새로운 모빌리티 생태계, UAM이 뭐길래?

4차 산업혁명이라는 단어가 나온 지 어느 정도 시간이 지났습니다. 이제는 과감히 4차 산업혁명 중간 즈음에 있다는 이야기도 심심찮게 들을 수 있는데요. 이와 함께 다양한 기술 용어를 함께 들을 수 있습니다.

오늘은 그중 하나인 UAM에 관한 이야기를 조금 해볼까 합니다. 자세한 내용보다는 UAM에 대한 개념 잡기 정도로 봐주시면 좋겠네요.

｜한화시스템의 UAM, 버터플라이

UAM

UAM은 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility)의 줄임말입니다. 도심, 그리고 항공이 언뜻 매치가 잘 되지 않는 것 같은데요. 도심 항공 모빌리티는 말 그대로 도심의 하늘 길을 나는 이동 수단을 뜻합니다.

제 기억에 UAM이 화제를 모았던 것은 지난 2020년 CES에서 등장한 항공 택시(Air Taxi) 컨셉 모델이었는데요. 기존까지의 도심 교통이 지면 위에서 이뤄지는 2차원적인 개념이었다면, UAM이 도입되면 하늘이라는 3차원의 공간이 구성되면서 기존의 도심 교통과 완전히 다른 양상을 띄게 됩니다. 그래서 전문가들은 이를 통해 도심의 교통 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

｜Convair Model 118, 1947년 플라잉 카의 프로토타입 모델 @Wikipeia, 'Flying Car'

UAM 그리고 PAV

어찌보면 과거 공상과학 영화에서나 보던 '하늘을 나는 차(Flying Car)'가 UAM과 흡사하다고 할 수 있겠는데요. 현재 UAM은 이처럼 하늘은 나는 차와 함께 PAV라는 개념이 대두되고 있습니다. PAV는 개인용비행체(Personal Aerial Vehicle)의 준말입니다.

플라잉 카가 전통적인 차량에 비행 기관을 덧붙인 형태로 지면을 기반으로 하되 공중의 기능이 부가적으로 붙은 개념이라면, PAV는 공중에서의 이동에 초점을 맞춘 형태로 차량보다는 '드론'에 가까운 개념이라고 할 수 있겠습니다. 현재 개념 설계 중인 많은 UAM은 거의 이 PAV에 가까운 형태를 취하고 있는데요.

PAV는 크게 동력원에 따라서, 이착륙 방식에 따라서, 비행 방식에 따라 나뉩니다. 동력원은 현재 가솔린 혹은 디젤 등으로 대표되는 내연기관, 그리고 전기(수소) 방식으로 나뉘며, 이착륙 방식은 활주로가 필요한 STOL(Short Take-Off and Landing)과 이착륙 필요없이 수직 이착륙을 지원하는 VTOL(Vertical Take-off and Landing)으로 나뉩니다. 마지막으로 직접 조종하는 수동비행, 자동으로 조종하는 자율비행 방식 등이 있습니다.

국내의 UAM 개발은?

현재 전 세계적으로 UAM에 대한 개발도 빠르게 이뤄지고 있습니다. 벌써 상용화에 이른 곳에서부터 개념 설계 단계에 머무르고 있는 곳까지, 각양각색의 기체가 개발되고 있는 실정인데요. 국내에서는 한화시스템이 최초로 UAM 시장으로의 진출을 선언하고 에어택시 기체인 '버터플라이(Butterfly)'를 개발 중에 있습니다.

버터플라이는 eVTOL 방식으로 전기를 이용하며 수직 이착륙을 지원하는 기체입니다. 한화시스템은 이미 센서, 레이다, 항공전자 기술에 대한 노하우를 바탕으로 버터플라이를 빠르게 개발할 것을 천명했는데요. 지난 27일에는 한국공항공사와 SK텔레콤, 한국교통연구원과 함께 4자 업무협약(MOU)를 체결하며 UAM 밸류체인 구축을 약속했습니다.

PAV 기기가 상용화되기까지는 오랜 시간이 걸릴 것으로 전망하는데요. 이 이유 중 하나는 아직 법률적으로 협의해야 할 사항이 많고, 도입하는 기기의 인프라 구축이 함께 이뤄져야 하기 때문입니다. 그래서 이번 UAM 밸류체인 구축의 4자 업무협약은 기기 개발과 함께 인프라 구축을 함께 할 수 있을 것으로 보입니다.

