하늘을 하는 자동차, 이른바 도심 항공 모빌리티 시장을 두고 세계 각국의 경쟁이 치열하다. 글로벌 항공, 완성차, 카 셰어링 업계까지 도심 항공을 새로운 이동 경로로 삼으려는 사업에 앞다퉈 뛰어드는 중이다.
헬리콥터처럼 수직 이착륙이 가능해 활주로가 필요 없는 헬리 카 에어카(AirCar)의 시작1940년 포드의 창업자 헨리 포드는 미래에 비행기와 자동차를 결합한 차가 등장한다고 예언했다. 당시에는 물론 주변 사람들 모두 비웃었다. 하지만 시간이 지나고 자동차와 비행기의 기술 융합이 펼쳐지면서 점차 경계 구분이 허물어지고 도로와 활주로의 개념도 합쳐지며 하늘을 날아다니는 자동차가 등장했다.
슬로바키아 스타트업 클라인비전이 만든 에어카 그러나 정작 만들고 보니 둘은 이동 수단이라는 공통점만 있을 뿐 이동 방법이 완전히 달라 상용화가 쉽지 않았다. 엔진으로 추력(推力)을 얻고 날개를 통해 형성되는 양력(揚力)이 필수인 비행기와 달리 자동차는 속도를 높일수록 오히려 위로 오르려는 양력을 억제해야 했던 탓이다. 그래서 1970년대까지 등장한 플라잉 카는 대부분 자동차 지붕 위에 거대한 양 날개가 실린 형태였고, 좌우로 길게 돌출된 날개는 도로 주행의 장애물로 작용했다. 하지만 1980년대 이후 플라잉 카에서 날개의 역할이 점차 변하기 시작했다. 비행할 때는 전형적인 날개 기능을 하지만 주행 때는 오히려 양력을 억제하는 스포일러 기능을 충족했다. 기술의 발전으로 등장한 접이식 날개가 플라잉 카 상용화의 시간을 한층 앞당긴 셈이다. 실제 지난해 슬로바키아 스타트업 클라인비전(Klein Vision)이 만든 에어카는 유럽항공안전청(EASA) 표준에 부합하는 시험 주행을 통과하고 세계 최초로 비행 인증을 받았다. 2023년 본격 대량생산을 앞두고 있는데, 미국에서만 이미 4만 대의 예약 주문으로 관심을 끌고 있다. 지상에서는 날개를 접고 자동차처럼 달리다 하늘을 날고 싶을 때는 펴고 비행하면 된다. 3분 안에 형태를 바꿀 수 있으며 자동차처럼 주유소에서 연료를 넣을 수도 있다. 이른바 날개의 변형으로 플라잉Flying을 실현한 셈이다. 하지만 이륙에 필요한 활주로 길이가 300m 정도여서 제약이 있는 것도 사실이다. 플라잉 카에서 헬리 카(Heli Car)그래서 떠올린 방식이 자동차와 헬리콥터의 결합, 일명 헬리 카다. 헬리콥터처럼 수직 이착륙이 가능하도록 만들어 활주로 자체가 필요 없는데 여기서 개발의 세 가지 방향성이 정해졌다. 활주로를 이용하지 않는 수직 이착륙(VTOL, Vertical Take Off and Landing) 방식이어야 하며, 탄소 배출이 없는 동력을 쓰되 추락 위험성이 원천적으로 제거되도록 동력 분산 시스템을 갖추어야 한다. 따라서 프로펠러는 최소 6개 이상 장착하고 전력을 사용하되 혹시 모를 사태에 대비해 에너지 저장 장치도 분산 설치해야 한다. 이런 방식이 정해지자 도심 항공 교통 사업에 진출하는 기업들이 쏟아지고 있다. 기본적으로 육상 운송 수단을 만들어온 자동차 기업은 물론 항공 운송에 매진해온 항공업계도 적극적이다. 그간 이동 공간에 따라 분리됐던 교통 사업이 공간을 융합한 이동 수단의 등장에 따라 상대방 영역에 들어갈 틈새가 열렸기 때문이다.
일반적으로 항공업계는 전동 수직 이착륙 이동 수단을 개발하는 스타트업과 제휴를 선호한다. 미국 유나이티드항공은 전기 항공기 스타트업 아처에비에이션(Archer Aviation)에 10억 달러(약 1조1,000억원)를 투자하고 전동 수직 이착륙기 200대를 발주했다. 아처는 1회 충전 시 97km를 비행하는 4인승 UAM ‘메이커(Maker)’를 준비하고 있다. 이를 기반으로 유나이티드는 뉴욕, 로스앤젤레스, 시카고 등에서 메이커를 운항할 예정이다. 일본의 ANA(전일본공수)도 최근 UAM 진출 소식을 알렸다. ANA는 토요타가 투자한 조비에비에이션(JOBY Aviation)이 개발 중인 S4를 활용할 계획이다. 조비 S4는 5인승 eVTOL로 240km 이상의 항속 거리를 목표로 한다. 여기에 토요타 모빌리티 플랫폼을 활용해 육상 교통과 연계한다는 계획이다. 국내 대한항공은 현대자동차, KT 등과 함께 UAM 컨소시엄에 참여 중이다. 다른 항공사와 가장 큰 차이점은 자체 개발 기술력이 높다는 점이다. 대한항공은 이미 항공우주사업본부와 무인 항공기 및 대형 기체 부품을 개발·제작할 수 있는 역량을 갖고 있다. 여기에 현대자동차의 기술을 더할 경우 도심 항공 교통 시장에 어렵지 않게 진출할 가능성이 높다.
