전기전자/정보통신

Nikkei Electronics_2019.7 Hot News (p12~13)

‘하늘을 나는 자동차’ 잇따라 비행 성공
유럽기업, 시속 300km 풀전동 VTOL기

-- 100억엔 조달의 신흥 기업 및 에어버스 등 --
2019년 5월, 유럽 기업이 개발 중인 ‘하늘을 나는 자동차’가 잇따라 비행에 성공했다. 독일의 신흥 기업인 릴리움(Lilium)이 개발하고 있는 ‘Lilium Jet’와 프랑스의 에어버스(Airbus) 그룹의 Airbus Helicopters가 개발 중인 ‘City Airbus’가 그 주인공이다. 두 기종 모두 새로운 시작기(試作機)로서 그 첫 비행에 성공했다고 발표했다.

릴리움은 하늘을 나는 자동차의 스타트업 기업 중에서도 총액 100억엔 이상의 출자를 모은 것으로 주목 받고 있는 기업이다. City Airbus는 에어버스 그룹이 개발 중인 하늘을 나는 자동차 중에서도 초기에 실용화 될 것으로 지목되고 있는 기체이다.

릴리움이 시연한 것은 에어 택시용의 5인승 기체이다. 이전에 공개한 시작기는 2인승이었다. 수직 이착륙(VTOL; Vertical Take-Off and Landing)기로서 탑재된 2차배터리의 전력으로 모터를 가동시켜 로터(프로펠러)를 회전시켜 비행하는 ‘풀 전동형’ 기체이다. 로터는 ‘틸트형’으로 이륙 시에는 지면과 로터가 수평(로터의 회전축을 수직)이 되도록 지면을 향해 바람을 일으키며 떠오른다. 떠오른 뒤에는 로터 부분이 지면과 수직이거나 비스듬히 기울듯이 회전하면서 수평 방향의 추진력을 얻어 목적지까지 비행한다. 이와 같이 수직 이착륙이 가능하게 되어 순행 시에는 커다란 추력을 얻기가 쉽다.

-- 항속 거리는 300km --
5월에 첫 비행한 새로운 시작기는 풀 스케일의 사이즈로 앞뒤로 1장, 총 2장의 소형 고정 날개를 갖추고 있다. 그 고정 날개에 다수의 소형 로터를 탑재하고 있으며 그 수는 총 36기이다. 전동 추진계로서 최대 2,000마력(약 1500Kw)의 출력을 갖고 있다. 로터를 회전시키는 모터의 세부 사양은 알 수 없지만, 기어 박스(감속기)가 불필요한 것을 감안할 때 토오크가 큰 타입의 모터일 것으로 예상된다.

최고 속도는 시속 300km로, 항속거리는 300km이며 풀 전동형의 VTOL기로서 빠를 뿐만 아니라, 항속거리도 길다. 고정 날개에서 발생하는 양력(揚力)을 활용함으로써 효율을 높여 항속거리의 연장으로 이어졌다. 예를 들어 최대 출력인 2,000마력의 10%미만의 출력으로 순항할 수 있다고 한다. 또한 이번 시작기의 첫 비행은 지상으로부터의 원격 조정으로 실시했다.

에어 택시용으로 스마트폰 등을 위한 앱도 개발 중이다. 2025년까지 세계의 다양한 도시에서 Lilium Jet에 의한 에어 택시 운항을 목표로 하고 있다. 이에 앞서 한정된 지역이나 도시에서 시험 서비스를 실시할 생각이다.

-- 마치 거대한 쿼드콥터 --
CityAirbus는 Airbus Helicopters가 중심이 되어 연구 개발을 추진하고 있는 기체이다. 2018년 가을 시점에서 2019년 초에 비행 실험을 실시하려고 했으나, 예정보다 조금 늦춰져 같은 해 5월 3일에 시험기의 비행에 성공. 2023년의 실용화를 위한 작업을 착실히 추진해 나가고 있다.

CityAirbus의 형상(폼 팩터)는 단적으로 말하자면 쿼드콥터형 드론을 크게 만들어 놓은 것으로 4인승을 상정하고 있다. 상하에 배치한 회전 날개(로터)를 1쌍으로 하여 그것을 4쌍, 총 8개의 로터를 갖춘 풀 전동형 기체이다.

모터는 독일의 지멘스(Siemens) 제품으로서, 최대 연속출력이 204kW의 ‘SP200D’이다. 비행 시는 최대 연속 출력보다 작은 출력일 것으로 보인다.

이 모터는 회전 수를 1,300rpm으로 낮추고 토르크를 1,500N∙m으로 높인 것이 특징이다. 무게는 49kg으로 무게당 출력 밀도는 4.13kW/kg, 토르크 밀도는 30N∙m/kg. 이들 중에서 특히 토르크 밀도가 크다고 한다. 토르크를 크게 함으로써 감속기(기어박스)를 거치지 않고 로터를 회전시키는 ‘다이렉트 드라이브’를 가능하게 한다. 전동 추진계에 이용하는 전압(DC버스 전압)에 관해서는 800V이다.

 -- 끝 --