도심 항공 모빌리티(UAM)의 등장
오늘날 항공 분야에서 일어나고 있는 혁신은 마치 1930년대 후반에 등장한 제트 엔진의 혁신과도 비교될 만한 놀라운 부분이 있다. 20세기 말에 우리는 UAS(Unmanned Aerial System) 또는 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)로 불리는 무인 항공 시스템을 목격하였다. 이름에서 알 수 있듯이 비행기에는 조종사가 탑승하지 않았고 지상에서 원격으로 조종되었다. 이는 비행기에 반드시 조종사가 탑승해야 한다는 통념을 깨뜨리는 혁신이었다.
21세기 들어서 배터리 기술의 진보는 전기동력 항공기를 만들 새로운 가능성을 열어놓았다. 물론 아직 현재의 배터리 기술로는 대형 항공기의 전동화가 가능하지는 않다. 그러나 전기로 추진되는 소형 UAS나 드론의 개발은 가능해졌고, 드론은 더 이상 취미 생활에 활용하는 장난감에 그치지 않고, 공공 및 상업적 이용 사례들이 지난 몇 년 동안 비약적으로 증가하였다.
이와 같은 기술들의 발전으로 현재 많은 항공업계 전문가들이 UAM(Urban Air Mobility), 즉 도심 항공 모빌리티에 주목하고 있다.
UAM 사업 동향
많은 컨설팅 업체들의 결과에서 사업성과 관련하여 도심 항공 모빌리티의 비즈니스모델로 생각하는 기체의 형태는 4~5명을 태울 수 있는 에어 택시 개념을 말하고 있다. 이러한 소형 항공기를 전기동력(allelectric) 항공기로 만들 수 있다면, 수직 이착륙이 가능하고 기존 헬리콥터보다 안전성이 우수하며 소음도 훨씬 낮은 항공기를 설계할 수 있는 가능성이 열리게 된다.
승차공유(Ride sharing) 사업모델과 결합해 안전하고 조용하며 저렴한 항공운송을 제공하고, 도시 상공을 이용하여 출발점에서 목적지까지 최단 거리로 연결하는 이동이 가능하게 되면, 지상의 교통 혼잡을 피해서 기존 이동 시간의 비약적인 단축을 경험할 수 있게 된다. 이 새로운 운송 수단의 또 다른 장점은 항공사가 정해 놓은 일정에 맞추어 우리의 스케줄을 조정해야 하는 지금의 방식이 아닌, 우리가 원하는 때에 이용할 수 있는 소위 온디맨드 모빌리티(on-demand mobility)가 가능해진다는 점이다. 지상에서의 택시 개념이 정말 항공에서도 구현된다는 것이다.
이렇게 UAM은 지역 사회들을 유기적으로 연결하고 더욱더 가깝게 만들어 줄 것이며, UAM은 도심에 서의 교통혼잡으로부터의 해방을 통해 사람들에게 그들이 관심을 두고 즐기고자 하는 활동에 시간을 쓸수 있도록 소중한 시간을 돌려줄 것이다.
그러나 UAM은 육상 운송을 100% 대체하지는 않을 것이다. 오히려 2D 세계를 3D로 확대하여 빠르게 증가하는 도시 모빌리티의 필요를 충족시켜서 도시의 기능과 편리를 증대할 것이다.
우리가 지상 이동성과 항공 이동성을 끊어짐 없이 완벽하게 연계할 수 있게 되면, 이것은 우리의 이동 방식과 물류를 이동시키는 방식을 혁신시킬 것이고, 예전에 휴대폰의 등장이 그랬던 것처럼 우리의 생활 방식을 완전히 바꾸게 될 것이다. 이러한 이유로 세계적으로 UAM에 대한 관심이 높아졌고 많은 회사가이 새로운 시장을 목표로 믿을 수 없을 정도로 다양한 비행체 콘셉트를 내놓고 있다. 가장 낙관적인 시장 연구 결과에 따르면, 2040년대에는 UAM 시장이 약 1조 5천억 달러 규모의 시장으로 성장할 것으로 예측하고 있다.
현재 UAM 기체를 개발하기 위해 뛰어든 전 세계 주요 OEM과 스타트업 기업들은 200개 업체가 넘고 있다. 매우 다양한 콘셉트들이 나오고 있으며 대표적인 형상은 그림 1과 같다. 이런 현상은 100여 년 전에 인류가 비행에 대한 꿈을 실현하기 위해 무수한 항공기 콘셉트를 구상했던 항공의 태동기와 매우 흡사하다.
