에도 중국 이항(Ehang), 독일 볼로콥터(Volocopter), 프랑스 에어버스(Airbus)와 같은 업체들은 싱가포르, 두바이, 상파울로, 댈러스 등의 도시에서 수직이착륙기 비행 및 항공 서비스를 테스트할 예정에 있으며 테스트 결과가 향후 UAM 시장의 개화 속도를 결정할 것으로 보인다. 우버는 비행 공유서비스를 우버에어(Uber Air)라고 명명하고 2016년, 이를 위한 우버 엘리베이터(Uber Elevator) 프로젝트를 시작했다. 비행 공유를 위한 수직이착륙기 사양, 안전, 소음 기준의 제정, 법률 정비, 이착륙 인프라 시설 구축 등 다양한 입장을 가진 이해관계자들과 본격적으로 논의를 진행하고 있다. 2020년 안에 미국 일부 도시에서 200대의 항공기로 우버 에어 서비스 실험을 시작할 예정이며 그 첫 번째 도시는 댈러스, 두 번째 도시는 로스앤젤레스가 될 예정이다. 우버의 계획은 연방정부·주정부와 적극적인 협업 속에 진행되고 있다. 비행 공유에 필요한 무인교통관리시스템, 무인항공시스템 개발을 위해 나사와 협약을 체결하였으며, 나사와 함께 도시 공역 운용 요구사항을 마련하고 있다. 엘리베이트 서밋 행사에서는 나사 관계자와 미 연방항공국 관계자, 댈러스 시장이 직접 모습을 드러냈다. 우버가 에어 택시 개념을 처음으로 발표한 시점은 2016년으로 당시에는 2025~2030년 사이에 서비스를 론칭할 계획이었으나, 소재 기술, 전기화 기술의 발전, 배터리 비용 하락 등에 따라 서비스 론칭 시점은 2023년으로 당겨졌으며 시범 서비스는 2020년에 시작될 예정이다. 우버는 비행 공유 서비스를 현재 교통시스템의 보완 및 대체재로 생각하고 있으며, 고급이지만 다수가 이용할 수 있는 매스티지(Masstige) 서비스를 지향하고 있다.

이동수단

플라잉카

UAM 생태계에서는 기존의 민간 항공기나 헬리콥터가 아닌 도시환경에서 운용할 수 있고 누구나 쉽게 이용할 수 있는 새로운 이동수단이 필요하다. 도시 하늘을 누빌 새로운 교통수단에 대해 과거부터 현재에 이르기까지 가장 대중에게 친숙한 개념은 하늘을 나는 자동차, 즉 플라잉카(Flying Car)라 할 수 있다. 일반적으로 플라잉카는 1917년 미국의 항공기 설계사 글렌 커티스(Glenn Curtiss)가 개발한 오토플레인(Autoplane)을 시초로 본다. 물론 그 당시 오토 플레인의 경우 오늘날 생각하는 실질적인 비행은 어려웠던 것으로 전해지지만, 그만큼 하늘을 나는 자동차에 대한 인류의 열망은 오래 전부터 이어져 왔다. 플라잉카는 시대를 초월하여 언젠가 인류가 도달해야 하는 기술적 지향점으로 여겨져 왔다. 현대적 의미의 플라잉카는 2010년을 전후로 본격적으로 공개되기 시작되었다. 미국 MIT 대학 졸업생들이 설립한 테라퓨지아(Terrafugia)는 2009년 자동차에 접이식 날개를 갖춰 도로에서의 주행과 하늘에서의 비행이 모두 가능한 트랜지션(Transition)이라는 플라잉카를 선보였다. 테라퓨지아 외에도 2012년 네덜란드의 팔브이(PAL-V)가 자동차와 자이로콥터를 결합한 리버티(Liberty)를 공개했으며, 슬로바키아의 에어로모빌(AeroMobil)도 2014년 자동차와 비행기를 결합한 에어로모빌 3.0을 선보였다. 이러한 초기 플라잉카 모델들은 예약 판매에 돌입하여 상용화를 눈앞에 두고 있다.

실존하는 플라잉카 리스트

모델명	트랜지션	리버티	에어로모빌 3.0
형상
제조사	테라퓨지아 (미국, 2017년 중국 지리자동차가 인수)	팔브이 (네덜란드)	에어로모빌 (슬로바키아)
공개시점	2009년	2012년	2014년
주요 특징	접이식 날개 장착 로텍스 912S 엔진(경비행기형) 비행모드 변환과정 : 30초 이륙에 필요한 거리 : 518m 최대비행거리 : 640km 최고비행속도 : 161km/h 예상가격 : 40만~50만 달러	접이식 프로펠러 장착 풍력발전 기반 로터 곡선도로 주행 시 틸팅 가능 비행모드 변환과정 : 10분 이내 최대비행거리 : 500km 최고비행속도 : 180km/h 예상가격 : 40만 달러(보급형) 60만 달러(고급형)	접이식 날개 장착 비행모드 변환과정 3분 이내 이륙에 필요한 거리 : 200m 최대비행거리 : 700km 최고비행속도 : 200km/h 상업모델인 에어로모빌 4.0은 2020~2021년도 출시 예정 예상가격 : 130만 달러

개인용 비행체

초기 플라잉카 모델들은 도로주행과 공중비행이 모두 가능하다는 이점이 있었지만 내연기관 엔진을 사용해 공해를 유발하고, 소음이 크며, 대부분의 모델이 이륙하기 위해서는 활주로나 별도의 공간이 필요하다는 단점을 갖고 있었다. 즉, 기술적인 가치는 높다고 할 수 있으나 도시의 환경오염이나 교통 체증, 한정된 공간과 같은 문제들을 해결하기에는 다소 한계가 있었다. 이에 따라 최근에는 드론과 항공기의 결합이 자동차와 항공기를 결합한 전통적인 플라잉카의 단점을 극복하고, 도시문제를 해결할 수 있는 새로운 대안으로 떠오르고 있다. 활발하게 개발이 진행되고 있는 드론형 공중 이동수단은 기술적으로 배터리와 모터를 추진동력으로 하여 친환경적이고, 소음이 적다. 또한 건물 옥상 등 도심 내에서의 수직이착륙이 가능하다. 드론형은 활주로가 필요하지 않고 지점간(Point-to-Point) 운송이 가능하기 때문에 초기 플라잉카 모델보다 UAM 생태계에 적합한 운송수단으로 인식되고 있다. 또한 장애물이 많지 않은 공중에서만 이동하기 때문에 도로주행을 겸하는 초기 플라잉카 모델들에 비해 원격조종이나 자율비행의 적용이 수월하다. 드론형 공중 이동수단의 경우 플라잉카의 범주로 볼 수 있지만, 도로주행보다는 공중에서의 도시 내 이동에 초점이 맞춰져 있어 최근에는 개인용 비행체라는 표현이 더 빈번하게 사용되고 있다. 개인용 비행체는 운용기준에 따라 공중에서의 비행만 가능한 싱글모드(Single Mode), 공중에서의 비행과 도로에서의 주행이 모두 가능한 듀얼모드(Dual Mode)로 구분된다. 2010년 전후로 개발된 초기 플라잉카들은 바로 개인용 비행체의 듀얼모드에 해당한다고 볼 수 있다. 또한 개인용 비행체는 이착륙 방식에 따라 STOL(Short Take-Off And Landing)과 VTOL(Vertical Take-Off and Landing)로 구분할 수 있다. STOL형 개인용 비행체는 일반 여객기만큼 긴 거리는 아니지만, 이륙하기 위해서는 활주로가 필요하다. 반면 VTOL형 개인용 비행체는 활주로 없이 수직이착륙이 가능하다.

수직이착륙기

다양한 개인용 비행체의 유형 중 아직까지 시장에 지배적인 제품은 등장하지 않았다. 그러나 개발되고 있는 개체들을 보면, 싱글모드-VTOL형 개인용 비행체가 절대 다수를 차지하고 있다. 그리고 최근 개발되고 있는 VTOL형 개인용 비행체는 배터리와 모터를 통해 전기동력을 얻는 수직이착륙기(eVTOL, Electricpowered Vertical Take-Off and Landing)이다. 2019년 12월 기준으로 전 세계에서 114개의 업체가 133개의 수직이착륙기 모델을 개발 중인 것으로 나타났다. 이중 미국기업이 52개 업체로 수직이착륙기 개발을 주도하고 있으며, 영국(11개사), 프랑스(8개사), 러시아(6개사), 독일(5개사)이 그 뒤를 따르고 있다. 대한민국의 경우도 한국항공우주연구원과 현대자동차㈜에서 수직이착륙기 모델을 개발하고 있다. 개발 중인 수직이착륙기 모델을 에너지 원천별로 구분해 보면 순수배터리로만 구동되는 모델은 94개, 하이브리드 모델은 34개, 수소전기 모델은 5개로 순수배터리 모델이 주류를 이루고 있다. 또한 자율비행으로 개발되고 있는 모델은 61개, 파일럿이 필요한 수동비행으로 개발되고 있는 모델은 72개로 아직까지는 수동비행의 모델이 더 다양하게 개발되고 있는 것으로 나타났다.

관련 기업

플랫폼 기업

우버

우버에어(Uber air)

우버 스카이포트(skyport) 콘셉트 사진

하늘을 나는 헬리콥터 택시, 우버(Uber)의 우버에어(Uber air) 서비스가 2023년에 상용화가 될 전망이다. 해당 서비스를 시행할 도시는 미국의 댈러스와 로스앤젤레스, 그리고 호주 멜버른 총 세 곳이다. 우버가 2023년 상용화할 우버에어는 개인용 비행체를 이용한 이동 서비스다. 쉽게 말해 하늘을 나는 택시 사업으로, 직각으로 뜨고 내릴 수 있는 전기수직이착륙기를 활용한다. 4쌍의 프로펠러가 달렸고 최대 4명까지 탈 수 있으며, 헬리콥터처럼 상공에 뜬 다음 꼬리 부분의 프로펠러로 앞으로 비행할 수 있다. 동력은 전기로, 한번 충전하면 최고 시속 321km로 약 96km까지 날 수 있다. 소음은 중형트럭의 절반 수준에 불과하다. 우버에어는 우버가 직접 제조하지 않고 우버가 제시한 설계 기준에 따라 위탁 생산된다. 이를 위해 우버는 오로라 플라이트 사이언스(Aurora Flight Science), 벨(Bell), 엠브라에르(Embraer), 조비항공(Jovi Aviation), 피피스트렐 에어크래프트(Pipistrel Aircraft), 카렘항공(Karem Aircraft), 전트에어모빌리티(Jaunt Air Mobility) 등 경비행기 및 헬리콥터 제조사들과 제휴를 맺었다. 우버는 서비스 초기엔 항공 조종사가 우버에어를 몰지만, 궁극적으로 무인 자율비행 택시로 운행하는 것을 목표로 삼고 있다. 도시간 장거리 비행 대신 시내 택시처럼 도심 운행을 하는 교통수단인 우버에어를 상용화하기 위해선 우버에어가 뜨고 내릴 수 있는 정거장이 필요하다.

