상용화 눈앞에 둔 에어택시, 관건은 ‘비행소음 줄이기’

이현경 동아사이언스 기자 입력 2021-09-13 03:00수정 2021-09-13 03:29
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NASA, 2주간 소음 측정 시험 돌입
미국항공우주국(NASA)은 1일(현지 시간)부터 미국 조비 에비에이션의 5인승 ‘에어택시’의 소음 측정 시험을 시작했다. 에어택시 상용화를 위해서는 소음을 줄이는 기술이 필수로 꼽히고 있다. NASA 제공
도심에서 전기비행기로 승객을 실어 나르는 ‘에어택시’를 개발한 미국 조비 에비에이션은 이달 1일(현지 시간) 미국항공우주국(NASA)과 2주간 소음 측정 시험에 돌입했다. 조종사 1명과 승객 4명이 탑승할 수 있는 5인용 에어택시를 개발해 2017년부터 1000회 이상 비행 시험을 거쳤다. 올해 7월에는 1회 충전으로 약 242km(150마일) 비행에 성공하며 에어택시로는 세계 최장 비행 기록을 세웠다. 2024년 에어택시 서비스를 목표로 하고 있다.

NASA는 2027년까지 에어택시, 무인 택배 드론 등 새로운 항공 운송 수단에 대해 네 차례에 걸쳐 기술 성능 검증을 계획하고 있다. 이번 시험은 그중 첫 번째로 소음이 주요 검증 대상이다. NASA는 조비 에비에이션의 기체에 이동형 음향 측정기를 붙이고, 지상에도 마이크 50여 개를 배열한 특수 장비를 배치해 에어택시의 이착륙, 제자리 비행(호버링), 순항 등 비행 단계마다 소음 발생 정도를 종합적으로 측정한다고 밝혔다.

항공우주 분야에서 최고의 기술을 갖고 있는 NASA가 미국 에어택시 개발회사의 성능 테스트에 직접 나선 건 실제 도입 시점이 가까워지면서 소음 문제가 1순위로 꼽혔기 때문으로 풀이된다. 에어택시는 리튬이온전지에서 얻은 전기를 동력원으로 쓰고 헬리콥터처럼 수직으로 이착륙해 전기 수직이착륙기(eVTOL)로 불린다. 프로펠러 여러 개에 분산전기추진 기술을 적용해 양력과 추력을 얻는 방식이어서 대부분 소음이 프로펠러에서 나온다. 프로펠러를 여러 개 달면 저속에서도 날개 위의 공기 속도를 높여 양력을 끌어올릴 수 있다는 장점이 있지만 소음은 커진다. 조비 에비에이션의 5인승 에어택시에는 프로펠러 6개가 달려 있다.

미국 에어택시 스타트업인 위스퍼 에어로의 마크 무어 대표는 7월 블룸버그에 “에어택시에는 프로펠러가 보통 4∼12개 달려 있다”라며 “프로펠러의 소음을 해결하는 기업이 에어택시의 승자가 될 것”이라고 예측했다. 무어 대표는 NASA에서 30년간 전기 비행기와 드론을 연구하며 전기 수직이착륙기를 개발한 선구자로 불린다. 2017년 우버에서 에어택시 개발을 주도하다가 지난해 위스퍼 에어로를 설립하고 조용한 에어택시 개발에 나섰다.

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아직 세계적으로 에어택시의 소음 인증 기준은 마련되지 않았다. 업계에서는 동급 중량의 헬리콥터보다 소음이 10dB(데시벨) 작아야 할 것으로 판단한다. 10dB이 줄어들면 체감 소음은 확 떨어진다. 헬리콥터의 소음은 150m 거리에서 평균 85dB 수준이다. 미 연방항공청(FAA)은 NASA가 조비 에비에이션과의 시험을 마치고 연말에 데이터를 공개하면 소음 인증 기준으로 참고할 계획이다.

조비 에비에이션은 자사 에어택시의 평균 소음은 일상 대화 수준인 55dB이며, 500m 상공에 있을 때 지상 체감 소음은 조용한 주택가의 소음 정도인 45dB까지 줄어든다고 밝혔다. 이착륙 시에도 시끄러운 대화 정도인 65dB을 넘지 않는다. 2024년 파리 올림픽 기간에 2인승 에어택시로 승객 운송 서비스를 계획하고 있는 독일 볼로콥터도 소음이 65dB 수준이라고 밝혔다.

이미 에어택시 개발 경쟁은 소음을 줄이는 ‘조용한 기술’ 전쟁으로 번지고 있다. 소음을 줄이기 위해 업체마다 적용한 기술은 다양하다. 대부분 기술 공개를 꺼리고 있지만 조비 에비에이션은 회전판 하중(회전판인 프로펠러 전체 면적 대비 기체의 중량 비)을 줄여 프로펠러의 회전 속도를 낮추고 이를 통해 소음을 줄인 것으로 추정된다. 볼로콥터는 프로펠러마다 회전 속도를 다르게 만들어 소음을 경감시킨 것으로 알려졌다. 7인승 에어택시를 개발 중인 독일의 릴리움은 벌집 구조의 특수 관에 공기를 통과시켜 소음을 줄였다. 릴리움은 100m 거리에서 소음 60dB을 목표로 하고 있다.

국내에서도 에어택시가 개발되고 있다. 한국항공우주연구원이 현대자동차, 한화시스템, 한국항공우주산업(KAI) 등과 한 팀을 이뤄 2019년부터 유무인 겸용 전기 수직이착륙기인 ‘오파브(OPPAV)’를 개발하고 있다. 지난해 11월 46kg급 1인승 시제기를 개발해 지금까지 10여 회 비행 시험을 거쳤다. 내년 하반기에는 650kg급 시제기로 비행 시험에 나선다. 황창전 항우연 개인항공기사업단장은 “내년에는 소음 측정을 포함해 오파브의 모든 성능을 시험할 예정”이라며 “이를 토대로 2.5t급 5인승 에어택시를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com
#에어택시#비행소음#nasa
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