앞서 말한 것과 같이 UAM 시장이 확대되게 되면 도심 항공 모빌리티는 대중에게 새로운 교통수단을 제공하여 교통 혼잡에서 벗어나게 할 것이다. 그리고 현재 지상 교통을 가능하게 하고 있는 도시의 수많은 도로들과 주차장 등의 시설들이 점유하고 있는 도시의 면적을 다른 목적으로 활용할 수 있는 가능성도 열리게 된다. 메가시티(Megacity, 인구 1,000만이 넘는 도시)의 도로, 주차 시설로 활용하고 있는 면적 중 20%를 공원, 박물관, 공연 센터 등으로 바꿀 수 있다고 상상해 보면, UAM은 우리의 도시를 더욱더 인간 중심적으로 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 볼 수 있다.
UAM은 도시의 외곽에서 대도시의 혜택과 편리에 더 쉽게 접근할 수 있게 할 뿐만 아니라 도심 안의 시설들을 걸어 다니며 이용할 수 있도록 바꾸어 주고, 앞으로 전개될 전기, 수소차와 함께 도시의 환경을 보호하며 깨끗한 공기를 제공하는 데 기여할 것이다. 이러한 점들이 바로 이 새로운 혁신에 항공 전문가들 뿐만 아니라 대중들의 관심이 집중되는 이유이다.
UAM 미래시장 확보를 위한 대응 방향
이처럼 미래의 새로운 시장을 여는 것은 매우 어려운 일이다. 이러한 도전이 성공하기 위해서는 무엇보다 안전이 중요하다.
우리는 이러한 새로운 시장을 열기 위해서 풀어야 할 수많은 과제 중에서 크게 4가지의 도전 과제로 분류해 볼 수 있다.
첫째는 배터리, 자율 비행, 소음, 경제성, 지상 및 항공 교통 통합과 같은 기술적 과제의 극복이고, 둘째는 안전표준, 인증 방법 등 새로운 정책 및 규정 수립이고, 셋째는 새로운 항공 교통 관리 시스템 구축이며, 넷째는 수직이착륙비행장(버티포트, vertiport), 충전소 등 필요한 인프라 구축이다.
여기서 중요한 점은 방금 언급한 쉽지 않은 과제들의 해결이 순차적으로 진행하는 것이 아니라 모두가 동시에 개발 진전되어야 한다는 점이다. 예를 들어서 단지 항공 기체만 만들어 내는 것이 UAM 시장을 여는데 충분한 요소가 되지 않는다는 것이다.
중앙정부, 지방자치단체, 인증기관, 부동산 개발 업계, 기체개발 업계, 항공 항법서비스 제공업계 등 UAM 시장을 여는데 필요한 모든 참여자가 협력하여 가장 안전하고 저렴한 시스템을 구축해야 한다.
현재 정부와 산업계에서는 많은 일이 벌어지고 있다. 미국 연방항공청(FAA)에서는 2020년에 첫 UAM 운항콘셉트(ConOps)를 발표했고, NASA는 올해 UAM의 Vision Concept of Operations(ConOps)를 발표했는데 그 내용으로는 UAM의 예상 진화 단계를 여섯 단계로 분류하여 성숙도 수준을 판단할 수 있는 지표인 UML(UAM Maturity Level)을 발표하였다. 또한 NASA는 Advanced Air Mobility Grand Challenge를 준비하고 있으며, 미 국방부는 Agility Prime Program을 이끌고 있다. 몇몇 스타 트업들은 개발하고 있는 기체를 인증받기 위한 절차에 들어갔다.
우리는 이러한 일들을 계속 진행해야만 한다. 우리 모두가 힘을 합치면, 앞으로 20년 안에 안전하고 고도로 복잡한 에어스페이스 시스템(airspace system)을 실현할 수 있을 것이다. 대형 상업용 비행기는 장거리 비행을 계속할 것이고, 소형/중형 UAS는 상공에서 물건을 운송할 것이며, 친환경 추진체를 탑재한 UAM 기체는 친환경적이며 저렴한 항공 모빌리티를 제공할 것이다.
지난 2020년 1월 CES에서 현대자동차그룹의 비전인 스마트 모빌리티 솔루션(Smart Mobility Solution)의 일환으로 UAM 비전 콘셉트인 S-A1을 선보였다. 현대자동차그룹이 지향하는 지상과 항공을 끊어짐 없이 연결하는 통합된 모빌리티 환경이 구축된 미래의 도시 모습은 그림 2에 나타냈다.
현대자동차그룹은 이런 놀랍고도 신나는 신세계를 열기 위해 많은 노력을 하고 있으며, 묵묵히 한 걸음씩 앞으로 나아가고 있다.
