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Nikkei X-TECH_2021.8.25

전(前) 에어버스 팀의 전동항공기는 하이브리드형
에어플로우, 6억 달러 이상 수주 / eVTOL기가 아닌 eSTOL기 개발

전동항공기를 전개하는 스타트업 기업인 미국의 에어플로우(Airflow.aero)는 21년 8월 17일, 11개 업체 고객으로부터 수주한 금액이 6억 달러(약 660억 엔)를 넘었다고 공개하였다. 에어플로우의 기체는 ‘에어택시’나 화물기와 같은 도시형 에어 모빌리티, 이른바 ‘UAM(Urban Air Mobility: 도시형 항공교통시스템)’ 분야 전용의 것으로, 25년에 서비스 개시를 목표하고 있다. 프랑스 에어버스 그룹이 연구 개발하고 있던 소형 전동항공기 ‘Vahana’의 팀에 있던 전문가 등 5명이 19년에 샌프란시스코에서 에어플로우를 시작했다. Vahana 프로젝트는 19년 말에 종료되었다.

총액 6억 달러의 수주 중에 2억 달러는, 미국 알래스카주 앵커리지를 거점으로 하는 항공회사 Ravan Alaska와의 계약이다. 25년 취항을 목표로 50대의 전동항공기를 공급할 예정이다.

-- eVTOL기의 과제를 통감 --
Vahana는 전동 수직이착륙(eVTOL)기였던 것에 비해 에어플로우가 전개하는 것은 짧은 거리에서 이착륙 가능한 ‘STOL(Short Takeoff and Landing)’이라고 불리는 타입의 고정익기이다. 에어플로우에 의하면, Vahana의 연구 개발을 통해서 eVTOL기의 과제를 통감. UAM 시장에 적합한 기체를 다시 검토한 결과 eSTOL기를 개발하는 길을 선택했다고 한다.

eSTOL기를 선택한 이유는, eVTOL기에 비해 개발 비용이나 리스크가 낮고, 동시에 운용 비용이 절반 이하면 되기 때문이다. 예를 들면, 에어플로우의 시산에 의하면, eSTOL기는 개발에서 시장에 투입할 때까지 드는 비용은 약 2억 달러인 반면에 eVTOL기는 약 7억 달러가 필요할 것으로 보고 있다.

현재 발표하는 기체는 ‘MODEL 100’과 ‘MODEL 200’ 두 종류다. MODEL 100은 4명의 승객 또는 화물기 800파운드(약 363kg)의 짐을, MODEL 200은 9명 또는 화물기 2,000파운드(약 907kg)의 짐을 옮길 수 있다. 이착륙에 필요한 거리는 MODEL 100은 150피트(약 45.7m), MODEL 200은 250피트(약 76.2m)이다. 항속거리는, 예비를 제외하고 MODEL 100은 250마일(약 400km), MODEL 200은 500마일(약 800km)이다. 모두 전동항공기로서는 길다.

항속거리가 긴 것은, 2차 전지의 전력뿐만이 아니라 발전기도 이용하는 하이브리드형의 전동 추진계를 채용하기 때문이다. 배터리의 전력과 발전기의 전력을 사용하여 모터를 구동하고 팬을 회전시킨다. 이 구동 시스템은 미국 VerdeGo Aero가 전개한다. 기존의 내연기관을 이용했을 경우에 비해 연료 소비량과 배출 가스를 35% 절감할 수 있다고 한다. 발전기의 연료에는 항공기의 제트 엔진 전용으로서 일반적인 ‘Jet-A’ 연료를 이용한다.

에너지 소비량이 줄어드는 것은 추진 효율이 높아지기 때문이다. 전동화, 즉 모터를 이용하면 복수의 팬을 다발(多發) 분산화한 전동 추진계(DEP: Distributed Electric Propulsion)를 채택해 추진 효율을 높일 수 있다.

DEP를 채택하면 1개당 팬 크기는 작아지지만 여러 개를 이용하면 팬의 총 면적은 커진다. 이를 통해 팬을 대형화한 경우와 같은 효과를 얻을 수 있으므로 추진 효율을 높일 수 있다. 아울러 DEP는, 공력저항 증가로 연결되는 ‘경계층’이라고 불리는 현상을 억제하기 쉽다. 다발 분산된 팬을 잘 배치함으로써 경계층을 흡입하여 공력저항을 줄일 수 있기 때문이다. 에어플로우는 이러한 DEP의 이점을 도출해 기체의 연비를 향상시키는 것으로 보인다. 에어플로우의 기체 이미지도를 보면 팬의 수는 10개이다.

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