스카이포트(skyport)는 우버에어 승객을 태우는 일종의 정거장의 역할을 한다. 도심 내 빌딩 옥상을 이용하거나 아예 새로운 형태의 착륙장을 건설하는 식이다. 이를 위해 우버는 부동산 회사인 힐우드(Hillwood), 릴레이티드(Related), 맥쿼리은행(Macquarie bank), 오크트리(Oaktree) 등과 손을 잡았다. 우버는 스카이포트와 다양한 모빌리티 서비스를 연계한다는 구상이다. 우버에어로 스카이포트를 비행 이동한 뒤 우버 앱을 통해 우버엑스(택시), 우버바이크(자전거), 우버스쿠터(오토바이) 등 서비스를 연결해 최종 목적지까지 지상 이동하는 방식이다. 우버는 시범사업을 위해 스카이포트 구축에 속도를 내기 위해 연방 항공 관리국이 제공한 기존 헬리포트 규정 및 파트너 항공기의 설계 사양을 기반으로 주요 주 정부의 승인을 받기 위한 자문 과정을 거치고 있다. 우버의 스카이포트는 기체의 주차공간과 이륙·착륙장 공간이 필요하다. 최대 차량 치수를 기반으로 50피트(약 15미터) 이상을 이·착륙 장소로 확보하도록 하고 있다. 주변 안전 구역은 직경 108 인치, 직경 4 인치 정도다. 이 같은 기준을 바탕으로 우버는 4~5대 주차할 수 있는 스카이포트를 이상적으로 보고 있다. 우버는 도심 어디에나 있는 기존 인프라인 주차장을 개조해 스카이포트로 활용하기 위해 후보 지역을 집중 검토하고 있다. 스카이포트의 위치는 구역, 주변 공역 및 항공 노선, 항공 승인, 보행자 및 차량 통행에 미치는 영향, 주차, 에너지 요구 사항, 소방 접근성을 고려해 결정한다는 방침이다.

스타트업

이항

이항 F216(EHang F216)

이항(Ehang)은 중국의 대표 자율 항공 차량 기술 플랫폼 회사이다. 2016년 한 명이 탈 수 있는 드론을 출시했는데, 이때부터 미국과 유럽에서 기술 견제를 하기 시작했다. 기존의 드론 기술은 나사가 가지고 있었는데 중국이 상용화를 먼저 시작한 것이다. 중국 심천에 이미 400개의 공급사슬이 구성되어 있다. 이항은 2017년 미국 네바다 주의 경제개발국(GOED), 네바다 자율시스템연구소(NIAS)와 함께 네바다 주 연방항공국 무인항공 시스템 시험장에서 이항 184의 비행 테스트, 훈련, 개발을 추진하기로 합의하면서부터 본격적으로 주목을 받기 시작했다. 이항 184는 단일 승객과 30분 동안 비행할 수 있는 여행 가방용으로 설계된 자율항공기이다. X 형태로 구성된 드론으로, 4개의 팔에 장착된 8개의 로터를 사용한다. 최고 비행 속도는 시간당 160km이며, 최대 범위는 50km이다. 이항 184는 탑승객이 객실 내부의 터치-스크린 패드에서 선택한 미리 설정된 목적지까지 비행하도록 프로그래밍 되었으며, 비행은 지휘센터에서 원격으로 실시간 모니터링 된다. 항공기의 안전을 보장하기 위해 이항은 백업을 통해 여러 개의 중복 시스템을 갖춘 센서 모음을 사용해 실시간으로 가장 안전한 비행경로를 목적지에 표시한다. 이때 각 차량의 통신은 독립된 키로 암호화된다. 기내에서 비상사태가 발생하면 시스템은 상황을 평가하고 필요한 경우 비상 착륙 절차를 실행하거나 승객이 비행을 중단하고 제자리에 머물도록 선택할 수 있다.

이후 이항이 발표한 또 다른 자율항공기는 공항과 활주로가 필요 없이 수직 이착륙이 가능하다. 자율항공기가 일상에서 이용할 수 있는 교통수단 중 하나로 자리매김할 것이라는 전망이 나오는 이유다. 택배 등 물류 비즈니스에서도 자율항공기가 사용될 수 있다. 이항 F216(EHang F216)은 무게 340kg으로 승객 2명을 태우고 시속 150km로 30분간 비행이 가능하다. 이항은 전 세계 일부 도시에서 여객용 에어택시 테스트를 진행했다. 2020년 7월 중순에 중국 동부의 연안도시인 옌타이(Yantai)에서 항공관광 시험서비스를 진행하기 시작하여 도심 내의 새로운 관광 서비스 등장을 예고했다. 또한 2020년 7월에는 자사가 개발한 비행체인 이항 216F를 공식 발표했는데, 이는 도심 내 고층 빌딩에서 화재가 발생했을 때 최대 150리터의 화재 진압용 소방 거품과 6개의 소화탄을 탑재하여 초기 진압을 시도하는 용도로 활용된다. 특히 해당 비행체는 가시광선 줌 카메라를 활용해 신속하게 화재 지점을 식별하고, 정확한 화재 발생 지점에서 정지 비행을 하면서, 레이저를 통해 창문을 깨고 소방 거품을 분사할 수 있다. 전 세계 주요 도시에서 초고층 빌딩이 늘어나고 있는데, 만일 화재가 발생한다면 기존의 소방 시스템으로 대처하는 데에는 한계가 존재할 수밖에 없다. 이에 소형 비행체를 이용해 1차적인 화재 진압을 시도하는 것이다. 한편 이항은 2019년 11월 서울 스마트모빌리티 엑스포에 참가해 유인 드론 이항 216F를 전시한 바 있다.

조비에이션

조비에스-4(Joby S-4)

조비에이션(Joby Aviation)은 2009년 창업한 캘리포니아에 본사를 둔 벤처기업으로, 헬리콥터나 드론 등 수직으로 이착륙이 가능한 수직이착륙기를 개발하는 업체다. 조비에이션은 2017년 조비S-4 1세대인 4인석급 무인 비행기의 비행시험을 착수하고, 2년 후 2019년부터 2세대인 5인석급 유인 비행시제기의 비행시험을 시작했다. 2세대의 형상은 1세대 대비 총 중량이 2,177kg으로 늘어났고, 전진익 형태의 V자형 미익을 손봤다. 조비는 2020년 9월까지 2세대 비행시제기가 조종사가 탑승한 유인비행과 무인 원격조종 방식을 섞어 수백 번의 비행시험을 마쳤다고 발표했다. 조비S-4의 밑거름은 비행시제기로 제작되지 않은 개념설계기인 조비S-2(Joby S-2)였다. 조비S-2는 총 12개의 프로펠러를 가진 형상으로, 조비S-4가 가진 6개의 프로펠러에 비해 2배 많은 프로펠러를 가지고 있었다. 12개의 프로펠러 중에 8개는 주익에, 4개는 미익에 위치하여, 수직이착륙 시에는 12개의 프로펠러가 틸트되어 수직 방향이 된다. 수평비행, 즉 순항 시에는 주익 양 끝에 프로펠러 2개만 전진 방향으로 틸트되어 추력을 발생시킨다. 그럼 나머지 프로펠러 10개는 모터 나셀(nacelle)에 바짝 달라붙어 항력을 줄인다. 이러한 특징을 토대로 조비에이션은 조비S-2 프로펠러의 콘셉트를 '기울일 수 있고 접힐 수 있는(tiltable and foldable) 비행기'로 잡았다. 프로펠러를 나셀을 감싸듯이 접을 경우 1)항력 감소 2)블레이드와 허브의 하중을 줄여서 구조적인 하중 요구도가 감소하는 효과가 있다. 한편 2019년 12월 20일자로 우버는 조비에이션과 다년도 상업 파트너십을 체결했다고 발표했다. 조비에이션은 전기 에어택시의 공급과 운용을, 우버는 공역 지원 서비스, 스카이포트 인프라, 지상 교통망 연결, 고객 인터페이스를 승차공유 네트워크를 통해 협력하기로 했다. 해당 협력을 통해 우버 사는 2023년에 미국 댈러스, 로스앤젤레스, 호주 멜버른에서 조비에이션 기체로 에어택시 서비스를 착수하겠다는 계획을 가지고 있다. 조비에이션은 2019년까지 총 1억 2,800만 달러(약 1,562억 원)를 조달했는데, 인텔 캐피탈과 토요타 AI 벤처스가 주요 투자자로 참여했다.

키티호크

코라(Cora)

플라이어(Flyer)

헤비사이드(Heaviside)

키티호크(Kitty Hawk)는 에어택시 산업에서 세계 최초로 자율주행 기술을 선보인 미국의 스타트업이다. 구글의 공동 창업자인 래리 페이지(Larry Page)가 투자한 기업으로, 대형 드론 형태의 비행체를 비롯한 UAM 전반적인 비행체를 개발하고 있다. 키티호크는 2017년 상반기, 키티호크의 첫 수직이착륙기인 코라(Cora)를 발표했다. 코라의 강점은 수직 및 수평이동이 가능하다는 것이다. 또한 완전히 분리되어 있는 프로펠러를 갖추고 있어 활주로를 필요로 하지 않는다. 더불어 전동식이기 때문에 배출가스 없이 하늘을 날 수 있다. 코라는 시속 90마일(약 145km/h) 이상의 속도로, 당시 최고 속도를 자랑했으며 한 번 충전으로 60마일(약 96km)을 비행할 수 있다. 조종사를 제외하고 승객은 2명 정도 탈 수 있는 공간이 있어 완전한 자동조종시스템까지 탑재하고 있다. 우버나 에어버스 같은 타사의 에어택시는 코라의 비행 영상을 발표했을 당시 컨셉아트처럼 보인다며 좋지 않은 평가를 했지만, 키티호크 사의 항공기는 프로토타입 모델로 부르기에는 현장감이 넘치는 영상을 발표했다.