항공업계에 맞서 자동차 기업의 진출 또한 이미 활발하다. 대표적으로 현대자동차는 2026년 하이브리드 파워트레인을 탑재한 화물용 무인 항공 시스템(UAS)을 시작으로 2028년에는 도심 운영에 최적화한 전동화 UAM, 그리고 2030년대에는 인접한 도시를 연결하는 지역 항공 모빌리티 제품 출시를 목표로 하고 있다. 이 외에 토요타와 혼다 등 일본 자동차 기업은 기존 사업 고도화 차원에서 도심 항공 모빌리티 사업 진출을 확정하고 빠르게 상용화를 추진 중인데, 토요타는 일본 도심 시즈오카현 동부 스소노시에 71만㎡ 규모로 건설하는 신도시 ‘우븐 시티’에서 UAM 실증 사업을 진행한다. UAM 시장의 매력은?많은 기업이 UAM 시장에 뛰어들면서 가장 큰 이유로 꼽는 것은 도시화다. 인구의 도시 집중에 따라 지역적·사회적 변화 양상을 일컫는 도시화는 인구 규모의 증가를 의미하기도 한다. UN에 따르면 100년 전의 세계 도시화율은 불과 15%에 머물렀다. 이후 가파르게 진행돼 1950년에는 30%에 달했고 현재는 54%가량이다. 이 말은 지구상의 모든 인구 가운데 절반 이상이 도시에 살고 있다는 뜻이다. 2050년까지 세계 인구가 90억 명으로 늘어난다고 할 때 예측되는 도시화율은 75% 정도인데 앞으로 30년 동안 3개월 만에 1,500만 명이 사는 뉴욕 같은 대도시가 하나씩 늘어난다는 얘기다. 이미 미국을 비롯한 프랑스, 일본, 호주, 노르웨이 등 대부분의 선진국은 도시에 거주하는 인구가 전체 인구의 80%를 넘는다. 한국 또한 도시화율이 90%를 넘어섰는데, OECD 평균을 훨씬 웃도는 수준이다. 급격한 도시화는 도시를 복잡하게 만드는 원인이 된다. 한정된 공간 내에서 인구 증가는 동일한 구간을 이동하려는 수요를 늘려 도로 자체가 복잡성을 감당하기 힘든 수준에 도달하는 탓이다. 이 경우 교통 정체로 길에서 낭비되는 시간이 2010년 1인당 연간 58.4시간에서 2050년에는 106.3시간으로 늘어나는데, 1년 동안 길에 버리는 시간이 2주 휴가와 맞먹는 수준이다. 게다가 도시화는 교통 문제 해결을 더욱 어렵게 만든다. 한정된 도시 공간 내에서 도로 증설, 주차장 확충 등의 대응이 쉽지 않은 탓이다. 이에 따라 2000년대 들어 미국, 유럽 등 선진국은 자동차 중심의 육상 수송에 한계가 올 것으로 보고 새로운 이동 수단을 활용한 교통 체계 구축에 착수했고 그 대안으로 떠오른 게 바로 UAM이다.
물론 UAM이 우리 생활에 새로운 이동 수단으로 자리를 잡으려면 풀어야 할 난제가 많다. 제품 측면에선 안전성이 확보돼야 하고 손쉽게 이착륙이 가능한 헬리포트 등도 확충해야 한다. 하지만 가장 어려운 숙제는 제도적 난관이다. 그간 이동 체계는 공간을 육해공으로 나누고 각 영역에서 이동 수단은 물론 관련 제도가 구축됐다. 그러나 제품의 상용화 시기가 다가오면서 각국 정부도 새로운 제도 마련에 분주하다. 한국만 해도 ‘한국형 도심 항공 교통(K-UAM) 기술 로드맵’을 설정했다. 오는 2025년 시범 운행을 시작으로 2030년은 성장기, 그리고 2035년을 성숙기로 나누고 한 시간에 최장 300km까지 이동하도록 기술을 지원하겠다는 방침이다. 또한 자율 비행, 야간 운항, 이착륙장 증설에 따른 노선 증가와 기체 양산 체계 구축에 따른 규모의 경제효과가 요금 현실화로 이어져 교통수단으로서 대중화를 이끌겠다고 선언했다. 저소음 및 저탄소 등 수용성 높은 교통수단이 될 수 있도록 친환경 연료를 통한 대기오염 감소, 저소음 추진 장치 개발에 매진하고, 정시성·안전성 제고를 위한 스케줄링 및 도심 장애물, 기상 위험에 효과적으로 대응할 수 있는 정보 수집 및 분석 기술을 마련하기로 했다.
지상에서 멀지 않은 하늘을 날겠다는 인간의 꿈은 사실 헬리콥터 등을 볼 때 이미 이루어졌다. 그러나 육상에 기반한 항공교통 수단으로서 UAM은 140년 전부터 상상으로만 존재했을 뿐이지만 지금은 상상이 현실로 바뀌어가고 있다.
도심의 교통 체증 해소에도 긍정적인 영향을 줄 에어택시
글. 권용주(국민대 자동차운송디자인학과 교수) 출처. 미래에셋증권 매거진(바로가기_click) 정혜영 기자 hy5412@hankyung.com