• 3時間 停滯區間을 8分에 突破한 交通手段

• 가볍게 製作돼 바람 부는 날의 飛行은 危險

얼마 前 서울 汝矣島 上空에서 드론택시가 7分 간 飛行했다. 비록 사람 代身 쌀 包袋를 태웠지만, 첫 試驗 飛行을 成功的으로 마쳤다. 政府는 2035年까지 段階的으로 드론택시 運營을 擴大 施行할 計劃을 밝혔다. 드론택시가 施行된다면 모범택시 費用으로 便利하고 迅速하게 市內 곳곳을 移動하는 일이 可能해질 것이다. 아직까지는 SF映畫 속 이야기만 같은 드론택시가 果然 實現될 수 있을까.

eVTOL, 自律航空機…드론택시의 또 다른 이름

우리가 흔히 말하는 드론택시는 乘客用 드론(Passenger drone), 날아다니는 택시(flaying taxi)라고도 불린다. 技術的으로는 電氣 動力 垂直離着陸(eVTOL, electric vertical takeoff and landing) 航空機를 말한다. 揮發油 같은 化石燃料 代身에 하이브리드(發電機나 배터리 利用)나 燃料電池(水素燃料電池 等)의 電氣 動力源을 活用해 50~100km 程度의 距離를 오가는 飛行體를 말한다. 現在 開發 中인 드론택시는 個人 所有가 아닌, 乘客을 輸送하는 商業的인 用途에 맞춘 航空機다. 飛行救急車, 空港 셔틀과 같이 드론택시의 用途가 細分化된다면 그에 따라 더 많은 名稱이 생겨날 것으로 보인다. 

드론택시는 操縱士를 包含해 最大 5名까지 搭乘이 可能한 規格으로 開發되고 있다. 窮極的으로는 燃料나 飛行 效率 面에서 操縱士가 必要 없는 無人 飛行을 目標로 한다. 海外에서는 自律飛行 航空機(Autonomous Aerial Vehicle, AAV)로 稱하는데, 이는 遠隔操縱이 可能하며 窮極的으로 自動化된 知能型 드론을 말한다. 航空 標準에 따라 認證을 받은 知能型 自律飛行 시스템을 搭載한다면, 乘客用 드론은 人間의 介入 없이 飛行할 수 있다. 大型貨物 運送이나 都心의 드론택시 運行을 위해 自律走行 技術은 뒷받침되어야 할 課題다.

서울에서 첫 示範보인 보인 中國産 드론택시

11日 國內에서 첫 示範을 보인 드론택시는 中國 이항(eHang)社의 ‘二項216’이다. 이항은 中國 광저우에 基盤을 둔 드론 및 航空機 製造業體다. 드론택시 陽傘을 위해 오스트리아에 基盤을 둔 航空 시스템 開發社인 FACC와 파트너십을 맺고, 2025年까지 最大 3000代의 드론택시를 生産할 計劃을 推進 中이다.

이항216은 都心의 交通 不便을 解決하도록 設計된 eVTOL 自律航空機다. 2019年에 大衆交通, 觀光, 醫療, 救助 活動, 近距離 物流 配送을 위한 航空機로 大衆에게 紹介되기도 했다. 以後 只今까지 이항216은 우리나라를 비롯해 中國, 美國, 캐나다, 오스트리아, 네덜란드, 카타르를 包含한 20餘 個 都市에서 數千 件의 試驗 및 데모 飛行을 完了했다. 



이항216은 길이 5.61m에 높이 1.76m이며, 炭素 複合 材料와 金屬으로 만들어져 氣體의 무게는 360kg이다. 順航 速度는 時速 130km, 最高 速度는 時速 160km에 達한다. 220Kg 以下 最大 2名까지 乘客이 搭乘할 수 있으며, 한 番의 充電으로 最大 35km까지 移動할 수 있다. 上段에는 경첩이 달린 2個의 걸윙도어(위쪽으로 열리는 門)를 採擇해 空間을 적게 차지하고 空氣 力學的 形態를 갖추고 있다. 

이항216의 內部에서는 에어컨과 인터넷 使用이 可能하다. 知能型 내비게이션 시스템을 使用해 操縱士 없이 無人 自律飛行을 遂行한다. 垂直 離着陸, 誤謬 防止, 障礙物 感知 等의 시스템이 裝着되어 있으며 飛行 統制 센터에서 各種 自律시스템의 作動을 모니터링할 수 있다. 이때 航空機의 飛行經路와 飛行 時 發生하는 各種 狀況들은 乘客에게 태블릿으로 標示되며, 非常時 乘客이 直接 制御할 수 있다. 이항216 한 臺의 價格은 20萬~30萬 달러(約 2億2000萬~3億3000萬 원)로 알려져 있다.