이후 2017년 하반기 키티호크가 발표한 1인승 비행차량 모델인 플라이어(Flyer) 모델이 하늘, 정확히는 물 위를 나는 자동차 프로토타입 동영상이 유튜브에 공개됐다. 키티 호크에서 배포한 동영상을 보면 한 사람이 조그만 운전석에 탑승한 이 플라잉카가 굉음을 내고 움직이는 8개의 프로펠러를 맹렬히 돌리면서 호수 위 10m 상공을 날아가는 것을 볼 수 있다. 동영상에서 플라이어 모델은 거의 수직으로 떨어져 착수하는 모습이나 완만하게 방향을 전환하는 모습을 볼 수 있다. 수면에서 평균 잡아 2∼3m 상공을 비행할 수 있으며 최대 4.5m 상승할 수 있다. 속도는 40km/h다. 비행기라고 했지만 실제 모양새는 드론 크기를 키웠거나 하늘을 나는 자전거 같은 모습을 하고 있다. 키티호크 플라이어는 미 연방항공청 규정에 따르자면 초경량 비행기로 조종사 면허가 필요 없다. 기체는 100% 전기동력을 이용해 구동하며 수상 비행을 할 수 있다. 실제로 조종사 키메론 모리세이(Cimeron Morrissey)는 “마치 장난감 헬리콥터처럼 생겼지만 매우 뛰어난 비행 및 착륙 능력을 지니고 있다”고 말했다. 운전 역시 간편하다. 비디오 게임을 하듯이 조이스틱을 움직이며 필요할 때마다 추가 기능을 지닌 버튼을 누르면 된다. 키티호크 사에 따르면 이 플라잉카는 미 정부 당국이 시행한 안전성 시험에 통과했다. 또 호수 지역과 같은 사람이 붐비지 않는 한적한 지역을 운행할 경우 얼마든지 시험운행이 가능하다는 허가를 받아놓았다. 따라서 키티호크는 2017년 하반기 수 분간의 훈련만 받으면 바로 조종할 수 있는 플라이어의 완제품을 미국 내의 일반인들에게 발매할 계획을 발표했으며, 동시에 구체적인 구매자 훈련과 관련된 내용을 언급했다. 하지만 키티호크는 이후에도 개발을 계속하고 있다. 2018년에는 기체 프레임을 덮어 콕피트 같은 경주용 자동차 같은 모양새를 한 디자인 버전을 공개했다. 새로운 버전 플라이어는 2시간가량 연습하면 누구나 자유롭게 조작할 수 있으며 지금까지 모두 111대를 생산했다. 또 2019년에는 통산 비행 횟수가 2만 5,000회를 넘어섰다. 2017년부터 2년간 2만 5,000회를 단순 계산하자면 휴식 없이도 매일 35회는 날았다는 것이다. 하지만 현실은 플라이어가 사업으로 지속 가능할 수준까지는 성장하지 못해 키티호크는 플라이어 프로젝트를 종료하고 수직이착륙기인 헤비사이드(Heaviside) 프로젝트에 집중하겠다고 밝혔다.

헤비사이드는 2019년 10월 키티호크가 발표한 수직이착륙기이다. 한 명이 타면서 좌우 날개에 전동 추진기 6개를 갖췄고, 상공을 날 때 소음은 헬기보다 100배 정숙하다. 헤비사이드에서 가장 독특한 부분은 고정익기인데 수직 이착륙이 가능하다는 것이나 전기 비행기라는 것이 아니라 1500피트(457m) 고도에서 소음이 38 데시벨에 불과하다는 것이다. 이것은 가정용 식기 세척기 보다 낮은 수치로 항공기 소음에 시달렸던 사람들에게는 획기적인 성장이라고 할 수 있다. 헤비사이드의 최고 속도는 290km/h이며 160km 거리를 비행할 수 있다. 이는 샌프란시스코와 산호세를 15분 정도에 주파할 수 있는 속도로, 날개 너비 6m 정도의 소형 경비행기라는 점을 감안하면 상당한 개발성과이다. 키티호크에 따르면 헤비사이드는 수동 또는 자율비행 옵션이 제공되며, 한 번 충전으로 약 100마일(160km)의 비행이 가능하다. 장거리 비행이 가능한 이유는 배터리 용량은 크지만, 가벼운 무게로 제작되었기 때문이다. 키티호크는 경제성을 갖춘 배터리를 개발해 장거리 비행을 할 수 있게 했다. 안전성 문제도 해결 가능성이 있어 보인다. 배터리 무게에만 더 신경 쓴다면 이륙과 착륙 시 충격이 줄면서 훨씬 안전할 것이라고 전문가는 전망했다. 단, 2인승 항공기 이상의 전력을 공급하기 충분하지 않다고 판단해 1인승 플라잉카를 만들 수밖에 없었다. 이와 관련해 조종자 한 명만 들어갈 수 있는 플라잉카가 교통수단으로 살아남을 수 있을지는 모를 일이라고 매체는 지적했다. 이착륙 공간을 확보할 수 있다면 상당히 편리한 교통수단이 될 수 있을 것으로 보인다.

릴리움

릴리움 제트(Lilium Jet)

릴리움(Lilium)은 독일의 항공택시 스타트업이다. 2015년 최고경영자인 다니엘 위건드(Daniel Wiegand)를 비롯해 세바스티안 본(Sebastian Born), 마티아스 마이너(Matthias Meiner), 패트릭 나단(Patrick Nathen) 등의 기술자들에 의해 공동 설립되었으며, 독일 뮌헨을 본사로 하고 있다. 이들은 뮌헨 공과대학교에 재학 중 UAM 서비스를 제공할 목적으로 릴리움을 설립하였다. 창업 4년 만인 2019년 5월, 릴리움은 5인승 항공기인 릴리움 제트기(Lilium Jet)의 수직 이착륙 시험 비행에 성공했다. 릴리움 제트기는 승객을 5명까지 태울 수 있는 순수 전기항공택시로, 시제기의 수직이착륙 시스템을 무인 비행하는 시험을 성공적으로 마쳤다. 릴리움 제트기라고 이름 붙여진 이 항공택시는 유선형의 기다란 동체에 4개의 날개가 달린 제트기로, 날개에는 모두 36개의 전기제트엔진이 장착되어 있으며, 동체, 날개, 동익 등에 탄소 섬유 복합 재료가 사용된다. 특히 해당 모델은 다른 항공기와 달리 꼬리날개와 방향타, 프로펠러 그리고 기어박스를 없앤 비교적 단순한 설계로 파노라마식 선루프와 걸윙도어 등 승객들이 좀 더 편리한 이용을 할 수 있도록 디자인되어 있다. 릴리움에 따르면, 릴리움 제트기는 36개의 제트엔진을 통해 수직으로 이착륙하며 본격적인 비행에서는 최대 시속 300km의 속도로 최대 300km의 거리를 이동할 수 있다. 또한 항공택시 조종기사가 탑승해 직접 조종하거나 기사 없이 무인항공기처럼 자율비행 모드로 비행할 수 있다. 승객들은 단거리 이동의 경우 항공택시 정류장이나 특수 제작한 착륙장에서 항공택시를 예약할 수 있다. 릴리움이 공개한 영상에는 릴리움 제트기가 헬리콥터처럼 수직으로 이륙해 잠시 맴돌다가 착륙하는 모습을 볼 수 있다. 이는 단순한 단계인 것처럼 보이지만 수직이착륙 시험비행의 성공은 항공택시를 제작하는 다른 여러 경쟁 업체를 자극하기에 충분하다. 릴리움 사는 릴리움 제트기의 중량에 대한 자세한 내용을 밝히지 않았지만, 적재중량 비율은 업계를 선도하고 있으며 이점이 차이를 만들어낼 것이라고 설명했다.

릴리움은 2017년에도 2인승 수직이착륙 프로토타입의 테스트 비행을 성공적으로 마친 바 있다. 하지만, 당시 테스트 비행은 프로토타입 비행기로 진행됐고, 2019년에 이루어진 테스트 비행은 실제 크기 릴리움 제트기로 진행됐다. 향후, 릴리움은 다른 경쟁사들과는 달리 항공 택시에 인간 조종사를 함께 탑승시킬 계획이다. 릴리움은 유럽 항공안전청에 5인승 항공택시 인증을 위한 절차를 진행 중이며, 미 연방항공청에도 이를 신청했다. 2017년 직원 30명으로 시작한 릴리움은 2020년 10월 기준 직원이 500명을 넘을 만큼 성장했으며 2022년 안에 항공택시를 만들고, 2025년까지 전 세계 여러 도시에서 택시 운행 사업을 하겠다고 밝혔다. 미래 교통수단으로서의 가능성을 인정받은 릴리움은 2017년 9월에 시리즈 B 펀딩으로 중국의 텐센트(Tencent)와 런던에 본사를 둔 벤처캐피탈이자 스카이프(Skype) 창업자인 니클라스 젠스트롬(Niklas Zennström)이 설립한 아토미코(Atomico) 등 거대 투자기업으로부터 9000만 달러(약 1,071억 원)의 투자를 받은 바 있다. 텐센트와 아토미코 외에도 사모펀드인 LGT, 트위터와 미디엄 창업자인 에반 윌리엄스(Evan Williams)가 참여하고 있는 오비어스벤처스(Obvious Ventures)로 부터 투자를 유치했다.

테라퓨지아

트랜지션(Transition)

2006년 설립한 테라퓨지아(Terrafugia)는 UAM에 미래가 있다고 생각하고 일찌감치 개발에 들어가 2인승 플라잉카 트랜지션(Transition)과 4인승 TF-2를 준비하고 있다. 테라퓨지아는 땅에선 자동차, 하늘에선 비행기가 되는 트랜지션을 개발하고 있다. 자동차에 접이식 날개를 붙여 지상주행과 비행이 동시에 가능하도록 한 것이다. 회사가 공개한 영상과 자료에 따르면, 2인승 트랜지션은 바닥에서 네 바퀴로 달리다가 공중에 뜨면 접혀 있던 날개를 펼치고 비행한다. 가장 큰 특징은 수직 이착륙이 가능해 육상 주행 중 정체지역에서는 하늘 길로 날아갈 수 있다는 것이다. 이 회사는 10여 년 전부터 1년 안에 세계 최초의 실용 플라잉카를 출시하겠다고 했다. 2018년 10월 첫 주문을 받을 때에도 2019년부터 구매자에게 전달하겠다고 밝혔으나, 아직 한 대도 인도되지 않았다. 한편 볼보자동차를 소유하고 있는 중국의 지리자동차가 UAM 분야의 혁신을 이끌고 있던 테라퓨지아를 사들여 UAM 데이터를 확보했다. 테라퓨지아의 생산 공장은 중국 후베이성에, 최종 조립공장은 미국 매사추세츠 주의 우번에 짓고 2020년부터 양산에 들어갈 계획이다. 아울러 수직 이착륙이 가능한 모델도 개발하고 있다. 지리자동차는 향후 테라퓨지아의 기술력을 산하 브랜드에 적극 활용할 예정이다.

볼로콥터

볼로콥터투엑스(Volocopter 2X)

볼로포트(Voloport) 프로토타입

볼로콥터(Volocopter)는 다임러(Daimler)와 볼보의 모회사인 중국의 지리자동차(Zhejiang Geely Holdings Group), 인텔(Intel)과 마이크론(Micron)으로부터 총 총 9,650만 달러의 투자를 받은 독일의 UAM 스타트업이다. 2011년 독일에서 세계 최초로 순수 전기 기반의 수직이착륙기 유인 비행에 성공했으며, 2017년에는 두바이 도심에서 약 5분간 무인 원격 비행을 시행하기도 했다. 볼로콥터는 2023년 내에 항공택시 상용화가 가능할 지역으로 싱가포르를 선정하고, 향후 싱가포르뿐만 아니라 아세안 전역으로 항공택시 사업을 확장하기 위해 동남아시아의 우버(Uber)라고도 불리는 그랩(Grab)과 업무협약을 체결하기도 했다. 2019년 9월 발표한 볼로콥터의 첫 드론택시 볼로시티(VoloCity)는 주문제작 방식으로, 2명이 탑승할 수 있으며, 별도의 적재공간이 마련되어 있다. 최고 속도 110km/h로 주행가능하며, 비행거리는 약 35km이다. 볼로시티는 볼로시티의 4세대 수직이착륙기로서, 이전 세대의 시제품을 대상으로 1천 번 이상 비행 테스트를 걸쳐 제작했으며, 기존의 수직이착륙기보다 로터의 크기를 줄여 이착륙 시 소음을 줄였다는 것이 가장 큰 특징이다.

