[항공지식] 테슬라 처럼 배터리로 날아다니는 비행기를 탈 수 있을까. -1-

[항공지식] 테슬라처럼 배터리로 날아다니는 비행기를 탈 수 있을까.

 

우리가 타고 다니는 비행기가 엔진으로 다니는 것은 상식처럼 알고 있으실 겁니다. 하지만 우리의 상식이 벗어나는 것을 자동차 시장에서는 요새 많이 볼 수 있습니다. 오로지 배터리로만 다니는 차들이 굉장히 많아졌는데요. 그럼 비행기도 이렇게 오로지 배터리로만 다닐 수 있을까요?

배터리만으로 비행가능한 항공기가 있을까?

 

 우리에게 친숙하게 알려진 항공기 제작사로는 크게 두 회사가 있습니다. 에어버스와 보잉인데요. 이들 두 회사는 오래전부터 오늘 말씀드릴 친환경 전기 항공기를 제작하기 위해서 연구를 하고 있었습니다.

 

1. 친환경 항공기에 대한 요구 

 고객들이 친환경이라는 테마에 대한 사회적인 책임을 요구하고 있기 때문입니다. 이른바 Z세대(1995~2000년대 초반 출생자)들은 기업활동에서 벌어드린 이윤과 사회 전체적인 이득을 동일시해야 한다고 주장하면서 소비에도 연관시키고 있습니다. 

 친환경 엔진을 사용하는 것이 운영비에도 도움이 된다는 것이 기업차원에서도 설득력을 얻으면서 항공기 제작사에서는 연구를 늦출 이유가 없어졌습니다. 기존의 화석연료를 사용하면서 유가변동에 자사의 실적이 크게 요동치는 항공사들은 연료효율을 가장 우선순위에 두고 항공기를 구매하는 경향을 가지는데 그 비율이 70%까지 좋아지는 엔진을 가진 비행기를 출시한다면 당연히 판매량이 좋아질 것이기 때문입니다.

 

2. 전기 항공기의 현실적인 문제

 양대 항공기 제작사들이 개발하고 있는 항공기는 전기(배터리)만을 이용한 항공기는 아닙니다. 가장 큰 이유는 배터리의 용량이 한계점을 가지고 있기 때문입니다. 사실 우리가 아는 배터리들의 기술혁신은 굉장히 진전이 느린 편입니다. 20년 전에 개발된 기술을 아직도 사용하고 있다고 할 수 있습니다.

 그럼에도 전자제품들의 사용기한이 비약적으로 늘어난 것은 그 전기를 효율적으로 사용하는 기술이 늘어나고 있기 때문입니다. 이렇게 배터리가 용량의 한계를 가지기 때문에 테슬라를 비롯한 전기자동차들은 배터리 셀을 단순히 연결시킨 것이라고 보기도 합니다. 배터리는 기본적으로 무게가 많이 나가기 때문에 장거리 비행을 위해서 배터리를 많이 탑재하는 것은 비행에 도움이 되지 못합니다. 

 

3. 양대 항공기 제작사의 현주소

 -에어버스

  개발의 시작이라고 말씀드릴 수 있는 시기가 2010년입니다. 에어버스는 CriCri라고 불리는 세계최초의 완전 전기 추 친의 4발 엔진을 가진 비행기를 만들어 냅니다. 물론 우리가 생각하는 상용기의 형태를 갖추지도 못했고, 어디까지나 실험의 의의만 가질 뿐이었습니다. 1명의 조종사를 태우고 30분 정도의 비행이 가능한 정도였습니다.

 이후의 실험을 통해서 전기만을 사용하는 엔진의 한계를 느끼고 하이브리드 전기 항공기인 E-FAN X를 2020년에 데모를 테스트하게 됩니다. 이 항공기는 4개의 엔진 중 1개의 엔진을 전기모터로 구동되는 형식입니다. 단순히 숫자만을 놓고 봤을 땐 실망스러운 수치라고 볼 수 있지만, 높은 추력을 요구하지 않고 비행 중 많은 비율을 차지하는 크루즈 상태에서 전기엔진과 다른 하나의 엔진으로 비행할 수 있다면 많은 탄소배출을 감소시킬 수 있고, 연료도 절감할 수 있을 것입니다. 지난 4월 테스트를 성공적으로 수행하고 코로나로 인해 중단에 들어간 상황입니다.

 

-보잉

 하이브리드 전기 항공기라는 컨셉은 동일하지만 좀 더 작은 크기의 항공기에 주력하고 있습니다. 에어버스가 100인승의 비행기를 개발 중이라면, 보잉은 10여 명 정도의 탑승인원을 가지는 비행기를 개발 중입니다. 스타트업 회사인 주넘 에어로를 지원하는 형식의 개발을 하고 있는데요. 이는 미국 시장의 특성상 소형 비행기의 비행이 많기 때문에 지역적인 특성을 반영하는 결과로 보입니다. 2020년 100대의 납품을 목표로 하는 만큼 현실적으로 구현 가능한 기술을 가지고 있다고 평가할 수 있습니다.

 

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이번 포스팅을 통해서 친환경 비행을 가능하게 하는 항공기 개발 소식에 대해서 알아봤습니다.

1. Z세대들의 요구와 항공사의 운영비 압박으로 친환경 항공기의 수요가 생겼습니다.

2. 항공기 개발 기업들에 의해서 전기 비행기가 아닌 하이브리드 전기 비행기가 개발 중입니다.

- 그 이유는 전기 발전의 문제가 가장 크게 작용합니다.

 

3. 에어버스의 경우 100인승 이상의 비행기를 개발 중이며, 보잉의 경우 10여 명이 탑승 가능한 중소형 비행기 개발에 집중하고 있습니다. 2020년 민간 납품을 목표로 하고 있는 보잉이 가시적인 성과가 기대됩니다. 

 제가 서두에 말씀드린 테슬라와 같은 완전한 전기비행기가 아니라 실망하셨을 수 있습니다. 하지만 이런 기술이 상용화되기 위해서는 안전이 제일 중요한 요소입니다. 배터리는 충격에 폭발할 가능성을 내포하고 있기도 하고, 전기신호라는 것이 방해를 받을 때 안정적이지 못하고 에러를 일으키는 경우도 무시할 수 없기 때문입니다. 이밖에도 전기 비행기는 여러 불편한 방해 요소들에 둘러싸여 있습니다. 다음 포스팅에서는 어떤 것들이 전기 비행기 개발, 상용화를 힘들게 하는지 알아보도록 하겠습니다.

 

 

다음 포스팅 이어보기 : skywithus.tistory.com/53