航空機, 宇宙業體부터 自動車 製造社까지 뛰어든 競爭

이미 全 世界 100餘 個 國家는 이미 크고 작은 드론택시 프로젝트를 進行하고 있다. 美國의 보잉과 우버, 韓國의 現代自動車, 日本의 도요타 等 드론 製造業體, 航空 宇宙 會社, 車輛 서비스 會社, 自動車 製造業體가 모두 드론택시 開發에 뛰어들었다. 

유럽의 航空機會社 에어버스는 이항216 以前 모델인 이항184를 開發하던 2016年度에 바하나(Vahana)라는 드론택시를 선보였다. ‘바하나’는 산스크리트語로 ‘神의 탈 것’을 뜻한다. 바하나의 開發者 자크 러버링는 어느 날 냅킨에 自律飛行 航空機의 槪念圖를 스케치했고, 이 槪念圖를 바탕으로 2年 만에 實際 航空機를 만들어 첫 番째 飛行에 成功했다. 當時 바하나는 53秒 간 號버링(제자리 飛行)에 成功하며 電氣 모터와 배터리로 驅動하는 飛行에 큰 突破口를 만들었다.

바하나는 交通 滯症이 種種 發生하는 密集된 都市에서 빌딩 屋上에서 屋上으로 飛行하는 自律飛行 航空機로 設計된 모델이다. 아쉽게도 바하나 프로젝트는 2019年 末 終了됐지만, 電氣垂直離着陸 航空機의 出發點을 열었다는 評을 받고 있다. 

大企業 航空社인 보잉 또한 에어버스와 같은 目的으로 電氣 推進 시스템으로 驅動되는 드론택시의 프로토타입(原形)을 開發했다. 이 모델은 길이 9.14m, 幅 8.53m로, 最大 約 80km 거리를 自律 飛行할 수 있다. 보잉은 이에 앞서 約 220kg의 重量을 들어 올릴 수 있는 大型 貨物 드론의 첫 飛行 테스트를 遂行한 바 있다. 보잉은 2017年 航空 硏究會社인 오로라(Aurora Flight Sciences)社를 引受했는데, 이 業體는 우버와도 提携를 맺고 드론 택시를 開發한 業體 中 하나다.

드론택시 開發 이슈는 飛行 技術과 배터리

獨逸의 볼로콥터(Volocopter)와 美國의 조비 航空(Joby Aviation)도 代表的인 드론택시 開發業體다. 볼로콥터가 開發한 드론택시 ‘볼로시티(VoloCity)’는 18個의 프로펠러를 稼動하는 드론으로 2名의 乘客을 태울 수 있다. 最大 27km까지 30分 間 運行이 可能하다. 獨特한 點은, 배터리의 限界를 勘案해 배터리팩을 總 9個 裝着했다는 點이다, 1~2個의 배터리가 妨電되더라도 다른 배터리로 飛行을 持續할 수 있다. 現在 볼로콥터는 2022年 施行될 볼로시티의 첫 常用 非行의 티켓 1000張을 事前 販賣 中이다. 티켓의 價格은 355달러다.

現代車도 드론택시 開發을 始作했다. 自動車 製造社가 航空機 開發을 始作한 理由는 未來 交通手段에 對한 對應뿐 아니라, 드론택시의 量産과 普及을 위한 生産 能力이 앞서있기 때문이다. 現代車는 올해 初 電子製品박회인 ‘CES 2020’에서 操縱士를 包含해 總 5名이 搭乘할 수 있는 eVTOL 個人用 飛行體(PAV) 콘셉트 'S-A1'을 公開했다. S-A1은 꼬리 部分에 2個의 틸트 로터(헬리콥터 回轉翼 部分)가 있고 船室 周邊에 10個의 로터가 追加로 分散되어 있는 形態다. 除朝辭에 따르면 S-A1의 最高 飛行 速度는 時速 290km이며, 한番 充電으로 最大 100km를 飛行할 수 있다.