한국공항공사는 UAM 이착륙장(버티포트, Vertiport)의 구축·운영과 교통 관리를, 한국교통연구원은 UAM 서비스 수요예측과 대중수용성 연구를 맡으며, SK텔레콤은 모빌리티 플랫폼과 항공교통 통신 네트워크 모델을 구축할 예정이라고 합니다. 자체 실실증 테스트 및 시나리오 설계 또한 공동으로 진행한다고 하네요.

이밖에도 국내에서 현대자동차가 2020 CES에서 우버와 협력한 PAV, 'S-A1'을 선보이고, 2028년 상용화 계획을 발표하기도 하면서 점차 국내에서도 UAM에 대한 관심이 깊어지고 있습니다.

｜국내에서 개발할 UAM 버티허브 구축 조감도

UAM의 잠재력과 도전 과제

초기에는 전문 기술 스타트업 사이에서 논의됐던 PAV 개발은 이제 항공기 제조사에서부터 완성차 회사, 공유 플랫폼 기업 등 다양한 기업이 잇따라 눈을 돌리고 있습니다. UAM의 운행대수, 그리고 생태계 시장규모는 기하급수적으로 커질 전망인데요.

더군다나 UAM의 강화는 도심의 물리적인 거리를 줄일 수 있어 도심화를 가속화하고 도시의 경계를 넓혀 '메가시티'를 구성할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 교통, 물류에서 라스트마일에 해당하는 거리가 대폭 늘어나면서 생활권역 자체가 확대되고 관련 산업이 성장할 것으로 기대되는데요.

밝은 미래가 엿보이는 UAM에도 아직 남은 숙제는 있습니다. 가장 먼저 고민해봐야 할 것은 소프트웨어의 개발입니다. 현재 초기 수준인 소프트웨어는 지속적으로 개발이 필요한데요. 대표적인 것이 관제시스템, 그리고 자율비행 시스템입니다. 기존의 항공기처럼 일부 관제사가 조절할 수 있는 형태가 아니므로 관제사의 도움없이 이착륙이 가능하고, 운행 중 사고가 생기지 않는 시스템적인 안전망이 필요합니다.

｜현대자동차와 우버가 선보인 컨셉 PAV, @현대자동차 보도자료

다음으로는 하드웨어에서 동력원에 대한 고민이 필요합니다. 현재 PAV에는 대개 전기를 이용한 방식이 손꼽히는데요. 현재 기술수준에서는 배터리의 활용시간이 무척 제한적입니다. 배터리 활용시간을 늘리기 위해선 배터리팩이 여럿 탑재돼야 하고, 이는 다시 운송 효율의 비효율화를 가져오게 됩니다. 적당한 무게에서 적당한 비행시간을 갖출 수 있도록 배터리 기술이 더욱 고도화돼야 하는 숙제가 남았습니다.

아울러 앞서 살펴봤던 것 중 이착륙장, 충전소와 같은 인프라의 확충이 필요합니다. 복잡한 도심 어디에 충전소 및 이착륙장을 건설할 것이고, 어떤 규모로 이뤄질 수 있을지 고민이 필요합니다.

마지막으로 법제적인 문제가 남아있습니다. 누가 비행을 할 것이고, 누가 관제를 볼 것이며, 어떻게 이용할 것인가. 완전히 새로운 시장인만큼 합법화되는 데도, 그리고 사고가 발생하지 않도록 조율하는 과정이 필요합니다. 여러 기술이 중구난방으로 발생할 것이고 여기에 대한 표준화 또한 필요하겠죠. 세계 시장을 바라본다면 표준화 작업은 더 큰 규모에서 바라봐야 할 것입니다. 이 과정에서 사회적 합의는 필연적이겠죠?

상용화 초기 UAM은 고가의 운반수단이 될 것으로 보고 있습니다. 먼 거리를 빠른 시간에 이동해야 할 수요가 있는 사람은 한정적일 것이고, 이들을 위해 다소 고가의 비용이 책정될 것으로 보이는데요. 그렇다 한들 언젠가는 대중화가 이뤄질 요소가 바로 UAM입니다.

다가올 미래에는 우리가 어떤 이동수단을 타고 다니게 될까요? 영화에서 보던 차에서 벗어나 각자가 비행 수단을 타고 이동할 날이 이제는 머지 않은 것 같습니다.