가습기 보다 조용한 UAM

가습기 보다 조용한 UAM

가습기 보다 조용한 비행체 UAM

- 정보기술(IT) 업계에 따르면 UAM 상용화를 위한 핵심 키워드는 '소음 최소화'다. 아파트촌이나 빌딩 숲 등 도심에서 비교적 낮은 고도(300~600m)로 운항하기 때문이다. UAM의 조용한 비행 비밀은 로터에 있다. 헬리콥터의 굉음은 내연기관 엔진 소리에서 나오는 게 아니다. 

 

하나의 고정된 대형 프로펠러가 빠른 속도로 회전하면서 음파 진동을 키워 소음이 큰 것이다. UAM은 저마다 각도 조절이 가능한 여러 개의 로터를 달고 있다. 각 로터가 상황에 맞게 각도를 바꾸는 식으로 음파 진동을 상쇄한다. 로터를 독립적으로 구동하는 분산전기추진 기술 덕분에 8개 안팎의 로터 중 1~2개가 고장 나도 안전한 착륙이 가능하다. 

저소음만큼 중요한 차세대 통신(Next G)

 

 

- UAM 기체 수가 적을 때는 극초단파(UHF)나 초단파(VHF) 등 기존 항공 통신체계를 지상 기지국 기반 통신망(4~5G)과 결합해 관제할 수 있다. 그러나 현재 기지국 기반 통신망은 대형 빌딩이 밀집한 도심 한복판에서는 속도가 떨어지거나 완전히 두절되는 커버리지 음영 문제가 있다. 

 

ㅊ앞으로 UAM에 완전 자율비행을 도입하려면 초대용량 데이터를 초고속으로 주고 받을 수 있어야 한다. 과학 기술 정보 통신부는 지연 시간이 30ms(100분의 3초) 이하인 차세대 통신 기술을 UAM 인프라에 도입해야 한다고 보고 있다. 국내 통신 3사 등과 함께 저궤도 위성을 결합해 이를 실증할 계획이다.  

 

도심 상공에서 여러 대의 기체를 질서정연하게 통제하려면 실시간으로 굉장히 많은 데이터를 처리할 수 있어야 한다. UAM 상공망은 UHF나 VHF 통신망보다 정밀하고 빨라야 한다. 

2025년 첫 상업운전 목표 K-UAM 로드맵

 

 

- 현재 개활지인 고흥 UAM 실증단지에서 1단계 실증을 하고 있다. 기체 안정성, 운항/교통관리/버티포트 통합 운용성, 소음, 비상 상황 대응능력 등을 검증한다. 총 6개 컨소시엄이 2024년 4월 처음으로 1단계 실증을 통과했다. 2단계부터는 아라뱃길과 한강, 탄천 등 수도권 상공에서 실증한다. 

 

2단계부터 실제 손님을 태울 수 있는, 즉 상용화가 가능한 기체를 당장 보유한 컨소시엄만 참가할 수 있다. SK 텔레콤이 이끄는 'K-UAM 드림팀'과 카카오모빌리티가 중심인 'UAM 퓨처 팀' 등 3개 컨소시엄만 이 조건을 충족하고 있다. 실증을 모두 통과한 컨소시엄은 내년 말부터 UAM 상업운행을 시작한다. 

상용화 초기에는

- 상용화 초기에는 공항과 도심을 잇는 'UAM 셔틀' 서비스 수요가 주를 이룰 것으로 보인다. 이후 도심 통근, 광역도시 간 이동 등으로 범위가 확장될 전망이다. 모건스탠리는 전 세계 UAM 시장 규모가 2040년 1조 4740억달러(약 2021조 원)로 커질 것으로 내다봤다. 

 

KPMG는 2030년쯤 매년 1200만 명의 승객이 UAM을 이용할 것으로 관측했다. 

미래 모빌리티 성패는 전고체 개발

- 한 개의 엔진과 프로펠러만으로 비행하는 헬리콥터와는 달리, 도심항공 모빌리티(UAM)는 여러 개의 전기 모터와 배터리를 연결한 '분산전기추진' 시스템을 활용한다. 단일 동력계통의 경미한 고장이 추락 등 대형 사고로 이어지는 것을 막기 위해서다. 분산전기 추진 시스템의 핵심은 에너지를 공급하는 배터리다. 

 

UAM 업계에서는 도심에서 승객을 4명 이상 태우고 일정량 이상의 화물을 무리 없이 실어 나르기 위한 에너지를 배터리 무게 kg당 500Wh(와트시) 이상 출력으로 보고 있다. 현재 테슬라가 사이버트럭 등에 사용하기 위해 대량 생산을 추진 중인 4680(지금 46mm/높이 80mm) 원통형 배터리(kg당 300Wh)의 약 1.6배다. 

 

주요 기업들이 개발 중인 전고체가 핵심

- '꿈의 배터리'라고 불리는 전고체배터리는 액체 상태의 전해액을 사용하는 리튬이온 배터리와 달리, 고체 전해질을 쓰는 배터리다. 고체 전해질이 분리막 역할을 대신하기 때문에 무게가 더 가볍다. 폭발과 화재 위험성도 크게 줄어든다. 외부 충격으로 전해질이 샐 우려도 없다. 

 

세계 1위 배터리 기업 CATL이 2027년 출시를 목표로 개발 중인 전고체배터리가 kg당 500Wh를 달성할 수 있을 것으로 전망된다. LG에너지솔루션과 삼성 SDL, SK온 등 국내 배터리 3사도 전고체 배터리 개발을 추진 중이다. 이 밖에 UAM 상용화를 위해 탄소섬유 등 초경량/고강도 소재를 적용한 기체 프레임과 부품 개발이 추진되고 있다. 

 

인공지능(AI)을 적용한 장애물 탐지 및 충돌회피 센서 등도 속속 개발되고 있다. 항공업계 관계자는 "UAM 기체/부품 관련 법규 및 인증 제도 마련이 시급한 상황"이라고 말했다. 

 

 

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