땅 위에 우버가 있다면, 하늘에는 ‘에어 우버’가 있다

우버가 2023年을 目標로 開發 中인 드론택시는 ‘에어 우버(Air Uber)’다. 에어 우버는 飛行機와 헬리콥터가 합쳐진 形態로 4個의 로터(回轉體)로 飛行하며 앞으로 나아가기 위해 꼬리에 다섯 番째 로터가 있다. 하나의 로터가 故障 나도 다른 로터들은 安全한 着陸을 爲해 繼續 作動하도록 設計했다. 우버 側은 이러한 設計가 旣存의 雙을 이루는 로터보다 騷音을 줄이고 性能은 높이는 結果를 가져왔다고 說明했다. 

에어 우버는 300~600m 高度에서 飛行하며 뜨고 내릴 수 있는 停車場, 卽 ‘스카이 포트’가 必要하다. 初期에는 사람이 操縱하지만 窮極的으로는 無人 自律飛行을 志向한다. 이를 爲해 우버는 NASA와 協定을 締結해 自律走行 航空機를 管理하는 새로운 航空 交通 管制 시스템을 構築 中이다. 에어 우버가 現實化된다면 費用은 얼마나 할까? 우버 側은 安全하면서도 비싸지 않고 親環境的인 飛行 서비스를 提供하겠다고 밝힌 바 있다. 우버가 運行 中인 ‘우버 콥터(Uber Copter)’ 서비스의 運賃은 乘客當 片道 約 200달러(藥 22萬 원)다. 우버는 지난해 7月 美國 뉴욕 市內와 JFK國際空港을 잇는 運送 서비스인 우버 콥터를 始作했다. 우버 콥터를 利用하면 最大 3時間까지 所要되는 停滯 區間을 單 8分 만에 移動할 수 있다.

해킹 防禦할 認證 및 保安 節次가 必須

드론택시 事業에 수많은 業體들이 뛰어들어 競爭을 벌이고 있지만, 드론택시가 普及되기 爲해 必要한 것은 뛰어난 性能의 氣體만이 아니다. 드론택시에 必要한 인프라가 確保되어야 한다. 드론택시가 뜨고 내릴 수 있는 離着陸場과 充電 施設이 必要하다. 離着陸場은 適當한 規模의 높이와 面積을 確保한 빌딩과 아파트 屋上 等에 마련될 수 있다. 

또 우리나라의 境遇 最大 롯데월드타워(높이 555m)를 基準으로 드론택시의 飛行 高度를 豫想할 수 있다. 서울 및 首都圈은 安保上 드론飛行禁止區域이 設定돼 있다. 드론택시 서비스가 商用化되기 위해서는 規制 緩和가 必要하며, 數千 臺의 航空機가 運行될 수 있는 새로운 領空 管理 시스템을 構想해야 한다. 

무엇보다 사람들이 걱정하는 것은 安全性의 問題다. 英國 웨스트잉글랜드大學의 航空電子工學博士인 스티브 라이트는 英國 BBC 報道를 통해 “드론택시는 一般 航空機에 비해 構造가 簡單하기 때문에 機械的으로 事故가 發生할 可能性이 훨씬 적다”며 “다만 무게를 줄이기 위해 매우 가볍게 製作하기 때문에 바람이 많이 불 때의 飛行은 危險할 수 있다”고 說明했다. 

드론택시 開發社들은 自律走行 飛行을 위한 人工知能과 衝突 感知 및 回避 시스템과 같은 尖端 技術을 考案하고 있다. 航空機 交通을 統制하는 中央 集中式 시스템은 實時間으로 飛行 情報를 모니터링하며 遠隔操縱을 支援할 수 있다. 이때 自律走行 自動車와 마찬가지로 해킹이나 外部 네트워크 遮斷을 防禦할 認證 및 保安 節次가 必須的으로 뒤따라야 한다. 하지만 아직은 이런 技術이 完璧하게 檢證되지 못한 實情이다. 

아직까지 여러 가지 制約 事項이 있음에도 不拘하고, 드론택시는 電氣 배터리를 使用하기 때문에 炭素 排出이 없고, 騷音이 적은 親環境 航空 交通手段으로 떠오르고 있다. F드론(F-drones)의 共同 設立者인 니콜라스 앙은 美國 드론라이프 매거진과의 인터뷰에서 “傳統的인 運送 手段에 비해 드론택시는 勞動力과 費用, 時間, 炭素 排出量을 줄이는 效果的인 交通手段”이라고 말했다.