하지만 본격적인 볼로시티의 판매를 위해서는 전용 이착륙 인프라와 항공관제 시스템이 필요한데, 볼로콥터도 독립적인 개인용 비행체 터미널을 구상하고 있다. 볼로콥터는 2019년 10월 싱가포르에서 개최된 ‘ITS 월드 콩그레스 2019(ITS World Congress 2019)’에서 수직이착륙장 개발 스타트업인 스카이포츠(Skyports)와 자사가 공동 개발하고 있는 개인용 비행체 터미널인 볼로포트(VoloPort)의 프로토타입을 공개했다. 볼로포트는 수직이착륙뿐만 아니라 배터리 교체 및 충전, 개인용 비행체의 유지·보수 등이 가능하도록 설계되었다. 볼로콥터가 2020년 9월 17일 상용화 준비를 하고 있는 에어 택시 항공편 예약을 시작했다. 이는 일반인이 18개의 전기 모터로 움직이는 수직이착륙 에어 택시에 탑승할 수 있는 이벤트다. 볼로콥터에 따르면 항공편 예약 가격은 300유로로 10%의 보증금을 지불하면 예약할 수 있다. 한정된 기간에 총 1,000명의 신청만 받는다. 비행시간은 15분이다. 볼로콥터 측은 2022년 에어 택시의 상용화 계획을 하고 있으며, 상용화 진행 후 12개월 이내에 실제 탑승이 이루어질 것이라고 설명했다. 볼로콥터의 항공편은 아직 구체적인 출발 및 도착지에 대한 정보는 공개되지 않았다. 하지만, 비행 테스트를 진행했던 싱가포르, 헬싱키, 두바이, 독일 등에서 진행될 것으로 예상된다. 한편 볼로콥터가 최대 200kg 화물을 운반할 수 있는 드론인 볼로드론(Volodrone)을 공개했다. 이는 사람을 실어 나르는 볼로콥터투엑스(Volocopter2X)와 거의 같은 크기의 디자인을 갖고, 18개의 로터를 전기로 돌려 하늘을 날아오른다. 또한 자율비행 또는 원격 조작에 의해 계획된 로트를 조종할 수 있다. 화물은 윗면의 콕핏이 있는 부분에 난 다리 사이에 탑재한다. 상정되는 것은 상자 외에도 농업 등의 약제 살포기, 재난구호용 도구 등 더 큰 것이라면 그물에 매달아 운반을 할 수도 있다. 최대 적재량은 200kg, 최대 비행 거리는 40km, 최고 속도는 110km/h이다. 기체의 크기는 직경 9.2m, 높이 2.3m이다.

항공 업계

보잉

보잉(Boeing) 사가 개발한 플라잉카

보잉(The Boeing Company)은 미국을 대표하는 글로벌 1위 항공기 제조업체이다. 민항기, 전투기, 헬리콥터, 우주선 등 민·군용 항공기와 방산·우주 영역에서 핵심 경쟁력을 보유하고 있다. 사업별 매출 비중은 상업용 항공기 61%, 방위·항공우주 23%, 글로벌 서비스 16% 등으로 구성되어 있어, 전 세계 상업용 항공기의 구조적 수요 확대와 함께 지속적으로 성장할 것으로 전망된다. 보잉사에 있어 UAM 시장은 태동단계이다. 보잉은 2017년 무인 자율비행 선두업체인 오로라 플라이트 사이언스(Aurora Flight Science)를 인수했고, 2018년 신규 사업부인 보잉넥스트(Boeing NeXt)를 설립하였으며, 중장기적으로 UAM 시장 개화에 적극적으로 준비하고 있다. 항공기 개발 외에 UAM 관리 시스템과 관련된 지상 인프라 구축에도 적극적으로 관여하고 있다. 2019년 1월 22일 미국 동부 버지니아 주 매너새스(Manassas)에 있는 매너세스공항에서 보잉사가 조종사 없이 자율주행 방식으로 운행하는 하늘을 나는 자동차의 첫 시험비행에 성공했다. 시제품은 수직이착륙기로 헬리콥터처럼 수직으로 이륙해 공중에서 1분이 채 안 되게 머문 후 착륙하는 데 성공했다. 해당 시험비행에서는 앞으로 전진하거나 하지는 않았다. 해당 제품이 바로 보잉이 2017년 인수한 오로라 플라이트 사이언스 자율주행 시스템 개발기업이 앞장서 2018년부터 개발한 것이다. 해당 시제품 시범비행도 매너새스에 위치한 오로라 본사에서 이뤄졌다. 시제품은 길이 9m, 폭 8.5m 가량의 크기이며 프로펠러와 고정익 등을 갖추고 있다. 최대 80㎞ 가량을 자율 비행할 수 있으며, 전기로 동력을 얻는다. 보잉은 이 제품 외에 최대 226㎏의 화물을 옮길 수 있는 화물항공차 개발도 진행하고 있다. 화물항공차는 2018년 실내 시험비행을 마쳤다. 보잉은 오로라를 통해 우버 테크놀로지스(Uber Technologies)와 플라잉 택시를 개발 중이기도 하다. 우버는 2023년께 스마트폰으로 호출할 수 있는 하늘을 나는 택시 우버 에어(Uber air)를 선보이겠다고 밝힌 바 있다. 한편 보잉은 포르쉐와 도시 지역 항공운송 분야 양해 각서를 체결했다. 해당 계약으로 두 회사는 향후 택시 및 승차공유 목적으로 사용할 수 있는 플라잉카를 제작하고, 이를 위한 관련 시스템과 인프라를 구축할 계획이다. 포르쉐는 이미 조종사가 필요 없는 자율주행 플라잉카 개발에 나선 바 있고, 보잉 역시 보잉넥스트를 통해 자율주행 비행택시 사업을 준비하고 있다. 배터리로 작동하는 수직이착륙 플라잉카 개발은 보잉의 자율주행 자회사 오로라 플라이트 사이언스가 주도한다. 두 기업은 글로벌 팀을 출범시켜 도심지역의 항공수송 수요와 예상되는 변화를 연구한다는 방침이다. 엔지니어들 역시 상호협력을 통해 항공 프리미엄 모빌리티 개발에 나선다는 목표다.

에어버스

시티에어버스(City airbus)

에어버스(Airbus)는 유럽의 항공기 제작 회사이다. 에어버스는 유럽의 항공 회사들의 컨소시엄으로, 보잉과 맥도널 더글러스(McDonnell Douglas)같은 미국의 방위산업체들과 경쟁하기 위해 설립되었다. 에어버스는 자동차 디자인에 조예가 깊은 이탈디자인과 함께 지상과 하늘을 모두 커버하는 모듈형 모빌리티 솔루션을 고안했다. 승객은 탑승용 캡슐에 가만히 앉은 채 지상에서는 자율주행용 모듈에 캡슐을 올려서 이동하고, 하늘에서는 자율비행용 모듈에 캡슐을 매달아서 이동하는 것이다. 에어버스사에서 개발하고 있는 UAM는 4인승 정원의 기체이며, 속도는 120Km 정도이다. 2019년 5월 무인 자동 비행 테스트까지 하고 순조로이 기술 개발을 하고 있다. 8개의 메인 로터로 전기수직이착륙이 가능하며, 140KW 배터리 4개를 장착하고 있다. 아직은 체공시간이 15-20분으로 길지 않지만, 차후 체공시간이 늘어날 것으로 예측된다. 랜딩기어 방식도 현대 S-A1의 경우 리트랙터블(​retractable) 방식으로 내리거나 접을 수 있는 방식인데 비하여 에어버스사는 헬기에 주로 이용되는 방식을 채택했다. 에어버스는 오는 2023년 정도면 서비스가 가능할 것으로 예상하고 있다. 물론 이 때에는 조종사가 조종을 맡게 되지만 결국은 조종사 없이 완전 자동 모드가 될 전망이다. 이렇게 되면 시티에어버스는 드론 택시가 된다. 에어버스는 2024년 파리 올림픽에서 공항과 도심 간 이동에 시티에어버스를 활용할 계획이다. 한편 2020년 9월 19일 한국과 유럽연합(EU) 항공 당국이 에어버스 공장 이전을 지원하기 위한 협약을 체결했다. 에어버스는 2021년까지 헬리콥터 생산라인을 경남 사천에 이전할 계획으로, 해당 약정은 대한민국에서의 헬리콥터 생산을 지원하기 위한 양측의 협력사항 등을 담고 있다. 또한 국내에서 제작·인증된 항공제품이 유럽에도 수출될 수 있도록 양국의 항공당국에서 상호 인증을 간소화하는 방안에 대해 단계적으로 협의하기로 했다. 아울러 새로운 항공교통 분야이자 혁신모빌리티로 떠오른 UAM을 비롯한 드론 분야 협력도 확대하기로 했다.

엠브라에르

엠브라에르(Embraer)는 브라질 상파울루에 본사를 둔 항공기 제조업체로, 보잉과 에어버스에 이어 세계 3~4위권의 항공사 제조회사이다. 2020년 10월 18일 엠브라에르의 혁신 부문 자회사인 엠브라에르엑스(Embraer X)는 전기 에너지로 움직이는 수직이착륙기 개발 프로젝트를 위한 스타트업 이브 UAM 솔루션스(Eve Urban Air Mobility Solutions)를 설립했다. 이로써 그동안 엠브라에르엑스가 추진했던 수직이착륙기 개발 프로젝트는 앞으로 이브라고 불리는 엠브라에르가 설립한 스타트업이 맡게 된다. 한편 엠브라에르는 수직이착륙기를 2020년까지 개발하겠다는 계획을 발표했으나 미국 보잉과 합작법인 설립 작업이 무산된 데 이어 코로나 19 감염증 사태에 따른 경영난으로 늦어졌다. 보잉은 2018년 말 엠브라에르의 상업용 항공기 부문을 매입하기로 하고 지분인수 협상을 진행했으나, 협상 시한인 2020년 4월 24일까지 최종 합의를 끌어내지 못했고 결국 하루 뒤 계약 파기를 선언하여 해당 협상은 결렬되었다.

