2021 SSME에서‘에어택시’를 만나다

지난6월에 열린‘2021서울 스마트 모빌리티 엑스포(이하2021 SSME)’에서 미래 도심 항공 모빌리티 중 하나인‘에어택시’를 공개하였습니다.모빌리티 산업을 선도하는40여 개의 기업은 고객이 직접 에어택시에 탑승하여 기술과 서비스를 경험할 수 있도록 하였는데요.그중 한화시스템은예약부터 수속을 밟는 절차,그리고 비행까지의 전 과정을 선보였습니다.

한화시스템 부스에서는 디지털 사이니지에서 에어택시 모바일 앱(App)을 통해 계획한 여정에 따라 손쉽게 예약하도록 마련했는데요.고객의 데이터를 기반으로 한 신분 확인과 수화물 검색 절차가 자동으로 완료되어 간편하게 체크인이 가능하고,다른 대중교통과의 이동 소요 시간을 비교할 수 있습니다.이 외에도 지상의 자율주행 차량과 마이크로 모빌리티와의 연결 현황,그리고통합교통서비스(Mobility as a Service, MaaS)가 대중화 되었을 때 경험할 서비스를 미리 확인할 수 있었습니다.


앞으로UAM을 대중교통으로 이용하기 위한 과제는?

이번 행사를 통해 우리에게UAM산업을 경험하도록 한 이유는 크게 두 가지로 볼 수 있는데요. UAM산업을 준비하는 기업들의 기술 경쟁력과 서비스 홍보를 위함도 있지만,새로운 모빌리티의 사회적 수용성을 증대시키고 사업의 경제성을 미리 파악하기 위한 목적도 포함됩니다.아래 조사에 따르면,UAM을 대중교통으로 이용하는데 주저하는 이유는 바로,위험성과 경제성에 있다고 합니다.

보통 우리가 상상하는UAM의 위험성은 거대한 드론형 이동체를 본 경험이나 간혹 헬리콥터를 목격했을 때의 심리적 요인에 의한 것과 비슷합니다.즉,도심지 상공200m부근을 비행하기 때문에 비행 시 발생하는 큰 소음과 혹시 모를 추락 사고에 의한 불안감 등을 갖는 것은 당연한 건데요.

*에어택시 대중화를 위해 해결해야 할 문제1 : 소음

먼저,우리에게 불편감과 두려움을 느끼게 하는 소음에 대해 조금 더 깊이 이해해볼 필요가 있습니다.글로벌 개인용 비행체(Personal air vehicle, PAV)개발 사업자들은 대부분전기 추진 시스템 방식을 적용하는데요.이는4~6개의 전기 모터와 프로펠러가 구성된 기계 장치로 운항이 가능하도록 한 것이기 때문에 기체의 소음 문제와 직결되는 부분입니다.모터를 구동 시키면 프로펠러가 회전하면서 프로펠러 위쪽의 공기를 흡입하고,아래쪽으로밀어내면서 발생하는 압력(추력)에 의해 공중으로 뜨는 원리이지요.

유체역학적 해석에 의하면,프로펠러가 지나갈 때 앞뒤로 유동 속도가'0’인 정체점(Stagnation point)이 발생한다고 합니다.이 위치는 공기의 흐름은‘0’이나,압력은 가장 높은 지점에 해당하는 것입니다.프로펠러의 뒷전(Tailing-edge)에 공기의 흐름이 모이는 하강기류(Downwash)부근에도 정체점이 존재하고,낮아진 압력 상태에서 빠른 속도로 뒤이어 다가오는 프로펠러의 앞전(Leading-edge)이 이를 치고 가는 것인데요.따라서 와류(Vorticity)가 발생하는 지점과 압력 차이가 크게 발생하는 정체점에서 소음이 발생하고,프로펠러 아래쪽 방향에는 순음형 소음(Tonal noise)이 발생하는 것입니다.이러한 소음 인자의 크기를 줄이기 위해서는 공력 특성이 고려된 최적의 프로펠러 형상 설계와 속도 제어 기술이 요구됩니다.

한화시스템의 에어택시‘버터플라이’기체는 이러한 소음의 문제를 해결하기 위해타 전기추진 시스템 개발업체들보다15dB낮은 저소음을 실현한OSTR(최적 속도 틸트로터)기술을 적용하였습니다.이는 지하철을 이용할 때 발생하는 소음에서 승용차를 타면서 느끼는 소음 수준으로 감소된 정도입니다. 


