멀티콥터가 미래 자동차인 도심 항공 모빌리티에 미친 영향과 개발 모델

멀터콥터의 등장은 도심 항공 모빌리티 발전에 큰 변화를 가져다주는 계기가 되었는데, 멀티콥터가 무엇이고 도심 항공 모빌리티에 어떤 영향을 미쳤으며, 이를 통해 개발되고 있는 모델은 어떤 것이 있는지 알아보도록 하겠습니다. 

 

멀티콥터=드론

멀티콥터란 무엇인가?

멀티콥터의 등장은 도심 항공 모빌리티에 큰 변화를 가져다주는 계기가 됩니다. 엄밀하게 이야기하자면 멀티콥터 자체도 오랜 역사를 가진 비행체이지만 기술의 발전으로 최근 드론이라는 이름이라고 불리면서 다양한 산업 분야에 활용되고 있습니다. 

 

헬리콥터와 멀티 콥터는 회전하는 로터를 통해 양력을 만들어 비행을 한다는 측면에서는 유사하지만 기동 방식과 특징에는 약간의 차이가 있습니다. 

 

헬리콥터는 일반적으로 하나의 주 로터가 양력을 생성하면서 로터를 기울이거나 로터의 움직임을 조절하면서 추력을 생성하는 기동 방식을 사용합니다. 

 

 

멀티콥터가 도심 항공 모빌리티에 미친 영향

하지만 멀티콥터는 여러 개의 로터가 양력을 함께 생성하고, 각각의 로터의 회전수를 조절하면서 로터 별로 다른 추력을 생성하는 기동 방식을 사용하여 추력의 방향을 조절합니다. 동시에 로터의 방향을 기울이는 방식도 있습니다. 

 

헬리콥터가 날고 있다는 것을 알 수 있는 간단한 방법은 헬리콥터가 생성해내는 엄청나게 큰 소리로 알 수 있습니다. 그렇기 때문에 헬리콥터는 도심을 조용히 비행해야 하는 도심 항공 모빌리티에는 약간 어울리지 않습니다. 

 

하지만 멀티콥터들은 전기를 통력으로 사용하면서 진동과 소음이 비교적 적은 편이기 때문에 도심 항공 모빌리티에 주요한 방식으로 적극적으로 채택되고 있습니다. 

 

또한 멀티콥터는 헬리콥터에 비해 기동 방식이 단순한 편이며, 자율비행으로도 조종이 용이하다는 장점도 가지고 있습니다. 

 

 

멀티콥터 방식의 도심 항공 모빌리티

멀티콥터 방식의 대표적인 두 모델

오늘날 도심 항공 모빌리티는 매우 활발히 연구 개발이 진행되고 있는 분야로써 형상이나 개념이 아직은 정립되어 있지 않은 채로 다양한 종류의 형태가 제안되고 있는 상황입니다. 아마 글을 적고 있는 이 시점에도 새로운 형태의 도심 항공 모빌리티가 제안되고 있을지도 모릅니다. 

 

일단 가장 널리 알려지고 활용되고 있는 방식은 멀티콥터 방식의 도심 항공 모빌리티입니다. 중국의 이항사와 독일의 볼로 콥터 사는 각각 이항 216, 볼로 시티라는 모델을 개발해 냈습니다. 

 

이항 216 모습

 

두 모델의 주요 특징

두 모델은 모두 두 명이 탑승이 가능하며 아무것도 실리지 않은 비행체의 무게를 뜻하는 공허 중량과 최대 중량이 수백 Kg에 이르는 수준입니다. 

 

두 비행체의 비행 거리는 35km 정도이며, 최대 비행속도는 110km/h 정도로 알려져 있습니다. 사용되는 로터는 16개 이상이며, 배터리 시스템은 두 모델에서 다른 방식을 채택했습니다. 

 

하나는 배터리팩을 교체하는 방식을 사용해서 5분 이내에 배터리를 교체할 수 있지만 배터리 충전 방식을 사용하는 모델의 경우 약 1시간의 충전시간을 필요로 합니다. 

 

우리가 초기 휴대폰 모델을 생각해보면 배터리 교환이 어떻게 보면 당연한 것이었는데, 어느 순간 배터리 교환이 가능한 제품이 하나도 없어진 것처럼 앞으로 도심 항공 모빌리티로 이용되는 모델이 어떤 배터리 방식을 사용할 지도 지켜봐야 할 것 같습니다. 

 

불로시티 모습

 

 

하이브리드 방식의 도심 항공 모빌리티 

하이브리드 방식의 특징

다음은 하이브리드 방식이라고 불리는 도심 항공 모빌리티입니다. 이 방식은 수직 이착륙용 로터와 순항용 로터를 별도로 장착해 제자리에서 수직 이착륙을 할 때는 멀티콥터 방식과 같이 이착륙을 하고 그 이후 순항 시에는 순항용 로터를 이용하여 비행을 합니다. 

 

순항 시 필요한 양력의 경우 비행기의 날개를 이용하여 만들어내며, 이런 기동 방식의 장점은 순항 시 에너지 소모가 멀티콥터 방식에 비해 낮아진다는 장점이 있습니다. 

 

하이브리드형의 대표적인 모델

하이브리드형의 대표적인 모델은 한국항공우주원에서 개발하고 있는 카리오 파브와 브라질의 엠 브라이 르 엑스 사의 이브가 있습니다. 

 

탑승자 수가 다섯 명이고 공허 중량은 550~1000kg 정도로 추정되고 있으며, 카라오 파브의 경우 비행거리와 최대 비행속도가 멀티콥터형보다 길고 빠른 60km와 240km/h를 자랑합니다. 

 

카라오 파브는 날개 앞에 네 개의 순항용 로터와 날개 뒤의 네 개의 수직 이착륙용 로터를 가지고 있으며, 앞쪽 로터를 기울여서 수직 이착륙과 순항에 모두 활용하는 방식으로 사용한다고 합니다. 

 

브라질의 엠 브라이 르 엑스의 이브와 한국항공우주원의 카리오 파브 모두 축소 모형으로 시험 비행을 하고 있는 단계이며, 사용화 된다면 탑승자의 수를 고려해볼 때 에어 택시나 우버와 같은 형태로 활용될 것으로 추측되고 있습니다. 

 

엠브라이르 엑스