자동차 업계

현대자동차㈜

현대자동차㈜(Hyundai Motor Company)

콘셉트 S-A1(concept S-A1)

토요타(Toyota)

다임러(Daimler AG)

지리자동차(吉利汽车)

아우디(Audi)

2020년 1월 미국 라스베이거스에서 열린 소비자가전전시회 CES 2020에서 현대자동차㈜는 인간 중심의 미래 모빌리티 비전을 공개했다. 역동적인 미래 도시를 구현하기 위한 신개념 모빌리티 솔루션으로 UAM, 목적 기반 모빌리티(PBV; Purpose Built Vehicle, 모빌리티 환승 거점(Hub)을 제시한 것이다. 현대차는 이 세 가지 솔루션을 토대로 미래도시와 사람들이 공간과 시간의 제약에서 벗어나 더 많은 가치를 창출할 수 있는 기반을 제공하겠다는 구상을 담은 동시에 현대차의 차세대 브랜드 비전인 인류를 위한 진보를 가속화하고, 스마트 모빌리티 솔루션 기업으로 거듭나고자 한다. 현대차의 이러한 미래 모빌리티 비전은 모빌리티가 도시의 기반 시설과 밀접하게 연관되어 있다는 인식에서 시작됐다. UAM은 도심 항공 모빌리티 서비스를 결합해 하늘을 이동통로로 이용할 수 있는 솔루션이고, 목적 기반 모빌리티는 지상에서 목적지까지 이용하는 시간 동안 탑승객에게 필요한 맞춤형 서비스를 제공하는 친환경 이동 솔루션이다. 그리고 모빌리티 환승 거점은 UAM과 목적 기반 모빌리티를 연결하는 공간으로 사람들이 다양한 방식으로 교류하고 공감대를 형성하는 신개념 솔루션이다. UAM, 목적 기반 모빌리티, 모빌리티 환승 거점은 긴밀한 상호작용을 통해 인류의 삶을 보다 가치 있게 만들고, 인간 중심의 역동적인 미래도시를 구현하는 핵심으로 작용하게 될 것인데, UAM은 하늘과 지상을 연결하고 목적 기반 모빌리티는 도로위에서 사람과 사람을 연결하며, 두 종류의 스마트 모빌리티는 미래도시 전역에 설치될 모빌리티 환승 거점과 연결돼 모빌리티 생태계를 형성하게 된다. 현대자동차㈜는 이 세 가지를 축으로 하는 미래 스마트 모빌리티 비전으로 고객에게 끊임없는 이동의 자유로움과 차별화된 경험을 제공하겠다는 의지를 구체화 해 제시했다. 이는 지능형 모빌리티 제품(Smart Mobility Device)과 지능형 모빌리티 서비스(Smart Mobility Service)의 2대 사업 구조로 전환하겠다는 현대차의 중장기 혁신 계획 2025 전략과도 맞닿아 있다. 한편 2020년 초 현대차그룹은 우버와 협업을 통해 완성한 개인용 비행체 콘셉트 S-A1을 공개했다. 우버가 개인용 비행체 관련 전략적 제휴를 맺은 글로벌 완성차 업체는 현대차그룹이 유일하다. 대략적인 기술이 완료되면 현대차그룹은 대량생산에 특화된 양산 기술을 적용해 생산 주도권 확보에 총력을 다할 것으로 예상된다.

토요타

토요타(Toyota)가 스카이드라이브(SkyDrive)라는 UAM 개발에 4,000만 엔(한화 약 4억 3,000만 원)의 자금을 투입했다. 2인용 모빌리티인 스카이드라이브는, 4개의 로터(원형의 회전날개)를 사용해 고도 10미터에서 최고 100km/h의 속도로 비행하는 것을 목표로 개발되고 있다. 도로 주행 시의 최고 속도는 60km/h다. 2018년 9월 무인 시험 비행에 성공했으며, 유인 시험 비행을 앞두고 있다. 도요타는 양산형 스카이드라이브로 2020년 7월 4일 개막하는 제 32회 도쿄 올림픽의 성화 봉송을 진행하겠다는 계획이었다.

다임러

메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz)의 모회사인 다임러(Daimler AG)는 볼로콥터(Volocopter)라는 스타트업에 투자해 자율주행 드론택시인 볼로시티(VoloCity)를 개발하고 있다. 2019년 여름 공개된 4세대 볼로시티는 2인승으로, 18개의 로터로 최고 100km/h의 속도를 낼 수 있으며, 최대 35km의 거리를 비행할 수 있다. 볼로콥터는 2017년 두바이에서의 첫 시험 비행을 진행했고, 2019년 9월에는 독일 도심에서 유럽 최초의 시험 비행을 성공적으로 마쳤다. 볼로콥터는 싱가포르에 전용 스카이포트(Skyport, 수직 이착륙형 UAM 전용 비행장)인 볼로포트(Voloport)를 짓고 유인 비행 테스트를 이어나갈 예정이다. 회사는 3년 내에 서비스 상용화가 가능할 것으로 내다보고 있다.

지리자동차

볼보(Volvo)를 소유하고 있는 중국 지리자동차(Geely)는 UAM 분야의 혁신을 이끌고 있던 테라퓨지아(Terrafugia)를 사들여 UAM 관련 기술과 데이터를 확보했다. 2006년 설립된 테라퓨지아는 UAM 시장에 미래가 있다고 생각하고 일찌감치 개발에 들어가 2인승 트랜지션(Transition)과 4인승 TF-2를 준비하고 있다. 생산 공장은 중국 후베이성에, 최종 조립공장은 미국 매사추세츠 주의 우번에 짓고 2020년부터 양산에 들어갈 계획이다. 아울러 수직 이착륙이 가능한 모델도 개발하고 있다. 지리자동차는 향후 테라퓨지아의 기술력을 산하 브랜드에 적극 활용할 예정이다.

아우디

아우디(Audi AG) 또한 대형 항공기 제작사와의 협력 체제를 구축했다. 2018년, 유럽의 에어버스와 손잡고 에어택시인 팝.업 넥스트(Pop.Up Next) 프로젝트를 발표한 것이다. 팝.업 넥스트는 차체(승객용 캡슐)와 드론이 분리된 모듈형 UAM이며 디자인은 아우디의 자회사인 이탈디자인이 맡았다. 발표 이후 5개월 만에 네덜란드 암스테르담에서 열린 드론위크(drone weeks)에서 1/4 크기의 프로토타입으로 시험 비행에 성공했다. 2019년 연말 풀사이즈 모델의 시험 비행을 진행할 예정이었으나, 최근 아우디는 프로젝트 전략 수정 등의 이유로 에어버스와의 협력을 중단하고 개발을 보류하겠다고 밝혔다.

기타

포르쉐(Porsche)와 애스턴마틴(Aston Martin)과 같은 스포츠카 브랜드도 UAM을 개발하고 있다. 포르쉐는 미국 보잉(The Boeing Company)과 협력해 프리미엄 에어택시를 만든다고 선언했으며, 또한 애스턴마틴은 크랜필드 대학교와 협력해 4개의 로터로 최고 460km/h의 속도를 내는 볼론티비전(Volonti Vision)을 준비하고 있다.

시장 형성 조건

기술

여객용 드론 개발에 있어서 아직 기술적인 난제가 많이 남아있다. 배터리, 분산전기추진(DEP), 자율비행 인공지능(AI) 소프트웨어, 고성능 컴퓨팅, 5G, 네트워크 보안, 센서, 라이다, 레이더, 전기모터, 신소재 등 연관된 영역도 다양하고 개발 수준이 낮은 분야도 많다. 다행히 자율주행차 개발 붐과 함께 제반 기술 수준이 상당히 향상됐다. 향후 응용영역이 플라잉카로 확대될 것으로 기대된다. 수직이착륙기 항공기 개발에 있어서 가장 핵심적인 기술은 2가지다. 배터리 기술과 분산전기추진 기술이다. 먼저 배터리 기술의 경우 향후 더 소재 혁신과 기술 개발이 필요해 보인다. 시장에 공개된 수직이착륙기 중에서는 100% 전기로만 움직이는 비행체는 없다. 제트 엔진을 갖춘 하이브리드 시스템이 대부분이다. 궁극적으로는 전기동력으로만 움직이는 것이 목표다. 내연기관과 원가 수준이 비슷해지기 위해서는 배터리팩 원가를 Kwh 당 50~75달러까지 떨어뜨려야 하고 이를 위해서는 배터리 소재 혁신이 필요하다. 특히 주행거리, 이착륙, 무게 등 전기차보다 까다로운 요건들이 충족되어야 한다. 비즈니스 모델을 구축하는 관점에서 배터리를 충전하는 시간 역시 매우 중요하다. 비행체의 유휴 시간에 영향을 미치기 때문이다. 우버 엘리베이터는 항공편 간 8~9분의 유휴 시간을 목표로 하고 있다. 2020년 기준 전기차 배터리 충전시간이 25분임을 감안하면 충전 시간 단축을 위해서는 상당한 기술 혁신이 필요하다. 두 번째 분산전기추진(DEP; Distributed Electric Propulsion) 기술이다. 수직이착륙기 비행의 안전성, 효율성, 신뢰성에 있어 매우 중요한 역할을 수행한다. 분산전기추진 기술의 장점은 시스템 구조의 단순성, 효율성, 안전성에 있다. 먼저 전기동력 시스템 구조가 기존의 헬리콥터나 비행기 구조보다 단순하기 때문에 제어와 신호의 상호작용이 간결하다는 장점이 있다. 두 번째 분산전기추진은 하나의 큰 모터보다는 여러 개의 소형 모터를 사용하는 것을 의미한다. 무게는 늘지만 각 모터는 자신의 무게를 상쇄시킬 만큼 충분한 추진력을 생산하고, 비행체가 최적의 추진력을 확보할 수 있도록 배치된다. 나사는 분산전기추진 기술이 헬리콥터와 비슷한 수준의 동력을 얻지만 에너지 효율은 거의 3배 높다고 평가하고 있다. 마지막으로 안전성이다. 오늘날 헬리콥터 사고 원인 중 대부분은 엔진 고장인데, 분산전기추진은 여러 개의 전기 모터, 제어장치, 로터를 사용한다. 즉 몇 개의 로터가 고장 나도 나머지를 통해 안전하게 착륙시킬 수 있다는 의미이다.

