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일경 모노즈쿠리_2021/12_혼다가 개척하는 새로운 영역 -- 플라잉카에서 로켓까지
  • 저자 : 日経BP社
  • 발행일 : 20211201
  • 페이지수/크기 : 130page/28cm

요약

Nikkei Monozukuri_2021.12 뉴스 심층 (p30~33)

혼다가 개척하는 새로운 영역
플라잉카에서 로켓까지, 핵심기술 활용

혼다는 플라잉카로 불리는 eVTOL(전동 수직 이착륙기) 및 자신의 분신이 되는 원격 조작 로봇(분신 로봇), 일부를 재사용할 수 있는 소형 로켓, 순환형 재생 에너지 시스템 등의 연구 개발을 추진하고 있다고 밝혔다.

혼다는 ‘모든 사람에게 삶의 가능성이 펼쳐지는 즐거움을 제공한다’는 것을 2030년 비전으로 내세운다. 그것을 구현하기 위한 대처의 일부로서 진행하고 있는 것이 이러한 새로운 영역에서의 연구 개발이다. 혼다가 쌓아온 연소, 전동, 제어, 로보틱스 등 핵심기술을 활용해 새로운 영역에 도전한다.

-- 최대 항속거리가 약 400km의 플라잉카 --
그 중에서도 눈길을 끄는 것이 eVTOL이다. 혼다에서 연구개발을 담당하는 혼다기술연구소는 2021년 9월에 발표한 연구 개발 방침에서 eVTOL기에 대한 노력을 명확히 했다. 혼다가 보유하고 있는 전동화 기술을 활용해, 가스터빈과의 하이브리드화를 통해 항속거리를 최대 약 400km로 연장한다. 2차 배터리 전력만으로 모터를 구동하여 회전익을 움직이는 ‘풀 전동형’에 비해 항속거리가 상당히 길다.

100% 전기로 구동되는 eVTOL은 항속거리가 짧은 것이 과제가 되고 있다. 혼다에 따르면, 항속거리는 100km를 끊고 있어서 도시 안에서는 이동이 가능해도 향후 시장 확대가 전망되는 도시 간의 이동에서는 사용이 불가능하다. 혼다는 하이브리드화로 도시 간의 이동을 위한 대응을 노린다.

사업화의 목표 시기를 2030년으로 정하고, 2023년경에는 미국에서 프로토타입의 기체를 띄우며, 2025년에는 미국에서 하이브리드의 기체를 띄울 예정이다. 그것과 병행하여 eVTOL의 에코시스템을 설계해, 2025년에 사업화 판단을 신청해 승인될 경우, 인증 취득을 목표로 한다. 인증을 취득하게 되면 2030년에 사업에 들어갈 계획이다.

이 eVTOL에서는 가스터빈으로 발전기를 돌린다. 추진력은 모터로 프로펠러를 회전시켜 발생시킨다. 기체의 윗면에 배치한 프로펠러가 수직 방향, 기체의 후단에 배치한 프로펠러가 수평 방향의 추진력을 발생시킨다.

eVTOL은 기존 항공기에 비해 운용면에서의 번거로움이나 비용이 적어, 자동차처럼 간편하게 탈 수 있는 가능성이 크다. 현재는 2차 배터리만으로 비행하는 타입이 주류로, 수십 km의 항속거리에 머물러있다. 그렇지만, ‘UAM(Urban Air Mobility)’으로 불리는 도시 안이나 도시 근교를 이동하는 서비스에 적용 가능한 수준이다. 그 중에서도 도시지역에서는 교통체증이 심각해, 정체에 시달리지 않는 항공 이동 서비스에 대한 잠재 수요가 높은 것으로 보여진다.

따라서 유력한 스타트업(신흥) 기업들이 전 세계에서 잇따라 생겨나고 있다. 그런 해외의 eVTOL기 업체로부터 가스터빈도 이용하는 혼다의 하이브리드형 전동 추진체계가 주목을 받고 있다.

원래 혼다는 eVTOL기보다 먼저 하이브리드형의 전동 추진체계로 사업화하려고 했다. 자동차 분야에서 쌓은 대량생산에 적합한 전동화 기술과 항공기 분야에서 쌓은 제트 엔진 기술을 양쪽 모두를 살릴 수 있기 때문이다. 양 기술을 보유하고 있는 혼다가 독보적인 존재인 만큼, eVTOL기 업체들의 높은 관심을 받고 있다.

이번에 혼다는 eVTOL기를 연구 개발 중이라고 발표했지만, 전동 추진체계만을 외판할 가능성도 있다. 비즈니스 제트 분야에서 기체와 제트엔진을 모두 판매하고 있는 실적이 있기 때문이다.

