[류경진의 미래자동차 이야기] SF 하늘 나는 車 볼 날 머지않았네

땅·하늘 모두 달릴 수 있는 '플라잉카'…경비행기형·드론형으로 나뉘어
우버·릴리엄, 2023년 상용화 계획…국내 정부·그룹도 실용화 계획 밝혀
배터리·인프라·안전성 문제 해결되어야

씨티에어버스

플라잉카(flying car)는 땅과 하늘을 모두 달릴 수 있는 자동차를 뜻한다. 일반 자동차처럼 도로를 달 수 있다는 점에서 개인 활주로가 필요한 개인용 비행체인 PAV(Personal Aerial Vehicle 혹은 Personal Air Vehicle)와 다르다고 할 수 있다.

◆플라잉카의 구분

플라잉카는 크게 경비행기형과 드론 및 행기형으로 나누어 진다. 초장기에 거론됐던 플라잉카는 대부분 경비행기 방식이었다. 대표적으로 중국 지리자동차(吉利汽车)에 인수된 미국 기업인 테라퓨지아의 플라잉카 '트랜지션'은 도로를 달릴 때는 날개를 위아래 방향으로 접고, 하늘을 날 때는 다시 날개를 펴서 마치 경비행기처럼 이착륙하는 플라잉카이다.

땅에선 시속 160㎞로 달릴 수 있고, 하늘에서는 최장 640㎞까지 날 수 있다. 캐나다나 미국 등지에서 운행 중인 관광용 수륙양용버스를 타고 강과 도심 도로를 관광하는 이른바 '덕투어'의 하늘 버전으로 생각하면 된다. 테라퓨지아는 이미 2018년부터 2인승 플라잉카인 트랜지션을 예약받기 시작한 데 이어, 4인승 플라잉카인 'TF-2'를 개발하고 있다.

네덜란드의 팔브이가 만든 리버티 역시 경비행기형에 가까운 플라잉카이다. 회전 날개가 있긴 하지만, 활주로를 달리는 방식으로 이륙해야 하는 치명적 단점이 있다. 이착륙을 위해 최소 수십m 이상의 활주로가 있어야 한다. 경비행기는 일반 비행기와 같이 땅 위에서 엔진을 가동해 속도를 내고, 여기서 발생하는 날개 상하부의 기압차를 활용해 동체를 띄운다.

우버 홈페이지 화면

이에 활주로가 없으면 날 수도 없고, 착륙할 때도 추락할 위험도 있다. 또 경비행기형 플라잉 카는 대부분 무인 비행이 불가능하고, 경비행기 면허를 가진 사람이 비행해야 한다.이 같은 단점을 수직 이착륙이 가능한 드론 및 헬기형 플라잉카가 보완했다. 우버는 플라잉카 개발에 가장 앞서 있는 차량 공유 기업이다. 우버가 선보인 우버 에어(Uber Air)가 대표적이다.

우버에어는 양 날개와 후미 부분에 프로펠러를 탑재해 수직으로 바람을 일으켜 동체를 띄운다. 활주로에서 가속도를 붙일 필요가 없고, 하늘에 뜨고 나면 수평 날개를 활용해 일반 비행기처럼 비행하다가, 다시 착륙할 때 프로펠러를 돌리는 식이다. 우버는 2020년 플라잉카를 이용한 항공 택시 시범 서비스를 호주 멜버른에서 시작해 2023년 상용화에 나서기로 했다.

우버의 플라잉카는 시속 241㎞ 수준으로 비행할 수 있고, 4명의 승객이 탑승할 수 있는 형태로 헬리콥터와 비행기를 결합한 구조로 설계됐다. 우버는 2019년 세계 최대 전자쇼 'CES 2019'에서도 헬리콥터 제조사 인벨 헬리콥터와 함께 수직 이착륙이 가능한 플라잉카 '벨 넥서스'를 발표했지만, 막대한 투자비용을 감당하지 못하고 2020년 사업부 매각을 결정하게 됨으로써 미래가 불투명해졌다.

독일 스타트업 릴리엄(Lilium)이 2023년 상용화 계획을 밝힌 릴리엄 제트(Lilium Jet)와, 에어버스(Airbus)가 개발해 2025년 출시 예정인 시티 에어버스(Airbus) 역시 비슷한 형식이다. 릴리엄 제트는 수십개의 로터, 즉 회전 날개를 동체 양 측면과 후미에 장착해서, 이착륙할 때는 로터를 수평으로 눕혀 바람이 아래로 가도록 만들고, 이를 통해 동체를 띄운다.

이륙 후에는 로터를 수직으로 세워 수평 방향의 바람을 만든 뒤 동체를 이동시킨다. 전문가들의 말에 따르면 앞으로 플라잉카는 경비행기보다 수직 이착륙 방식으로 개발될 가능성이 높다고 한다. 왜냐하면 드론이나 헬기 형태의 비행체는 수직 이착륙이 가능할 뿐 아니라, 하늘에서도 한 지점에 오래 머무를 수 있어 더 안정적이기 때문이다.

에어버스 헬기 사업부가 개발 중인 에어시티 실증기는 4인승으로 시속 75마일(시속 120km)로 비행하며 최장 60마일 일까지 이동할 수 있다. 순수 전기로 구동하는 시티에어버스는 2019년 5월 첫 이륙을 했고 12월에는 최초 비행을 했다.

