FLIGHT

[비행기교실 8편] 전기 자동차? 이제는 전기 항공기의 시대

by 에디터 아이콘 안순호 2018/05/14 5,025 views

2017년 12월 28일 오후 4시. 아시아나항공 A350 4호기가 인천국제공항에 도착했다.

활주로에 내려앉은 안개 속에서 서서히 모습을 드러낸 A350. 


환대를 위해 모인 사람들은 새로운 A350에 안전과 번영을 기원했다. 국제 유가 상승, 온실가스 규제 등 험난해지는 하늘길의 대안이 되길 바라면서.  




1
국제 유가 상승

대안은 친환경 항공기




아시아나항공이 도입한 A350은 동급 중대형 항공기보다 탄소 배출이 적어 친환경적이다. 대한항공 역시 연료 효율이 높은 캐나다산 항공기 CS300을 2018년 1월부터 국내선에 투입했다. 


이유는 앞서 이야기했듯 비싸지는 유류비와 강도 높은 온실가스 규제.


Editor's tip_ 

항공권 원가의 30~40%가 유류할증료. 

최근 한 단계 상승한 국제선 유류할증료는 이동 거리에 따라 편도 기준 최고 5만 6100원 정도가 추가로 붙는다.

연료 효율을 높이기 위한 노력은 항공사와 승객 모두에게 유익하다.  




하지만 최신 항공기의 향상된 연료 효율은 20~30% 수준. 가파른 유가 상승을 상쇄하기엔 역부족이다. 


또, 갈수록 많아지는 항공 수요로 인해 항공사들은 온실가스 할당량을 준수하기 어렵다. 결국, 이 두 가지 문제를 해결할 혁신적인 무엇이 필요한 상황.


(출처 : 아비노르 오슬로 공항 페이스북)

이에 노르웨이 아비노르(Avinor) 공항은 2040년까지 운항시간 1시간 30분 안팎의 모든 단거리 노선에 전기 항공기를 투입하기로 했다. 


국민 1인당 전기차 대수가 가장 많은 국가인 노르웨이다운 행보다. 2040년. 그런데도 아직 먼 미래의 이야기인 것 같은 친환경 항공기. 과연 그럴까?




2
시작된 역사

전기 항공기




(출처 : wikimedia)

부는 바람 없이 맑은 어느 날, 프랑스 상공에 비행선 ‘라 프랑스(La France)’가 날아올랐다. 라 프랑스는 전기를 동력으로 시속 23km로 비행했다. 


이때가 1884년. 이미 두 세기 전에 전기 항공기의 역사가 시작됐다는 것.  

하지만 이후 등장한 가솔린 내연기관에 전기 동력은 자리를 내주었고, 90년 지난 1973년 니켈-카드뮴 배터리를 장착한 'ME-E1'이 조종사를 태우고 9분간 비행했다. 


세계 최초의 전기 모터 비행이었다.


(출처: enacademic.com)

리튬 이온 배터리, 연료전지 기술이 등장한 1990년대에 들어서면서 전기 항공기는 빠르게 진보한다. 


1995년 나사가 개발한 무인 항공기 패스파인더 시리즈가 대표적. 태양광 패널을 장착한 날개로 전력을 공급해 시속 35km로 40분간 비행하면서 전기 동력의 가능성을 보여주었다.


(출처 : 솔라 임펄스 페이스북)

2009년 스위스에서 개발한 ‘솔라 임펄스’는 모터와 태양광 패널의 기능을 한층 높이고 기체 또한 더욱 튼튼하게 강화되었다. 


낮 동안 저장한 태양광 에너지를 사용해 야간에도 24시간 동안 비행할 수 있었다. 2016년에는 16개월간 세계 일주에 성공했다.


Editor's tip_ 보잉과 에어버스는? 

물론 두 회사도 전기 항공기를 비롯한 친환경 항공기 개발에 착수했다. 

보잉은 2013년부터 제트블루와 협업해 50인승 하이브리드 항공기 개발을 시작했다. 

2017년에는 동급 항공기보다 약 3~5배 저렴한 운용 비용을 목표로 12인승 기체 개발 로드맵을 공개하기도 했다. 

