판버러 에어쇼 ‘스카이쿼드’ 눈길
상상 속의 신세계가 눈앞에 성큼

얼마 전 세계 3대 항공전시회라 불리는 판버러 에어쇼가 영국에서 열렸다. 이 에어쇼에서 첨단항공기 못지않게 주목받은 것이 ‘스카이쿼드’라는 하늘을 나는 자동차였다. 자동차 뒷부분에 부착된 탄소섬유로 만들어진 프로펠러와 패러글라이더를 이용해 비행한다. 무게가 420㎏으로 웬만한 경차보다 가볍다. 지상에서는 최대 시속 185㎞를 내며, 공중에서 비행모드로 전환되면 프로펠러를 이용해 시속 88㎞의 속도를 낼 수 있다. 영국에서 말리까지 6000㎞ 시험비행도 완료했다.

명절이나 휴가 등 교통체증이 심한 고속도로에서 수 시간씩 차가 제대로 움직이지 못하는 상황을 누구나 경험했을 것이다. 이런 경우 ‘자동차가 정지된 자리에서 바로 수직이륙해 하늘을 날 수 있다면 얼마나 좋을까’ 하는 상상을 해봤을 것이다.

장영근 한국항공대 교수· 항공우주기계공학

개인용 항공기로 개발되고 있는 비행기는 고정익·회전익 헬기, 그리고 자이로 항공기 등이 있다. 자이로 항공기는 일반 자동차와 같은 가솔린 엔진을 사용하며 하늘을 나는 스포츠카에 비유된다. 1923년 스페인의 후안 데 라 시에르바는 회전날개를 달아 낮은 속도에서도 실속이 없는 자이로 항공기를 세계 최초로 개발했다.

고정익 항공기의 경우 이륙을 하려면 양력을 얻기 위해 활주로가 필요하다. 하지만 자이로 항공기의 경우 회전익을 통해 저속에서도 양력을 얻을 수 있다. 무동력 회전익이기 때문에 자동으로 프로펠러 회전이 가능하다. 풍차처럼 공기의 흐름을 이용해 회전하기 때문에 긴 활주로도 불필요하다. 엔진 동력을 잃어도 자동회전비행으로 착륙할 수 있다. 엔진 회전으로 추진력을 얻는 헬기와는 다르다. 헬기는 수직이착륙이 가능하기 때문에 전혀 활주로가 필요 없다.

1940년대 들어 활주로가 필요 없는 다양한 개인용 항공기가 개발됐다. 헬기는 일반 항공기만큼 소음이 크다. 반면 자이로 항공기는 소음이 적고 비용이 적게 들며 조종이 쉽다. 자이로 항공기는 자가용처럼 타고 다닐 수 있는 조립식 자가비행장치가 됐다. 다만 날씨에 영향을 받고 10~90m 정도의 이착륙 공간이 요구되는 단점이 존재한다.

초기의 자이로 항공기는 도로주행이 불가능했다. 하지만 도로주행이 가능한 자이로 항공기인 PAL-V가 네덜란드에서 개발됐다. 이 하늘을 나는 자동차는 개발하는 데 6년이 소요됐다. 접이식 꼬리와 회전날개를 가져 도로를 달릴 때는 삼륜차로 달리며 좁은 공간에 주차도 가능하다. 유럽시장은 자이로 항공기 개발의 선두주자이다. 스페인의 에어로트랙사에서 개발한 자이로 항공기인 ELA G8 모델은 이미 판매되고 있다. 이는 기존 자이로 항공기의 고급형으로 비행훈련 및 관광산업에 주로 활용되고 있다. 오스트리아의 에로우콥터사에서도 다른 자이로 항공기와 차별된 고급형의 AC20을 개발했다.

미국의 AAI사는 자이로 항공기 기술을 이용해 장갑차에 회전익을 장착해 고도 3㎞에서 비행하는 기술을 개발 중에 있다. 이 비행이 가능한 장갑차는 4명이 탑승할 수 있고, 비상상황에서는 버튼 하나로 60초 이내에 비행모드로 전환이 가능하다. 공중 비행속도는 약 240㎞/h, 지상 주행속도는 105㎞/h이다. 적의 기습공격을 당할 경우 탈출하거나 핵심지역에 병력을 침투시킬 때 매우 유용할 것으로 보인다.

현재 실전 배치돼 있는 헬기는 기동성 및 방향전환이 자이로 항공기보다 뛰어나다. 하지만 자이로 항공기 기술을 접목시켜 실제 전장에서 활용될 수 있도록 기존 헬기의 단점을 보완한 빠른 속도성능을 확보했다. 초창기 군용으로 사용되다가 헬기에 밀렸던 자이로 항공기 기술이 다시 주목받고 있는 것이다. 현재까지는 주로 비행기에 도로 주행능력을 강화하는 수준이었지만 이제는 날 수 있는 물체가 주행도 가능하다. 최근 미 연방항공국(FAA)이 수직이착륙이 가능한 테라푸지어사의 TF- X의 시험비행 및 시험주행을 허가했다. 이 하늘을 나는 자동차는 수직이착륙이 가능해 활주로도 필요 없다. 상상 속에만 존재했던 하늘을 나는 자동차가 점차 현실화되고 있다.

장영근  한국항공대 교수· 항공우주기계공학