[WEEKLY BIZ] 도심엔 1인 비행기 날고, 우주엔 민간 여행객 오가고… 초경량 플라스틱 전기 여객기, 조종사도 없이 하늘을 자유자재로

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    입력 2018.04.07 03:00

      [Cover Story] 세상을 바꿀 항공산업 5가지… 하늘이 이렇게 달라진다

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      보잉에서 개발 중인 재활용식 무인 우주선 X-37. / 보잉
      인류는 오랜 기간 하늘을 나는 방법을 연구했다. 그 결과 1903년 미국 라이트 형제가 꼬리날개 없는 복엽기(複葉機)로 12초 동안 36m를 날아 인류 최초로 비행에 성공했다. 항공산업은 1~2차 세계대전을 거치며 군용기 생산을 발판으로 엄청난 속도로 발전했다. 그리고 더 빠르게, 더 오래, 더 싸게, 더 멀리 날겠다는 인간의 욕망은 지속적인 연구·개발을 통해 끊임없는 항공산업의 혁신을 낳았다. 미래의 항공산업은 어떤 방향으로 전개될까. 5대 이슈로 정리해본다.

      ①우주선 개발

      항공산업 비행구역은 대기권에 머무르지 않는다. 이제 조종사들의 시선은 우주로 향한다. 우주선 개발은 연구나 탐험, 군사적 목적에서 여객 수송이란 새로운 단계로 진입하고 있다. 그동안 우주선은 막대한 개발 비용 탓에 미국·러시아 등의 정부가 주도했지만 이제 그 공은 민간업체로 넘어가고 있는 상태다. 미 테슬라의 일론 머스크(Musk) 최고경영자(CEO)가 이끄는 민간 우주선 개발업체 스페이스X는 내년 상반기까지 화성에 탐사선을 발사하겠다고 밝힌 상태다. 보잉도 화성에 유인우주선을 가장 처음 보내는 항공사로 역사에 기록을 남기기 위해 총력전을 펼치고 있다. 일본 항공사 전일본공수(ANA)는 2016년 한 대형 여행사와 손을 잡고 2023년 상업 운항을 목표로 우주선 제작과 우주여행 상품 개발에 나서겠다고 선언했다.

      ②1인용 비행기

      교통 혼잡을 피하고, 길이 없는 곳도 쉽게 다닐 수 있는 교통수단으로 1인용 비행기가 한창 실험 중이다. 공상과학 소설이나 영화에서나 등장했던 '나는 자동차(flying car)'도 그중 하나다. PAV(Personal Air Vehicle)로 불리는 1인용 비행기는 세계 굴지 항공 업체뿐만 아니라 IT(정보기술) 기업과 전통 자동차 제조업체까지 개발에 뛰어들었다. 구글의 래리 패이지 창업자는 개인용 항공기를 개발하는 스타트업 지에어로(Zee.Aero)와 키티호크(Kitty Hawk)에 수억 달러를 투자하고 있다. 지에어로는 스페이스X, 나사(NASA), 보잉 등에서 인재를 영입, 하늘을 나는 전기차를 개발하고 있다. 키티호크는 하부에 프로펠러가 4개 달린 거대한 드론 형태 AI(인공지능) 비행기를 만들고 있다. 에어버스도 2020년부터 하늘을 나는 1인용 택시를 일반에 판매한다는 목표를 세워놓았다. 중국 기업 이항은 1인용 자율주행 드론을 선보인 바 있다.

      ③자율운항 기술(autonomous flight)

      항공산업
      현재 대부분 대형 여객기는 이륙 후부터 자율비행 기술이 적용된다. 하지만 이착륙이나 정비 등 핵심 조종은 대부분 인간(조종사) 몫이다. 항공업계가 개발에 나선 '자율운항 기술'은 이륙부터 착륙까지 모든 과정을 인간이 아닌 컴퓨터와 기계가 스스로 해내는 기술을 의미한다.

      핵심은 자동 이착륙 기술이다. 각종 통계에 따르면 항공기 사고의 70%는 이착륙 과정에서 일어난다. 항공기 위치를 ㎝ 단위까지 정확하게 측정하고, 이착륙 궤적을 정확히 유도해 내 이런 사고를 방지한다. 항공기 간 충돌을 회피하는 기술도 자율운항 기술의 핵심으로 꼽힌다. 현재는 항공기가 관제센터와 연락을 하거나 항공기 간 교신을 통해 충돌을 피하고 있다. 레이더와 영상을 이용해 항공기 스스로 충돌을 감지해 피하도록 개발이 진행되고 있다.

      ④항공기 연료 다양화

      중동 정세가 불안하면 국제 유가가 오르고 항공사는 좌불안석이다. 항공연료는 현재 대부분 석유에 의존하고 있기 때문이다. 유가가 뛰면 노선을 감축하거나, 명예퇴직을 시행해 비용을 줄이는 패턴이 반복된다. 연료를 다양화하는 작업은 항공 산업이 미래에 살아남을 수 있느냐와 직결된다.

      이미 대체 연료로 바이오 연료가 개발돼 이용되고 있다. 국토교통부에 따르면 바이오 연료는 식용유와 열대 식물 열매 자트로파, 사탕수수 등을 이용해 만들어진다. 기존 항공 제트유에 최대 50%를 섞어 사용하는 경우가 많다. 세계적으로 2011년부터 본격 도입, 2015년까지 22개 항공사에서 2500여대 항공기에 이를 이용했다.

      최근 미 항공우주국(NASA) 등이 개발에 나선 동력원은 전기다. 유럽 항공기 제작사인 에어버스가 영국 롤스로이스, 독일 지멘스와 손잡고 전기모터가 장착된 하이브리드 비행기를 개발하기로 했다. 노르웨이는 2040년까지 모든 항공 노선을 전기 비행기로 운항하는 계획을 추진하고 있다.

      ⑤플라스틱 항공기

      인류가 비행기를 만드는 데 오랜 시간이 걸렸던 건 가벼우면서도 튼튼한 소재를 찾지 못했기 때문이다. 라이트 형제가 최초로 비행기 개발에 성공했던 것도 가벼운 소재를 사용했기 때문이다. 더 적은 연료로 더 빠르게 날 수 있는 방법을 찾는 건 항공산업이 풀어나가야 할 영원한 숙제다.

      이를 위해 항공기 뼈대는 최대한 가벼우면서도 튼튼해야 한다. 현재 뼈대로 이용되는 주재료는 '두랄루민'이라 불리는 알루미늄 합금이다. 알루미늄에 구리와 아연, 마그네슘 등을 첨가한 물질이다. 하지만 이 소재는 열을 많이 받으면 강도가 떨어지는 등 단점이 있다. 이 때문에 '탄소섬유강화플라스틱(CFRP)'이 개발돼 실전에 쓰이고 있다. 이 소재는 플라스틱 수지에 둘러싸인 탄소섬유로 지금까지 인류가 개발한 재질 가운데 가장 견고하게 만들어졌다는 평가를 받는다. 금속보다 훨씬 가벼우면서도 더 단단하고, 열에 의한 변화가 거의 없다는 장점이 있다.