*에어택시 대중화를 위해 해결해야 할 문제2 :경제성

에어택시의 대중화를 위한 경제성 관점의 필수 요건은이용 시간과 비용이 적절해야 한다는 것입니다.고객의 입장에서 기존 대중교통 대비 가격의 합리성이 확보되고,사업자 입장에서는 수익성이 보장되어야 할 텐데요.이에 국토부는35년 기준30km이동 시 이용 요금은1,300원이 되는 것을 목표로 하고 있습니다.정부는 승객이 지불하는 비용에 대한 목표를 설정했지만,결국 사업 운영자가 달성하도록 준비해야 하는 어려운 목표를 지니고 있죠.기체를 생산하거나 운용하는 사업자는 기체 제작 비용,인프라 구축 및 서비스 운용비용을 따져봤을 때 사업 수익성이 나기 위한 수많은 방식의 시나리오를 만들고 검증하여 최적의 솔루션을 마련해야 할 것입니다.
*에어택시 대중화를 위해 해결해야 할 문제3 :서비스

비용 문제가 해결되고 다른 모빌리티와의 연계가 달성된다 하더라도 이용 시간 측면에서 합리적이지 못하면 이용객은 에어택시를 외면할 텐데요.이러한 문제를 해결하기 위해서는승객에게 제공되는 서비스 시나리오를 획기적으로 재구성해야 할 것입니다.이를테면 인공지능과 빅데이터 등의 지능형 기술의 도입으로 서비스 종사자가 단계별로 수행할 일들을 신속 정확하게 처리하도록 서비스 시스템을 구축하는 것이죠.

만약 에어택시가 기존 항공기처럼 탑승 수속을 밟아야 한다면,승객이 기다리는 시간이 길어지므로 에어택시만의 매력을 잃게 될 것입니다.그렇다고 비행기라는 특성상 해킹에 의해 테러의 매개체로 활용될 수 있으므로 수속 절차를 없애거나 지나치게 간소화 할 수 없는 모순된 상황이 발생하는 건 사실입니다.

이에 한화시스템ICT부문에서는 금융 및 스마트팩토리 등과 같이 여러 사업 분야에서 이미 검증된 서비스와 시스템을 바탕으로UAM모빌리티에 최적인 서비스를 제시합니다.앞서 소개한2021 SSME에서 만난 디지털 사이니지에서에어택시 모바일 앱(App)을 통해 이용객은 수속장을걷기만 해도 신원 확인과 수하물 검색이 완료되는 초간편 체크인이 가능해지는 건데요.이는 개인 정보를 바탕으로 생체 인증을 위한 센싱 장치와 자동 보안 스캐너가 탑승자의 모바일 예약 앱과 연동하여 신원을 빠르고 안전하게 검사하는 기술입니다.이러한 시스템은 한화시스템이 영국UAM도심공항 전문기업인 스카이포츠와 구축할 에어택시 도심공항 인프라에서도 적용되어 서비스 될 것으로 예상됩니다.


*에어택시 대중화를 위해 해결해야 할 문제4 :인프라

마지막으로 한화시스템에서는 고객이 직접 경험하는 서비스뿐만 아니라정비,점검,충전 등과 같은 인프라 시설의 지능화,무인화를 위한 혁신적인 기술 개발을 진행 중에 있습니다.앞에 언급한 승객 서비스 시나리오를 최적화하여 아무리 빠르게 수속 절차를 마무리 한다고 해서 바로 비행할 수 있는 기체가 준비되지 않는다면,결국 시간적 경제성을 달성할 수 없기 때문입니다.이러한 상황이 시사하는 바는 고객에게 제공하는 서비스 시나리오를 최적화해서 얻은 시간적 효율성보다MRO(maintenance, repair, operation)방식의 최적화로부터 얻는 시간적 효율성의 효과가 더욱 크기 때문입니다.결국 사업자는 기존의 항공기MRO방식이 아니라새로운 유지보수 방식을 만들어 에어택시 운영 사업자의 수익성을 보장하는 방안을 모색할 필요가 있으며,핵심 부품을 시간 단위로 모니터링하여 쉴 틈 없이 운행하는 대중 교통의 안전을 보장하는 기술을 동시에 마련해야 할 것입니다.

한화시스템은 다양한 관점에서승객과UAM사업운영자에게 최적화된 시나리오를 구성하고 있으며,기 확보된 솔루션을 통해 지속적으로 검증하고 실현하고 있습니다.더불어 우주와 지상의 모든 장치들의 커넥티비티를 실현하는 기지국으로 활용될 위성체는UAM산업에서는 필수적인 기술 요소이며,한화그룹의 각 계열사는나로호 발사에 사용된 추진체 개발 경험과 위성체 개발 경험을 보유하고 있습니다.이처럼 한화시스템은UAM사업을 위한 여러 분야의 기술 역량과 경험으로부터 더 안전하고 경제적인 에어택시의 대중화 시대를 여는 선도 기업이 되도록 노력을 다할 것입니다.

에어 모빌리티가 가져올 영화 같은 미래! 안젤리나 다닐로바와 함께 보러 갈까요?​