시티에어버스는 길이 8m에 높이 8m로 상당히 크다. 덕트형 팬 안에 8개의 고정형 프로펠러로 추진력을 얻는다. 프로펠러 지름은 2.8m이고, 프로펠러는 100kW 전기모터 8개로 구동한다. 배터리 용량은 110kWh이며, 최대 이륙중량은 2.2t이다. 원격 조종되는 자율비행 시간은 15분을 목표로 하고 있다.

테라퓨지아 홈페이지 캡쳐

◆플라잉카의 한계점

▷ 모호한 개념

아직 플라잉카에 대한 확실한 개념이 정립돼 있지 않아서 여러 가지 해석이 있다. 플라잉카를 문자 그대로 해석하면 '하늘을 나는 자동차'이다. 여기서 '카'의 개념이 중요한데 '카'를 자동차로 해석할지, 개인 운송 수단으로 해석할지에 따라 의미가 달라진다. 업계에서는 후자로 들이기 때문에 '하늘을 나는 자동차'라는 개념보다 '개인용 비행 운송 수단'이라는 의미의 PAV를 쓰기도 하고, '드론택시', '에어드론'이라는 말과 혼동돼 사용되기도 한다.

우선적으로 일반 차량처럼 네 바퀴가 달려 도로 주행이 가능하면서 동시에 하늘을 날 수 있는 형태도 있고, 일반적인 비행기 모습을 축소한 형태의 플라잉카도 있다. 또한 헬리콥터와 비행기가 결합된 모양, 드론 형태 등 모습도 다양하다.

▷불투명한 상용화

우리 정부는 2025년까지 플라잉카를 실용화가 가능한 수준으로 만들겠다고 밝혔다. 현대자동차그룹 역시 2028년까지 실용화한다는 계획이긴 하지만, 그 전에 실용화와 상용화 개념부터 정리해야 한다. 실용화는 시범 사업이 가능한 수준을 말한다. 상용화는 '이윤 창출이 가능해 많은 기업이 플라잉카 사업을 시작하는 단계'이며, 일반인도 원할 때 플라잉카를 탈 수 있는 상황을 말한다.

그러나 정부나 기업들이 발표하는 것은 상용화가 아닌 실용화이다. 단 한 대의 제품만 만들어도 실용화는 가능하지만, 상용화는 대량 생산 체제가 갖춰져야 한다. 하지만 상용화의 시기는 예측할 수 없다. 일례로 중국산 드론이 쌀 한 포대를 싣고 국내 하늘에서 시험 운행한 바 있다. 이 드론의 가격은 약 3억 원이다.

▷기술 확보

플라잉카가 상용화되기까지 두 가지 해결 과제가 있다. 첫 번째는 자율비행 가능 여부이다. 조종사가 탑승할 경우 지금도 기술적인 문제는 거의 없어 보이지만, 다만 플라잉카는 항공 조종사 자격증이 필요하다. 관련 업계에서는 '조종사가 없는' 자율비행이 선행돼야 플라잉카 시장이 열릴 수 있다고 본다.

두 번째 문제는 배터리이다. 플라잉카는 기존 엔진보다 전기를 동력으로 만드는 것이 유리하다. 기체를 훨씬 가볍게 만들 수 있고 소음 등에서 자유롭기 때문이다. 다만 현재 전기 배터리 기술만으로는 장거리 비행이 어려워 항공 전용 전기 배터리를 양산해도 인증에 오랜 시간이 걸린다.

▷제도와 인프라 구축

인프라 구축과 제도 정비는 플라잉카 상용화의 가장 큰 걸림돌이다. 플라잉카 전용 배터리 충전소나 이착륙장 등 인프라 구축이 필요하다. 전문가들은 플라잉카 개발보다 인프라 구축에 더 많은 시간과 비용이 든다고 강조하고 있다. 또한 플라잉카끼리 충돌하지 않는 항법 체계를 갖추기 위해서는 오랜 시간이 필요하다. 플라잉카 인증 제도를 어떻게 마련할지도 하나의 숙제이이고, 국내에는 수도권이 안보상 비행 금지 구역으로 설정된 곳이 많다. 국방과 관계 있기 때문에 쉽사리 규제를 완화하기도 어렵다.

▷안전성

수많은 플라잉카가 머리 위로 날아다닌다고 생각해 보면, 땅에 있는 많은 사람들은 안전에 위협을 느낄 것이다. 항공 분야는 한 번 사고가 나면 큰 피해로 연결된다. 국민들은 100% 안전하다는 확신이 들 때까지 플라잉카를 완전히 받아들이기 어려워할 것이 자명하고 플라잉카 기체의 안전성도 입증되지 않았다.

드론택시의 기체 무게는 일반 항공기보다 훨씬 가벼운 360㎏에서 1.2t 정도인데, 전문가의 말에 따르면 드론택시는 일반 항공기에 비해 구조가 간단해 기계적으로 사고가 발생할 가능성이 훨씬 적지만, 무게를 줄이기 위해 매우 가볍게 제작하기 때문에 바람이 많이 불 때 비행은 위험하다고 한다.

류경진 영남이공대학교 스마트 e-자동차과 교수

류경진 영남이공대학교 스마트 e-자동차과 교수