2018년 국제 배터리 세미나(International Battery Seminar & Exhibit 2018)에서 우버는 자사가 지향하고 있는 개인용 비행체 배터리 스펙을 발표했다. 우버에 따르면 개인용 비행체가 100km를 비행하기 위해서는 150kWh의 배터리 용량에 300Wh/kg의 에너지 밀도를 가져야 한다. 또한 사업 경제성 확보를 위해 5분 이내에 20% 이상 충전이 가능해야 한다. 해당 세미나에서 우버는 아직까지 이를 충족시킬만한 배터리는 존재하지 않는다고 보고했다. 우버가 지향하는 개인용 비행체 배터리 스펙을 테슬라 모델 S 100D의 배터리 스펙과 비교해 보면 배터리 용량과 에너지 밀도 등에서 50%의 성능을 개선하면 달성 가능한 수치이다. 이는 지금까지 배터리 기술의 발전 속도를 고려할 때 충분히 도달 가능한 목표로 생각할 수도 있다. 그러나 리튬이온배터리 에너지 밀도의 개선은 점점 한계에 가까워지고 있다. 2018년 국제 배터리 세미나에서도 업계 전문가들은 더 많은 에너지를 담기 위해서는 새로운 화학물질이 필요하며, 새로운 화학물질을 적용한 배터리를 출시하는 데 15년이 걸릴 수도 있다고 주장했다. 우버에어의 서비스 출시예정 시점인 2023년까지 100% 배터리로 운용되는 개인용 비행체는 달성되기 어려울 수 있다. 기술의 발전 속도는 단언할 수 없고, 더 빠른 개발이 이루어질 수도 있겠지만 해결하기에 쉽지 않은 과제인 것은 분명하다. 배터리의 효율과 연계해서 보면 소재·구조 측면에서도 새로운 기술들이 필요하다. 예를 들어 탄소섬유와 같은 경량화 소재의 적용 범위 확대 등을 들 수 있다. 또한 비좁은 도심을 자유롭고 안정적으로 비행하기 위해서는 개인용 비행체의 순간적인 회전과 추진이 가능한 고성능의 제어기술도 필요하다. 이를 위해서는 로터의 틸팅 기능이 수직과 수평을 넘어 다각도로 회전할 수 있어야 한다. 한편 집단 항공 관제, 사물인터넷(IoT) 통신, 자율주행 소프트웨어 등이 접목될수록 개인용 비행체는 점점 더 디지털기기화 될 것이다. 이에 따라 예기치 못한 사이버 공격에 대한 대비가 필요하며, 사이버 보안 기술은 개인용 비행체의 운용을 위한 핵심기술 중 하나가 될 것이다.

규제

글로벌 UAM 시장 역시 자율주행차 시장과 마찬가지로 높은 수준으로 규제될 것으로 예상된다. 본격적인 개인용 비행체 비행테스트가 진행되고 있고, 항공택시의 시범운행 등이 계획되고 있는 만큼, UAM 생태계의 확산을 위해서는 UAM 관련 각종 인증 기준 및 제도에 대한 글로벌 표준을 정립할 필요가 있다. 아직까지 어느 국가도 UAM에 대한 명확한 인증기준과 제도를 갖추지 않은 것으로 파악된다. 다만, UAM이 공중 이동수단을 활용하는 만큼, 글로벌 항공 산업에서 영향력이 큰 미국연방 항공청(FAA)이나 유럽항공안정청(EASA)에서 UAM의 인증 및 각종 규제에 관해 가이드라인을 제시할 것으로 예상된다. UAM 시장을 실질적으로 형성해 나가기 위해서는 UAM 개발기업과 해당 규제 기관들이 제도와 법률 등을 함께 정비해 나가는 것이 중요하다. 기본적으로 헬리콥터나 스포츠 경비행기에 적용되는 인증 규정을 테스트용 개인용 비행체에 적용할 수 있을 것이다. 그러나 상용화 될 개인용 비행체는 기존 헬리콥터나 경비행기와는 형상이나 추진체계, 운용환경 등에 상당한 차이가 있기에 새로운 인증 프로그램이 개발되어야 한다. 수직이착륙, 분산전기추진, 자율비행 등에 대한 감항성(Airworthiness) 기준을 수립해야 하고, 도심 비행에 따른 소음기준과 환경기준도 정립해야 할 것이다. 또한 개인용 비행체에 대한 기준 외에도 도심 항공 교통관리시스템에 대한 운영체계도 구축해야 한다. 우버에 따르면 비행체 제조 단계부터 시범운행, 안정성 평가, 상업적 운용까지 수많은 인증 단계를 거친다. 미국에서 일반 항공기의 경우 Part 23, 소형 헬리콥터의 경우 Part 27을 따른다. 개인용 비행체의 경우 새로운 비행체이기 때문에 새로운 표준이 필요하며 이는 규제당국과 제조업체간 합의를 통해 도출된다. 기존 항공기의 새로운 모델같이 단순한 경우 엔드 투 엔드(End-to-End) 인증에 총 4년의 시간이 소요된다. 만약 개인용 비행체와 같은 새로운 유형의 비행체를 도입해 엔드 투 엔드 인증을 거칠 경우 최소 4년 이상의 시간이 걸릴 것으로 보여진다. 현재 연방항공행정부는 분산전기추진 기술 관련 표준을 마무리하고 있고 55파운드 미만 항공기의 초기 운항을 허용하는 새로운 무인 드론 표준 제정에도 적극 나서고 있는 상황이다. 비행체 자체적인 규제 외에 전반적인 항공 교통 관리 시스템에 대해서도 주목해야 한다. 향후 개인용 비행체가 보편화되고 UAM 생태계가 꾸려지면 수백 대의 개인용 비행체가 도심 위를 비행하는데 이를 어떻게 통제할 할 것인지에 대해 생각해봐야 한다. 또한 사이버보안과 테러리스트의 위험에는 어떻게 대응할 것인지에 대해서도 인식하고 있어야 한다. 마지막으로 완전자율비행으로 가기 전까지 개인용 비행체 파일럿의 자격을 어느 수준에서 결정할 것인지도 중요하다. 일반적으로 여객기 조종을 위한 파일럿 자격을 취득하는 데에는 상당한 시간과 자원이 투입되며, 고도의 전문성이 요구된다. 그러나 UAM 생태계에서의 개인용 비행체는 도심항공택시로 활용되기 때문에 기존 파일럿 면허보다는 완화된 기준이 적용되어야 할 것으로 보이며, 이는 그만큼 개인용 비행체의 기술적 안전 수준과 자동화 수준에 대한 인증 기준이 높아야 함을 의미한다.

인프라

UAM 생태계 확산을 위한 또 다른 필수적인 요소는 인프라 구축이다. 현재 대부분의 개인용 비행체가 수직이착륙기로 개발되고 있는 만큼, 활주로를 가진 공항처럼 거대한 인프라가 필요하지는 않을 것이다. 그러나 복잡한 도심에서 수많은 개인용 비행체를 어디에서 띄울 것인지, 또 전기동력으로 개발되는 개인용 비행체를 어디에서 충전하고 정비할 것인지 결정하는 것은 단순한 문제가 아니다. 기존 헬리콥터 이착륙장을 개조하는 방법도 있지만, 다수의 시민이 이용하게 될 UAM 개념에 비춰보면 턱없이 부족할 것이다. 또 일반 건물의 옥상을 개조하는 것도 안전 문제상 쉽지 않다. 이에 따라 개인용 비행체 터미널을 새롭게 구축하는 것이 최근 실질적인 방안으로 떠오르고 있다. 새로운 인프라 구축에 가장 적극적인 기업은 우버로서, 댈러스와 로스앤젤레스에서 비행 실험을 하기 위해 연방항공행정부와 협력하여 수직이착륙기 200대의 이착륙 거점이 될 스카이포트를 구축할 예정이다. 이를 위해 이미 스카이포트를 20개 이상 소유한 미국의 샌드스톤 부동산 업체와 협약을 체결한 바 있다. 신규 스카이포트 건설 외에도 기존 헬리콥터 이착륙장과 대형 주차타워를 개조해 활용하는 방안도 존재한다. 미국 내 5,664개 헬리콥터 이착륙장 중 사용되는 곳은 66곳에 불과하다. 시범 운영 단계나 서비스 초기에는 스카이포트 구축보다 기존 헬리콥터 이착륙장을 개조해 활용할 가능성이 높아 보인다.

사회적 수용

기술, 규제, 인프라 외에도 UAM 시장 조성에 중요한 요인이 바로 사회적 관심 그리고 수용이다. 기술적 완성도가 높아지고, 각종 제도가 정립되며, 다양한 인프라가 구축된다고 하더라고 시민들이 UAM을 받아들이지 않으면, UAM 생태계는 조성될 수 없기 때문이다. UAM 생태계 조성을 위한 마지막 과제이자 가장 중요한 부분은 바로 사회적인 수용을 높이는 것이다. 사회적 수용성을 결정하는 요인에는 여러 가지가 있겠지만 대표적으로 UAM이 주는 효용과 비교할 때 소비자가 지불하는 비용이 합리적인지, 시민들이 느끼기에 충분한 안전이 확보되는지, 소음을 유발하지는 않는지, 환경을 오염시키지는 않는지 등을 생각해 볼 수 있다. 따라서 수직이착륙기가 소음은 내지 않는지, 안전한지, 가격은 합리적인지, 공공성은 있는지 즉, 헬리콥터처럼 소수의 부자에게만 허용되는 교통수단은 아닌지 등 여부가 향후 서비스 확산에 중요한 역할을 할 전망이다. 먼저 인구 밀도가 높은 도시에 UAM이 도입 되려면 수직이착륙기는 수용 가능한 수준의 소음을 방출해야 한다. 우버 엘리베이터의 목표는 트럭이 내는 소음의 절반 수준인 75~80dBs 수준이다. 이를 구현하기 위해서는 전기 모터와 분산전기추진, 조용한 추진 장치와 같은 기술이 필수적이다. 전문가들은 300피트 고도에서 65dBA 소음을 목표로 하고 있는데 이는 헬리콥터가 발생시키는 소음의 1/4 수준이다. 기술의 발전이 소음 문제를 어느 정도 해결할 수 있을 것으로 전망한다. 두 번째 가격의 합리성과 공공성이다. 여객용 드론 시장은 자동차와 같은 개인 소유 시장 보다는 차량 공유 서비스 시장처럼 공유 경제 모델 기반 위에서 형성될 가능성이 높다. 우버에어에 따르면 서비스 이용 요금은 1마일(1.62km)당 50센트 정도로 추산하고 있으며 이는 1마일당 35센트인 일반 우버 택시보다는 비싸지만 고급 배차 서비스인 우버 블랙과는 유사한 수준으로 파악된다. 수용 가능한 가격은 UAM 서비스 시장에 대한 대중의 접근성을 개선시킨다. 이런 관점에서 합리적인 가격은 공공성과도 연결된다.

국제 동향

항공, 자동차의 기체개발 및 플랫폼 업체들을 중심으로 이슈를 형성하고 있고, 다양한 디자인을 가진 수직이착륙기 기체가 출현하고 있다. 보잉, 에어버스 등 기존 항공업계는 신중하게 접근하는 반면, 스타트업 등 항공분야 진입업체는 이슈 확대 및 시연 등 적극적인 접근을 하고 있다. 특히 우버는 UAM 전담 자회사 엘리베이트(Elevate)를 2016년 설립한 후 시장을 선도하고 있으며, 2020년 미국 로스앤젤레스, 댈러스, 호주 멜버른에 상용화하겠다는 적극적인 목표를 설정했다. 우버는 기체·금융·건설·통신 등 다양한 업계와 협력관계를 형성하고, 세계시장이 주목하는 논의를 진전하고 있다. 미국 및 유럽은 우선 기체 기술기준에 관한 기준을 마련하거나 임시기준을 활용하고 있고, 일부 기체 인증을 진행하고 있다. 통상 5년이 소요되어 다른 분야보다 오래 걸리는 기체인증이 핵심과제로 업계에 불확실성을 최소화하기 위해 기체인증 가이드라인을 제시하고 있다. 인프라 등 기준은 추후에 마련할 예정이고, 기존 항공교통관리(ATM)와 무인기 교통관리(UTM) 통합 같은 장기이슈는 R&D 등을 진행하고 있다. 이러한 점으로 미루어 보았을 때 대규모 자본 및 기술 투자로 현실가능성은 높으나 기체인증 등에 시간소요로 상용화는 2023~2025년 내외, 활성화 및 성장은 2030~2035년경이 예상된다. 우버 등 미국이 이슈화를 선도하고 있으나, 아직 상용서비스를 도입하지 못해 시장선점은 하지 못한 상황이다.

