UAM의 핵심인 eVTOL의 종류에 대해서 알아보겠습니다. 각기 다른 모양이지만 크게 세 가지 형태로 나눌 수 있습니다. 멀티콥터(Multicopter), 리프트 플러스 크루즈(Lift + Cruise), 백터드 스러스트(Vectored Thrust)입니다. 각기 다른 형태의 차이점과 장단점을 비교해 보도록 하겠습니다.
1. 멀티콥터(Multicopter)
멀티콥터는 여러 개의 로터 또는 프로펠러를 장착하여 힘을 분산시켜 비행하는 항공기입니다. 흔히들 알고 있는 소비자용 드론과 형태가 유사하다고 볼 수 있습니다. 비행 원리 또한 드론과 거의 같습니다. 멀티콥터 형식의 eVTOL은 대표적으로 볼로콥터의 볼로시티, 이항의 EH216이 있습니다.
멀티콥터는 기체 구조가 상대적으로 단순하여 개발과 제작이 용이하다는 장점을 가지고 있습니다. 따라서 감항인증도 다른 형식의 eVTOL보다 빨리 받을 가능 성이 높습니다. 하지만 성능은 다른 형식의 eVTOL에 뒤쳐집니다. 양력을 발생시키는 날개가 없어서 탑재 중량(Payload)은 작고, 운항 거리가 짧으며, 속도도 느립니다.
볼로시티와 EH216의 경우 2인석으로 조종사 탑승 시 승객은 1명만 탑승이 가능하게 됩니다. 운항거리는 35Km, 최대 시속은 100Km입니다. 이와 같은 성능으로 도심 내에 단거리용으로는 사용 가능하지만, 매 비행마다 충전해야 하는 단점이 존재합니다. 그래서 볼로콥터는 후속작으로 볼로커넥트(VoloConnect)를 이항은 VT-30으로 후속 모델을 리프트 플러스 크루즈 형식으로 발표하였습니다.
2. 리프트 플러스 크루즈(Lift + Cruise)
멀티콥터 기체에서 한단계 발전된 형태인 리프트 플러스 크루즈에 대해서 알아보겠습니다. 고정적인 비행기와 회전익인 헬리콥터가 혼합된 형태로 비행기처럼 양력을 발생시키는 날개와 헬리콥터의 플로펠러가 달려있습니다.
추진체의 경우 두 종류가 장착되어있어 수직이착륙을 할때 쓰는 추진체와 전진할 때 쓰는 추진체를 사용한다. 각각의 추진체가 독립적으로 운영되어 수직이착륙을 합니다. 기체 구조나 성능면에서는 멀티콥터와 백터드 쓰러스트 중간에 있다고 볼 수 있다.
멀티콥터와 달리 날개가 있고, 프로펠러가 독립적으로 작동해 더 많이 탑재할 수 있으며 더 멀리 그리고 더 빨리 운항 할 수 있습니다.
에어버스의 시티에어버스 넥스트젠(NextGen), 위스크의 코라(Cora), 베타 테크놀로지의 알리아-250(Alia-250), 볼로콥터의 볼로커넥트(VoloConnet), 이항의 VT-30 등이 리프트 플러스 크루즈 형태의 eVTOL에 속합니다.
3. 백터드 스러스트(Vectored Thrust)
리프트 플러스 크루즈처럼 고정익 비행기와 회전익 헬리콥터가 복합된 형태지만 추진체가 방향을 바꿀 수 있게 설계되어 양력(Lift)과 추력(Thrust)을 동시에 담당한다는 점이 다릅니다. 다른 종류의 eVTOL보다 성능이 뛰어나 운항거리가 길고, 속도도 제일 빠르다고 할 수 있다. 특히나 UAM이 상용화가 되어 수익에 직결되는 부분은 얼마나 많은 승객을 얼마나 빠른 시간에 이동할 수 있는지에 달려있다고 해야 할 것입니다. 그에 가장 적합한 기종은 백터드 스러스트지만 기체의 난이도가 높아서 개발이 어려우며 운항 난이도 역시 가장 높다고 할 수 있습니다. 하지만 각각의 목적에 맞는 최적의 eVTOL이 적용되어질 것으로 보입니다.
조비의 S-4, 오버에어의 버터플라이(Butterfly), 아처의 메이커(Maker), 릴리움의 제트(Jet), 버티컬의 VX4가 백터드 스러스트 형태의 eVTOL입니다. 그중 메이커와 VX4의 경우엔 리프트플러스 크루즈와 벡터드 스러스트를 합쳐놓은 형식이라 할 수 있습니다. 그래서 완전한 백터드 스러스트 형식은 S-4, 버터플라이, 제트라고 할 수 있습니다.
4. 전기추진 단거리 이착륙기 eSTOL
eVTOL의 경우 수직이착륙이 가능해 별도의 활주로가 필요하지 않습니다. UAM항공기에는 전기추진 단거리 이착륙 기인 eSTOL은 수직이착륙이 불가능해 활주로가 필요합니다. 수직이착륙 시 많은 에너지는 소비하는 eVTOL과 다르게 활주로를 비행해 기체 중력을 극복하는 양력을 발생시켜 적은 에너지로 이착륙이 가능하다는 장점이 있습니다. 기체 역시 복잡성이 낮아 제작도 여러 인증도 eVTOL에 비하여 쉬운 편입니다. 반드시 활주로가 필요하기에 도심 내에서의 이용보다는 도심에서 가까운 소규모 공항을 연결하는 역할로 충분히 활용이 가능할 것으로 보입니다.
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