한국항공우주연구원 개발하고 있는 도심 전기 항공기 OPPAV

2023 국토교통 기술대전은 다양한 교통 관련 기술을 선보였습니다 이중에서 흥미로운 기술들이 있어서 소개합니다. 

미래형 자율 비행이 가능한 UAM인 OPPAV

전기로 작동하면 다 미래라고 합니다. 좀 이상한 소리입니다. 전기 배터리로 달리는 자동차는 내연기관 자동차보다 더 먼저 나왔을 정도로 오래되고 초단순한 기술입니다. 배터리에 전기 담고 그 전기로 모터 돌려서 달리는 건데 무슨 대단한 기술이 필요하겠습니까. 오히려 내연 기관 제조술이 더 놀랍죠. 

이보다 더 놀라운 건 항공기 엔진입니다. 자동차는 엔진 고장나면서 길가에 세워도 되지만 항공기 엔진 고장나거나 멈추면 사망할 수 있습니다. 그래서 신뢰성이 더 중요합니다. 

그런데 이 항공기를 전기 배터리로 돌리려는 작업이 시작되고 있습니다. 
그것도 무인 또는 유인이지만 자동 비행이 가능한 개인형 수직 이착륙기 개발을 위해서 전 세계가 노력하고 있습니다. 이걸 UAM이라고 하는데 Urban AIR Mobility의 약자입니다. 

쿼드로터의 드론의 큰 형태로 보여집니다. OPPAV는 UAM 관련 기술로 원격 조종·자율 비행 또는 조종사가 탑승하여 운행할 수 있는 유무인 겸용 개인 항공기라고 하네요. UAM인데 자율 주행, 수동 비행, 무인 비행이 가능한 다양한 운전 기술이 들어간 기체네요. 

Optionally Piloted Personal Air Vehicle의 약자가 OPPAV입니다. 한국어로는 오파브라고 합니다. 

OPPAV는 테스트 작업 중에 있는 쿼드롭터 개인 항공기로 전 세계에서 테스트를 하고 있습니다.  4개의 프로펠터로 수직 이착륙이 가능한 오파브는 현재 한국항공우주연구원이 주관하고  산업통상부와 국토교통부과 R&D 프로젝트로 2023년까지 진행하고 있습니다.

최근에 첫 테스트 비행을 했다고 하네요. 오파브는 1인승으로 항속 거리는 60km, 최고 속도는 240km이며 동력은 전기 배터리입니다. 날개는 7.6m로 최대 100kg을 들어 올릴 수 있습니다. 100kg 넘어가는 사람은 타기 어렵네요. 

이걸 왜 만드냐. 기존의 헬기가 있는데 왜 만드느냐고 할 수 있는데 헬기보다 저소음이고 도심 빌딩 사이를 날아 다닐 수 있는 기동성과 신속성이 있습니다. 헬기는 주기장이 있어야 해서 비행장에서 연료 주입하고 태울 사람이 있는 빌딩 옥상에 내려서 다시 날아 올라서 사람 배송한 후에 다시 헬기장으로 돌아와야 합니다. 운영비도 비싸고 가격도 비싸죠.

그러나 UAM은 전기 충전으로 날기고 크기도 상대적으로 작아서 기동성도 좋습니다. 여러 장점 떄문에 여러 나라에서 만들려고 하는데 쉽지는 않죠. 

한국은 세계 두번 째 틸트로터 항공 기술을 보유한 국가입니다. 이게 이착륙을 할 때는 드론처럼 수직으로 프로펠러가 돌다가 하늘로 오른 후에는 미 해병대가 사용하는 오스피리 틸트로터기처럼 로터를 90도로 꺾어서 프로펠러기처럼 이동할 수 있습니다. 따라서 속도가 빠릅니다. 

딱히 필요한 기술로 안 보이지만 모르죠 필요한 나라가 있고 원하는 곳이 있을 수 있죠. 틸트 로터 기술을 아무나 가지는 것도 아니고요. 

전기 프로펠러기 KLA-100e

KLA-100e는 전기 프로펠러 항공기입니다. 항공기 엔진 자리에 배터리 1개, 본체에 1개 총 2개의 배터리로 날아갑니다. 

2인승으로 날개는 10.3m이고 순항거리는 100km이며 순항 속도는 120km입니다. 비행은 1시간 정도네요. 이게 문제죠. 배터리로 나는 전기 항공기는 항속 거리가 짧은 이유가 배터리가 무거워서 멀리 가지고 못하고 금방 내려와야 합니다. 기술 개발을 통해서 항속 거리를 늘린다고 해도 한계가 있을 듯 해요.

그래서 수소 전기 항공기가 정답으로 느껴집니다만 수소전기 기술이 무르익은 것도 아니에요. 따라서 천상 레저용과 훈련기로 활용할 예정이라고 하네요. 실제로 항공기 자격증 따려고 훈련하러 오는 분들도 많고요. 안산이나 시흥에서 탈 수 있냐고 물으니 아니고 고흥 비행장 이용한다고 합니다. 민간 비행장은 항공기 허가를 받은 안전성이 확보된 항공기가 이착륙 할 수 있는데 이 KLA-100e는 테스트 단계라서 테스트 비행이 가능한 고흥 비행장에서 탈 수 있다고 하네요. 

하지만 이것도 현재는 설계 및 제작 단계고 2025년이나 초도 비행이 진행되고 2026년이나 인증이 떨어질 것 같네요 훈련 및 레저용 전기 항공기로는 괜찮겠네요. 

제가 좀 부정적으로 말하는 이유는 배터리 때문입니다. 배터리 기술이 고도화가 되고 있지만 기술적인 한계를 넘어서지는 못할 것으로 보입니다. 또한 항공기 시장은 전기 보다는 수소 탱크에 수소 주입한 후 수전해 기술로 전기를 생산하는 수소 전기 배터리 항공기가 더 어울려 보입니다. 수소 전기 트럭처럼요. 

아무튼 한국의 항공기 기술력을 감상할 수 있는 좋은 시간이었습니다. 한국도 이제 전투기 만드는 나라가 되었어요.