국내 현황

일반적인 인식으로 UAM은 아직 실험·개발 단계로 대중을 대상으로 이슈화가 부족해 먼 미래에 구축될 수 있을 것으로 예상된다. 높은 안전도가 요구되기도 하는데, 여객기 위주의 항공교통을 이용하여 신 교통수단에 대한 불안감 등 충분한 운용실적을 확보하기 전까지 탑승의사가 형성되지 않았다. 국내에 UAM이 성장하는 데 제약요건으로 작용하는 것이 있다. 첫 번째는 국내 항공기술로, 항공업계를 비롯한 국내 UAM 신규업체는 관련 항공기술 부족으로 빠른 시일 내 국산기체로 상용화에 애로가 있다. 두 번째는 특수한 항공환경이다. 대한민국은 좁은 국토면적 및 안보여건 등으로 수도권 비행금지를 비롯해 비행 가능한 공역은 제한적인 편이다. 마지막으로, 주요 선진국 대비 작은 내수 규모로 규모의 경제 실현에 한계가 있으나 도시단위 인구·경쟁력은 글로벌 상위권을 차지하고 있다. 한편 정부 의지, 높은 기술수용성, 핵심 기술 등이 국내에서도 UAM이 성장하기 위한 기회요인으로 작용한다. 정부는 혁신성장에 대한 범국가적인 의지와 규제특례 등 지원틀 및 국토부 미래드론교통담당관과 같은 전담조직을 마련하였다. 국민들의 혁신기술에 대한 이해도 및 신 교통 활용에 대한 높은 수용성 등 기술 확산의 기반은 충분하고, 배터리·ICT 분야의 경쟁력, 기체개발·운항서비스 등에 적극적 투자 의지를 가진 업계 등 발전가능성은 충분하다. 즉, 선진국 대비 2~3년가량 출발은 늦었으나, 교통혁신·혁신성장 의지로 빠른 속도로 추종 중으로 조기 상용화·시장성장의 가능성이 있다.

한국형 UAM

대한민국 정부는 UAM 선도국가 도약 및 도시경쟁력 강화, 교통혁신으로 시간과 공간의 새로운 패러다임 변화, 첨단기술 집약으로 제작·건설·정보기술 등 미래형 일자리 창출을 비전으로 한국형 UAM을 추진한다. 2022~2024년 UAM 비행실증, 2025년 상용화 시작, 2030년 본격 상용화를 목표로 2030년까지 10개, 2035년까지 100개 노선 및 호출형 서비스로 확대하는 목표를 가지고 있다. 이는 민간주도 사업으로 정부는 안전성, 지속 가능성, 국민 편의를 주요 가치로 신속히 도 및 시험기반을 지원할 예정이다. 또한 기존 안전 및 운송제도 틀이 아닌 새로운 제도를 구축하고 국제 표준을 적용함으로써 선진업계 진출과 성장을 유도할 계획이다. 한국형 UAM 사업의 주요 과제는 다음과 같다.

안전 확보를 위한 합리적 제도 설정

• 국내 실정에 맞는 운항 기준 마련 : UAM 운항의 요건 및 절차에 따라 수립되는 운항기준은 사업계획, 통신, 항법 등 다양한 계획과 기준에 영향을 미친다. 특히 사업자의 수익성 확보를 위한 운항요건과 대수 등이 핵심으로 민간에서 제안한 계획을 토대로 정부에서 검증하며 마련할 필요가 있다. 미국 나사는 국가기준 기반 데이터 확보와 업계 시험 및 실증 지원을 위해 국가적인 캠페인을 실시하고 있다.
• 합리적 기체 인증기준 마련 : 기체인증은 상용화를 위한 정부의 인증절차 중 가장 오랜 기간과 노력이 필요한 핵심절차이다. 업계는 기체개발 방향과 투자에 대한 불확실성 해소를 위하여 감항 당국의 신속한 기체인증 기준과 가이드라인을 요구하고 있다. 과도한 안전기준은 높은 개발비용을 요구해 소극적 투자와 개발로 안전도향상 기회가 줄어들 수 있어 걱정기준 마련이 중요하다. 세계 유수업계는 산업표준과 단체표준에 자체 의견을 반영하고 확보하기 위한 노력을 가속화하고 있다. 국가기준과 함께 산업표준과 단체표준은 건전한 공급망 형성, 생태계 구성원 상호발전 등을 위한 주요 기준으로 작용한다. 특히, 시장이 크고 감항당국의 높은 전문성으로 국제기준을 선도하는 미국과 유럽 위주로 산업표준의 국가기준화를 노력하고 있다.
• 첨단기술 기반 교통관리 : UAM 이용확대 및 다수의 비행체가 도시 하늘에서 자유롭고 단절 없이 비행할 수 있는 안전하고 효율적인 공역관리 지원이 필수적이다. 기존 교통관리 인력중심 관제시스템으로는 복잡한 UAM 운용환경을 관리하기 어려워 첨단·무인기반 교통관리체계가 필요하다. 세계적으로 초경량급 드론을 대상으로 저고도 교통관리를 우선 개발 중이고, 향후 모든 공역에서 교통관리를 첨단화·통합·관리하기 위해 UTM-ATM 간 통합을 전제로 다양한 프로젝트를 진행하고 있다.
• 인프라 기준 마련 : 활주로를 기반으로 하는 공항과 달리 UAM은 활주로가 필요 없는 규모로 도심 내 수직이착륙을 위한 인프라가 필요하다. 헬리패드 기반 간헐적 운용 헬리콥터와 다르게 전기수직이착륙기는 높은 빈도 및 충전 등 제반인프라가 상이해 별도기준이 필요하다. 특히, 도심 내에 구축될 UAM터미널은 연계교통을 위한 환승센터 및 빌딩옥상 등에 구축될 것을 전제로 이슈를 진행하고 있다.
• 조종·MRO 등 운용기준 마련 : 운영수익성 확대를 위해 조종사 없는 자율비행이 궁극적 지향점이나, 사회적·기술적 한계로 초기에는 조종사 탑승이 불가피하다. 사회적 수용성을 고려했을 때 조종사 없는 운항은 안전성·신뢰성이 보되지 않아 조종사 탑승이 필수적이다. 자율비행은 기존 항공 소프트웨어 인증방식과 다른 새로운 접근방식이 필요해 민간의 기술개발, 정부의 인증 모두 기술적 접근이 요구된다. 운용단계에서 적정수준의 안전도를 보장하기 위한 장치로 기체 유지보수에 대한 기준 및 자격도 설정이 필요하다.

민간역량 확보·강화를 위한 환경조성

• 비행하기 쉬운 환경 조성 : 후발주자인 국내 업계가 조기 선두권으로 도약하기 위하여 연구 개발단계부터 실제 운용단계까지 많은 비행시험이 중요하다. 아울러, 민간업계의 축적된 데이터를 국가 안전기준 수립에 활용해야 하므로 국가기준 마련 차원에서도 중요하다. 미국 나사는 국가적 캠페인을 통해 관련업계에 시험·실증을 지원하며 데이터를 국가기준 마련에 환류하고 있다. 유럽은 집행위원회 산하 스마트시티 협의체에서 UAM을 주요 정책으로 다루며 민간기업의 테스트·상용화 촉진 등을 지원하고 있다.
• 기술개발 지원 : 기존 항공업계 중심의 진입장벽이 공고한 전통항공산업과 달리 전기수직이착륙기는 업체별 다양한 형상과 성능을 가진 다수의 기종을 개발하고 있다. 국내 항공제작 분야 전반적인 기술수준은 미흡하나 소재와 부품 기초경쟁력과 생산기술 등을 고려했을 때 경쟁하고 도전할 수 있는 가치가 충분하다. 통신 인프라, 모터와 배터리 기초 등 강점을 살려 기술개발부터 인증과 표준화까지 속도감 있게 진행했을 때 경쟁력을 확보할 수 있다.
• 교통·기상·공간 데이터 지원 : UAM은 도로와 철도 등 타 교통수단과 연계가 중요하므로 다양한 교통데이터는 민간업계에 기초 및 핵심 데이터로 기능한다. 국내 대도시권은 인구와 소득 등 거시적 지표를 고려했을 때 세계 유수업체에서 주요 UAM 시장으로 평가되나 기초 교통데이터 확보에 한계가 있다. 민간 사업자가 축적하기 힘든 교통 빅데이터는 수요 분석, 사업성 검토 및 사업계획 수립에 필수적이다. 도심 내 안전한 운용과 효율적 운항을 위해 기상정보가 복합된 공간정보도 필수적이다. 바람과 낙뢰, 결빙 등 위험 국소적 기상상황은 치명적인 사고와 고장을 유발해 운항 전반에 영향을 끼칠 가능성이 있다.
• 경제적 인센티브 제공 : 새로운 교통수단인 UAM의 원활한 초기사용 확대와 사업자의 초기단계 사업성 확보를 위한 이용과 사업 유인책이 필요하다. 국가재정과 세제, 민간자본 등 성격별, 업계와 이용자 등 수혜자 종류별 등을 구분해 직접적이고 간접적인 인센티브 체계로 구성할 필요가 있다. 아울러, 미래먹거리 신산업분야에 중소기업과 벤처기업 참여를 확대할 수 있는 금융지원이 필요하다.

대중수용성 확대를 위한 단계적 서비스 실현

• 화물→사람으로 단계적 확대 : UAM은 여객수송과 화물수송을 함께 실현시킬 수 있는 종합교통 운송체계로 역할이 가능하다. 전기수직이착륙기 상용화 전 화물용 초경량급 드론을 활용해 우선 상용 서비스가 가능한 유망서비스로 접근이 가능하다. 화물운송용 비행체는 여객운송용과 안전도 요구수준이 상이해 기술개발과 인증을 비교적 빠르게 진행할 수 있다. UAM 대상 비행체의 지속적인 운항데이터 확보는 기술적 속도와 대중적 수용성 확보뿐만 아니라 한국형UTM 개발을 위해서도 중요하다. 각 국에서도 UAM 장기 비전하에 배송도 중점으로 추진하고 있다.
• 마중물로 공공서비스 활용 : 새로운 항공 교통수단에 대한 생소함과 안전에 대한 신뢰성 부족으로 초기에 대중수용성 확보가 관건이다. 주요업체와 기관도 UAM의 기술적 부분 못지않게 사회적 수용성 해결도 주요 과제로 설정하여 해결방안을 모색하고 있다. 기술적 안전성 전제 하에 공공과 안전 등 공공서비스에 우선 활용하고 홍보할 경우 수용성 확보에 유리하다.
• 저변 형성을 위한 교육과 즐길 거리 확대 : UAM 시장은 수십 년간 확대하고 발전할 전망으로 지속발전을 유도하고 건전한 생태계 조성을 위해 인적자원 마련이 중요하다. 신 교통수단이자 교통혁명인 UAM은 이용 확대를 위해 대중에게 지속적인 홍보가 필요하다. 안전성, 효율성 등을 지속적으로 홍보하고 이용가속화 촉매로 활용해야 한다.