구체적으로는, 항공기사업 자회사인 미국 혼다 에어크래프트 컴퍼니(Honda Aircraft Company)에서 비즈니스 제트기를 취급하면서, 항공 엔진사업 자회사인 혼다 에어로(Honda Aero)를 통해 해당 기기용 제트 엔진(터보 팬 엔진)을 외판하는 체제를 갖추고 있다. 해당 엔진은 혼다와 미국 제너럴일렉트릭(General Electric)의 합작회사가 개발한 것이다.

-- 원격지에서 의료행위를 할 수 있는 로봇 --
분신 로봇인 ‘아바타 로봇’은 원격지에 있는 조종자가 마치 그 자리에 있는 것처럼 어떠한 작업이나 체험도 할 수 있도록 한 로봇이다. 의료나 유지·보수 등 높은 전문성이 요구되는 작업을 원격지에서 실시한다는 수요를 내다보고 개발을 추진하고 있다. 2족 보행 로봇 ‘아시모(ASIMO)’로 축적한 기술을 진화시켜 적용한다.

예를 들면, 다지(多指)의 로봇핸드를 사용해 섬세한 힘의 컨트롤이 필요한 동전과 같은 작은 물건을 집거나, 인간과 동일한 수준의 힘의 강도가 필요한 패트병 뚜껑을 여는 작업에 대응하는 등이 가능하다. 공구 드라이버 등 다양한 형상의 물건을 들어 올려 도구로서 취급할 수 있도록 교체할 수도 있다.

힘 조절 등 미묘한 제어는 인공지능(AI) 기술을 활용해 로봇에게 학습을 시킨 후, 원격지의 조종자를 대신하여 로봇이 실시한다. 2030년대의 실용화를 전망하고 있으며, 2023년 안에 기술 실증 개시를 목표로 개발을 추진하고 있다. 달 표면에서의 원격 조작 로봇으로서의 활용도 목표로 하고 있다.

-- 재생 에너지 유래의 전력을 사용한다 --
혼다는 우주 산업으로의 참여도 추진하고 있다. 일부를 재사용할 수 있는 소형 로켓은 자율주행 기술의 개발 등을 통해 축적한 제어·유도 기술을 살려, 2019년말부터 개발을 추진하고 있다. 발사 후에 로켓의 일부를 착륙시켜 재사용할 수 있게 한다.

상정하고 있는 페이로드(적재물)는 질량 1t이하의 소형 저궤도의 인공위성이라고 한다. 이와 같은 인공위성을 쏘아 올림으로써 커넥티드 서비스 등 다양한 서비스로의 전개를 기대할 수 있을 것으로 보고 있다. 2년도 안 되는 짧은 기간 동안, 로켓엔진 시제기를 만들어 연소시험을 실시하는 것까지 개발이 진행되고 있다.

2020년 11월부터는 우주항공연구개발기구(JAXA)와 우주에 있어서의 순환형 재생에너지 시스템의 공동 연구에도 임하고 있다. 달 표면에서의 이용을 상정. 혼다가 보유하고 있는 연료 배터리 기술과 고압 수전해 기술을 조합시켜 재생가능에너지 유래의 전력을 통해 물을 수소와 산소로 전기분해 하거나, 연료 배터리를 사용해 수소와 산소로 발전(發電)하는 등의 시스템이다.

발전 시에 발생하는 물을 다시 수전해에 재이용하여, 물을 순환시키는 에너지 시스템을 실현시킨다. 추출한 산소는 달 표면에 체류하는 사람이나 우주인의 생명유지 활동 등에, 수소는 로켓 연료 등에 사용할 수 있다. 이 2가지 기술을 1개로 조합해 실제로 달에 사용할 수 있는지 여부를 평가해, 개념 검토를 진행시키는 것이 3년간에 걸친 공동 연구의 목적이다.

혼다 기술의 특징은 소형 경량으로 소비 전력을 낮게 억제해 고효율로 가능하게 하는 것이다. 특히 강점인 것은 고압 수전해 시스템이다. 일반적인 수전해 시스템에서는 저압의 수소 가스를 기계식 컴프레서(Compressor) 등으로 승압하지만, 혼다의 시스템은 컴프레서가 필요 없으며 전기화학적으로 승압한다. 우주용 장치는 소형이며 경량이어야 하므로 이 방식이 적합하다. 기계식 컴프레서는 소형일 경우 효율이 떨어지기 때문이다.

혼다의 고압 수전해 시스템은 승압 상한이 700기압(70MPa)으로 매우 높은 것이 특징이다. ‘세계적인 경합 기업은 20M~40MPa 정도’(혼다기술연구소 선진 파워 유닛·에너지 연구소 치프 엔지니어 하리오 씨)라고 한다. “현재는 기술연구소로서 연구가 시작된 단계이므로, 사업화 등은 아직 생각할 단계가 아니다. 향후, 달 표면에서의 항구적인 에너지 시스템을 만들 수 있게 된다면, 달 표면의 거점 만들기나 다양한 기업의 대처에 기여할 수 있을 것이다”(하리오 씨).

 -- 끝 --

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