에어버스 역시 벤처기업과 손잡고 전기 동력 항공기를 연구 중이다. 




3
연구 중인 친환경 항공기

보잉과 에어버스, 그리고  




생각했던 것보다 훨씬 많은 곳에서 친환경 항공기의 미래를 그리고 있다는 걸 알 수 있다. 우리에게 잘 알려진 보잉과 에어버스의 행보에 관해 좀 더 알아보자.


(출처 : 주넘 에어로 트위터)

‘주넘(ZUNUM)’. 하이브리드 전기 항공기 스타트업 ‘주넘 에어로(Zunum Aero)의 전기 항공기다. 


물론 아직 연구개발 중이며 2022년 완성을 목표로 하고 있다. 보잉은 미국 저가 항공사 제트블루와 함께 주넘 개발을 지원하고 있다.


(출처 : 주넘 에어로 트위터)

보잉 같은 대형 제작사라면 어쩐지 친환경 항공기의 시대를 좀 더 앞당기지 않을까 싶은데, 사실 주넘은 완전한 전기 동력을 갖춘 항공기가 아니다. 


발전용 엔진을 사용하는 하이브리드 전기 항공기다. 발전용 엔진을 돌려 만들어낸 전력으로 모터를 작동시키는 원리.


(출처 : 한국전력 블로그)

이미 수십 년 전에 전기 동력으로 유인 비행에 성공했는데 왜 하이브리드로 제작하는 걸까. 


이유는 배터리. 


공항에서 볼 수 있는 일반적인 여객기만큼의 수송 인원을 실어 나르기 위한 고밀도 파워를 낼 수 없기 때문이다. 주넘을 비롯한 전기 항공기 개발의 최대 난제는 배터리다.


Editor's tip_ 

전기 항공기는 '분산 전기 추진 시스템(Distributed Electric Propulsion)'이 장착되어 있다. 

대형 추진 장치를 여러 개의 소형 추진 장치로 나누어 기체에 분산 배치하는 것. 운항 효율 향상과 함께 항공기 소음도 낮출 수 있다.



(출처 : 에어버스 홈페이지)

에어버스는 롤스롤이스와 협업한다. 2020년 시험 비행을 목표로 전기 항공기 개발에 나선 것. 에어버스 역시 전기 항공기 개발의 핵심을 배터리로 꼽았다. 


이와 함께 전기 엔진 냉각 시스템의 경량화를 강조하며 연구에 매진하고 있다.


(출처 : 이지젯 페이스북)

영국 저가항공사 이지젯(EasyJet)은 미국 라이트 일렉트릭(Wright Electric)과 손을 잡았다. 목표는 120인승 규모의 소형 전기 항공기. 


한 번 충전에 2시간 동안 최장 570km를 비행할 수 있도록 하겠다는 포부다. 


중형 항공기에 적용할 수 있는 하이브리드 항공기를 개발 중인 보잉 및 에어버스와 달리 ‘All-Electric 상용 여객기’를 향후 10년 이내에 선보일 예정이다.




4

항공기의 미래
드론, 태양열 항공기




친환경 항공기는 곧 전기 항공기라는 공식은 없다. 세계 곳곳에서 꿈틀대고 있는 항공기의 미래는 다양한 모습을 띠고 있을 것이다. 드론, 수직 이착륙 항공기, 태양열 항공기 등.


(출처 : 에어버스 홈페이지)

10인 이하를 태울 수 있는 수직 이착륙형 소형항공기가 개발되면 도심 교통난을 해소할 것으로 기대된다. 


어려운 훈련을 받지 않아도 조작할 수 있는 자가용 또는 택시 개념의 항공기 연구도 활발히 진행 중이라고 한다.

굉음을 내며 하늘을 가르는 거대한 항공기를 눈으로 좇으며 동경하던 기억. 어쩌면 머지않은 미래에는 정말로 기억으로만 남게 될지도 모르겠다.

에디터 아이콘 안순호 에디터의 글 보러가기

: Hot Clip

: Recent Articles

: you will like

TOP