이용 편의를 위한 인프라 및 연계교통 구축

• 민간과 공공의 상생인프라 구축 : UAM은 사업을 주도할 민간사업자와 하늘길 교통을 관리하고 교통서비스 중 하나로 관리할 공공의 역할이 모두 중요하다. UAM 수송규모 및 기술적 전문성을 고려했을 때 공공보다 민간 위주로 사업추진이 필요하다, 공공재인 공역 활용, 버스와 철도 등 대중교통과 연계성, 전력설비 활용 등 공공설비 활용 측면에서 공공지원도 중요하다. 특히 UAM 허브이자 교통중추로 기능한 버티포트(Vertiport)는 구축부터 운용까지 민간과 공공의 조화로운 역할과 책임 구체화가 필요하다. 해외는 대중교통 및 신 교통수단 등이 조화롭게 활용될 수 있도록 종합환승센터의 개념으로 버티포트 개념을 정립하고 있다.
• 연계교통체계 마련 : 첨단기술 집약으로 고비용구조인 UAM은 경제성 확보를 위하여 버스, 택시, 철도, PM 등 연계교통이 필수적이다. 접근성이 떨어지는 버티포트 중심 UAM은 다양한 이동 수요에 대응하기 어려워 접근교통이 경쟁력의 핵심이라고 할 수 있다.
• 신속하고 편리한 보안 검색 : 항공교통 특성을 고려했을 때 탑승객 보안검색이 필수적이나 항공용 보안검색 체계는 시간소요가 과다해 이동시간 증가가 우려된다. 첨단기술 또는 효율적 운용기법 등 보안검색 시간을 단축시킬 수 있는 대안 모색이 필요하다.
• 도시기능 연계 : UAM은 시민들의 교통, 주거, 생활 전반에 영향을 미치는 도심 교통수단으로 도시계획 전반적으로도 관여되어 있다. 스마트시티나 신도시는 버티포트 구축 등이 수월한 구축 초기단계로 UAM과 연계해 교통과 도시 편의성을 증대할 수 있다.

공정·지속가능하고 건전한 산업생태계 조성

• 공정한 운영사업틀 마련 : 이용자 보호 및 안정적인 운항 보장을 위해 UAM 사업 분야 및 특성을 고려한 운송사업 및 연관사업자 제도를 마련할 필요가 있다. UAM 사업자는 항공운송과 도시교통 운송사업자인 복합적 성격을 지니고 있어 운송특성에 따른 각종 요건, 책임, 역할 마련이 중요하다.
• 보험제도 마련 : 사고발생 시 적절한 배상 등 이용자의 권익 보호를 위하여 운송 산업에 관한 보험 장치 마련이 필요하다. 사고결과의 유사성을 고려했을 때 기존 항공사업자에게 의무화한 보험 체계를 우선적으로 고려해야 한다.
• 서비스·안전 비례 수익보장장치 마련 : 사업자가 자생적으로 서비스 수준과 안전도를 향상시키기 위한 유도장치로 경제적 장치가 기능할 수 있다.금전적 보상과 유인을 통해 안전 및 서비스 투자 확대 등 안전과 서비스 향상 노력의 순환체계 구축을 유도해야 한다. 특히 가장 큰 경제적 유인인 운수권을 토대로 지속발전 가능한 생태계 조성 유도가 필수적이다.

국제 표준과 나란히 하는 국제협력 확대

• 안전기준 마련에 적극 동참 : UAM 기체, 운항, 인프라 등 각종 기준은 미 연방항공국과 유럽연합 유럽항공안전국을 중심으로 논의가 진전되고 있고, 업계도 양 감항당국 위주로 대응하고 있다. 미 연방항공국, 유럽항공안전국은 오랜 기간 항공분야 기준을 선도한 주요 감항당국으로 기존 항공분야 기준의 국제화도 이끌고 있다. 국가 간 운송인 기존 항공과 달리 UAM은 국내 운송에 한정되긴 하나, 전문성과 업계동향을 고려했을 때 해외 주요 기준 준용과 채택이 유리하다. 업계는 그간 노하우로 전문적인 기준을 제시해주고 시장이 큰 미 연방항공국, 유럽항공안전국에 적극적으로 대응하고 있는 상황이다.
• 주기적 국제 콘퍼런스 개최 : 기체, 운항, 인프라 전 영역에 첨단기술이 집약된 UAM은 신속한 기술동향 추종이 긴요하다. 유수업체와 기관은 국제적 위상을 제고하고, 이슈를 선도하며, 전방위적 생태계 조성 등을 위해 국제 콘퍼런스를 주도적으로 개최하고 있다.
• 세계 유수기업 유치 : UAM의 신속한 상용화, 선진기술로 UAM 시장 구축과 확대를 위해 주요 선도업체의 국내 UAM 시장 진출은 매우 중요하다. 첨단기술이 집약된 UAM은 선도 기술을 가진 주요 업체가 이슈를 선도하고 각종 기준과 표준을 마련하는 과정에도 주도적으로 참여하고 있다. 선도업체의 강점은 존중하되, 운송과 유지보수 등 서비스 전반에 연관되는 다양한 분야는 매칭을 통해 부가가치 창출을 도모한다는 것이다.

기대효과

도시교통 이용형태의 변화

• 도시교통 다양화UAM, 도로, 철도, PM 등 혼용으로 도시교통 사각지대 해소와 서비스로서의 모빌리티(MaaS) 및 단절 없는 교통(seamless transport)이 가속화될 것이다. 이동시간의 혁신적 단축으로 도시 내/간 경계를 허물고 효율적 시간활용으로 사람과 집단의 네트워크가 향상될 전망이다.
• 시간·비용 절감 : 교통 혼잡이 심한 수도권 기준 저감 가능한 시간 및 사회적 비용은 70% 수준에 다다른다.

산업 부가가치 창출

• 첨단기술 집약 : 소재와 부품부터 블록체인, 인공지능(AI) 등 첨단기술 집약으로 높은 안전도가 필요한 항공특성을 고려했을 때 기술발전 유도가 가능하다. UAM 실현 주요 기술은 다음과 같다.

1. 블록체인 : UTM의 비행체 등록과 다중경로 설정, 공유 및 사용료 지불 등에 활용
2. 인공지능 : 최적 경로탐색과 연료 활용 등 자율비행 지원, MRO 및 운항계획 편성 지원
3. 센싱 : 기상, 버드스트라이크 등 외부환경을 탐지하고 회피 지원(AI 연계)
4. 클라우드 컴퓨터 : 대용량 공간과 기상 등 연관정보의 처리 및 저장
5. 무선충전 : 화물용 드론의 연속활용을 위해 착륙 후 자동으로 충전할 수 있도록 지원
6. 사물인터넷 : 기체 내 고장 자동검지 및 송출, 비행 중 앞뒤 기체 간 상황정보 공유 등

• 경제적 파급효과 : 2040년 국내 누적 13조 원의 규모를 달성했을 때 16만 명의 일자리 창출, 생산유발 23조 및 부가가치유발 11조 원이 예상된다.

시장 전망

전 세계적으로 도시화가 빠르게 진행됨에 따라 대도시의 차량정체와 환경오염은 갈수록 심해지고 있다. UN의 조사 결과 1,000만 명 이상 거주하는 도시를 의미하는 메가시티는 1990년대 10개에서 2018년 33개로 증가했고, 2030년 43개에 이를 것으로 전망되고 있다. 한국교통연구원에 따르면 도시 집중화 현상에 따른 교통혼잡으로 낭비되는 비용은 2015년 기준 약 33조 원에 달하는 것으로 나타났다. 현재는 이미 도시의 신규 교통망 확충해나가는 것에 한계가 예상되는 시점으로 3차원 모빌리티인 UAM이 혁신적인 교통 시스템으로 대두되고 있다. 애초 취미용 드론으로 발전되기 시작한 도심항공 모빌리티 기술은 점차 적재하중을 높여 택배용과 화물용 배달서비스로 진화했고, 안전성과 효율성이 검증되면 일부 노선에 한정된 고가의 이동수단으로 승객용 도심항공 모빌리티로 시작, 점차 택시요금 수준까지 요금이 내려가면 대중교통수단으로 자리 잡을 전망이다. 사람과 건물, 자동차가 뒤섞인 복잡한 2차원 공간에서 더는 효율을 높이기 어려워 3차원 공간을 이용하는 UAM은 메가시티 교통문제를 해결할 대안으로 부상하고 있다. 특히 수직이착륙 형태의 UAM은 활주로가 필요 없고, 최소한의 이·착륙공간만 있으면 충분히 비행 가능하다는 장점이 있다. 초기 스타트업 중심으로 발전해온 UAM 시장은 보잉, 에어버스, 엠브라에르와 같은 글로벌 항공기 주문자 상표부착 생산회사들이 참여하기 시작했으며, 최근에는 현대자동차㈜, 아우디와 같은 글로벌 완성차 업체들도 참여하였다. 또한 우버와 인텔과 같은 정보통신기업도 UAM 업체에 대한 투자를 활발하게 진행하면서 UAM생태계 형성에 일조하고 있다. 투자업계에서도 관심이 뜨겁다. 글로벌 사모펀드 및 벤처캐피털 투자동향 조사 업체인 피치북은 2020년 떠오르는 6가지의 신흥 기술의 투자 분야 중 하나로 UAM을 꼽았다. 모건스탠리에 따르면 전체 UAM의 잠재적 시장규모는 2040년 1조 5,000억 달러에 달할 것으로 전망된다. 새롭게 태동하는 시장이지만 아직 시장에 지배적인 강자가 없다 보니, 시장을 조기 선점하고 새로운 성장동력을 얻기 위해 기업들은 연구개발과 자본투자에 뛰어들고 있다. KPMG에 따르면 UAM의 도입 여부와 시점은 인구통계학적, 경제적 요인 및 각각의 국가의 도시 계획에 따라 지리적으로 매우 상이할 것으로 전망했다. 인구밀집과 경제성장, 도로혼잡도 등을 고려할 때, 향후 UAM 시장의 성장 가능성이 가장 높은 지역으로 서울, 도쿄, 베이징, 상하이, 델리 등 아시아의 메가시티를 꼽았다. 2030년에 접어들면 전 세계적으로 매년 1,200만 명의 승객이 UAM을 이용할 것으로 전망했으며, 2050년에 이르면 4억 4,500만 명에 달할 것으로 추정했다.

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같이 보기

• 드론
• 플라잉카

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