[Social] – 하늘을 나는 꿈이 현실이 되는 자동차, 플라잉 카
by Hyejin Kang (DAA Grade 6)
자동차가 발명된 이후, 세상은 많이 변했다. 도로를 보면 대부분의 사람들이 자동차를 타고 다니고 종류도 다 알 수 없을 정도로 다양한 디자인과 성능의 차가 출시되었다. 하지만 이런 자동차의 단점이 있다면, 너무 많은 사람들이 자동차를 탄다는 것이다. 즉, 교통사고는 물론이고, 도로가 자동차로 막혀있어 운전자의 스트레스 지수도 높아지고, 교통체증으로 인한 비용도 발생하고 있다. 또 다른 문제점은 환경오염이다. 자동차를 가동하면서 나오는 연기 때문에 공기가 오염되고 있다.
플라잉 카는 교통체증의 혁명을 일으킬 혁신적인 기술로 손꼽히고 있다. 플라잉 카는 땅 위에서 자동차처럼 달리고, 하늘을 비행할 수 있는, 그야말로 꿈의 교통수단이다. 활주로 없이 날 수 있는 플라잉 카의 원리는 드론의 원리와 비슷하다. 드론은 양력을 이용하는 날개를 사용해서 하늘을 비행하는데, 드론의 날개는 항력이 줄어들어서 적은 추력을 가지고도 오래 비행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 드론은 비행체의 힘을 내는 모터와 프로펠러가 기체 상부에 설치되어 있기 때문에 안정적인 비행을 할 수 있다. 배터리를 통해 얻은 동력과 바람의 힘을 이용할 수 있는 조인드 윙 방식의 드론은 하늘을 나는 자동차를 만들기 위한 연구에 많은 도움이 되었다. 전투기 조종사였던 항공 공학 박사 이희우 씨는 현재, 항공기 제작에 열중하고 있다. 비행기가 날 수 있는 방법의 중심은 날개에 있기 때문에, 플라잉 카를 제작할 때, 기업과 연구자들은 날개에 집중한다. 비행기의 날개를 보면 윗면이 둥글고 아래 면은 평평하다. 이 형태는 날개의 아랫면에 지나가는 공기의 흐름을 더디게 하고, 윗면의 흐름을 가속시킨다. 윗면은 곡면으로 되어 있어서 날개 상, 하면에 압력 차이가 발생하여, 힘을 발생하는데, 그 힘이 양력이다. 전투기는 빠른 속도로 날아야 하기 때문에 동체에 비해, 날개가 짧고 작다. 반면, 여객기의 경우, 최대한 양력을 많이 받기 위해 날개가 길고 크다. 마지막으로 헬리콥터는 프로펠러가 돌면서 양력을 이용해, 허공을 나는 것이다.
날개가 비행 물체에 주는 영향은 매우 크기 때문에 연구자들은 날개의 길이, 크기, 특징 등을 고려하여 각기 다른 방식을 도입하고 있다. 네덜란드에 있는 팔 브이사는 2011년 팔-브이 원이라는 이름을 가진 플라잉 카를 제작하였다. 이 플라잉 카는 헬리콥터처럼 생겼으며 2012년에 모든 테스트를 거쳐 소비자를 만날 준비를 하고 있다. 팔-브이 원은 길이 4m, 폭 1.6m의 경차 크기이고, 무엇보다 차체가 가벼워야 하기 때문에 카본 섬유, 티타늄, 알루미늄 등, 신소재를 사용해서 제작되었다. 또, 비행과 도로 운전을 할 수 있고, 이륙 시 활주로는 100~180m가 필요하고 착륙 시에는 30m만 있으면 가능하다. 팔-브이 원의 날개는 자이로 플레인이라는 형태로 제작됐다. “자이로플레인”은 헬리콥터의 날개와 비슷하지만 자이로 플레인의 날개는 바람의 힘으로 날개가 회전하면서 힘을 얻는다. 에너지가 실려 있는 부분은 뒤쪽의 프로펠러 부분이다. 프로펠러가 차량을 앞으로 밀고 날개는 돌기 때문에 매우 안정적인 비행을 할 수 있다.
꿈의 자동차로 불릴 만큼 플라잉 카의 제작이 쉬운 것은 아니다. 팔 – 브이사가 플라잉 카를 제작하면서 겪었던 기술적인 문제점 중 하나는 무게중심이었다. 자동차의 무게중심은 본체의 낮은 곳에 집중되어 있고, 비행기의 무게중심은 높은 곳에 집중되어 있기 때문에 달릴 때 기울어지는 현상이 발생했다. 그래서 바퀴 부분에 부착할 가변형 Carving system을 개발했다. 이 시스템은 주행과 비행할 때 무게중심이 변환이 가능한 기술이다. 그리고 운전을 할 때는 한 엔진만 사용하고 비행할 때는 엔진 두 개를 함께 사용하여 안전성을 확보했다. 만약, 하나의 엔진이 고장이 나면 다른 엔진을 사용하기 위해서이다. 더 나아가서 플라잉 카를 위한 변속장치를 만들었는데, 주행 시 일반적인 변속장치처럼 플라잉 카의 두 바퀴에 동력을 전달하고 비행을 할 때에는 엔진의 프로펠러가 변속장치를 걸쳐 움직이게 된다.
플라잉 카의 상용화를 앞두고 있는 만큼 기술적, 사회문화적 문제를 꼼꼼하게 짚어보아야 한다. 플라잉 카는 아직 국제적 표준과 관련 법규가 없어 제작하는 데 어려움을 겪고 있다. 항공기 사고는 인명피해와 재산피해가 있기 때문에 무엇보다 안전성이 중요하다. 항공기가 떨어지는 사고가 어디서, 언제 발생할지 모르기 때문에 안전한 항공기를 만들 수 있는 인증 절차가 있어야 한다. 즉, 설계도와 부품부터 깐깐한 국제적 표준이 필요하다. 사용자의 입장에서도 제도적 기준을 마련해야 플라잉 카에 대한 신뢰가 생길 수 있다. 그리고 부품이 망가지는 상황을 대처할 수 있는 방안도 생각해야 한다. 이런 규제와 기준이 없는 상황에서, 안전한 플라잉 카를 제작하기 위해, 가상 시뮬레이션을 도입하고 있는데, 운전 연습 시 필요한 요소라고 생각이 된다. 시뮬레이션에서는, 플라잉 카의 이륙과 착륙, 비행을 하고 있을 당시 상황, 그리고 주행을 할 때 실제로 일어날 일을 확인하고 예측할 수 있기 때문이다.
플라잉 카를 상용화 시키기에는 아직 갈 길이 멀다. 하지만 우리나라에서도 처음으로 드론 택시가 여의도 공원에서 시험비행을 하였고, 기업들도 플라잉 카 출시를 선언하고 있다. 플라잉 카의 이착륙 시 소음도 또 다른 문제이기 때문에 이를 위한 기술발전이 있어야 하고, 친환경적인 모터와 전지를 사용하기 위해서는 고성능의 전지도 개발해야 할 것이다. 또한, 플라잉 카를 상용화 시키려면, 새로운 교통 시스템과 플라잉 카 운전면허 등, 많은 것들이 준비되어야 한다.
