가격 경쟁력과 인증 대응력 확보 추진 도심항공교통(UAM)과 미래항공모빌리티(AAM) 시장에서 핵심 기술로 꼽히는 틸트로터 항공기의 국산 원천기술 실증이 본격화된다.
지능형 로봇 전문기업 리시브파워는 세계 최초 비동기 틸트로터(Asynchronous Tiltrotor) 기술을 적용한 25kg급 실증기체 제작에 착수했다고 밝혔다.
관련 원천기술에 대한 특허 등록을 완료한 데 이어 실제 비행을 통한 기술 검증 단계에 들어간 것이다.
회사는 이번 실증기체를 통해 기존 틸트로터 방식의 기술적 난제를 해결하는 새로운 비행 제어 방식을 검증하고, 향후 상용 UAM 기체 개발의 기반을 마련한다는 계획이다.
틸트로터는 수직이착륙기와 고정익 항공기의 장점을 결합한 형태로, 이륙 시에는 로터를 위로 향해 헬리콥터처럼 비행하고 순항 단계에서는 로터를 앞으로 기울여 비행기처럼 고속 비행하는 방식이다.
틸트로터기는 전환비행 과정에서 다수의 추진기관 각도와 추력을 실시간으로 연속 계산해야 해 제어 시스템이 복잡하고 항공 소프트웨어 인증 난이도가 높다는 점이 상용화의 주요 과제로 지적돼 왔다.
리시브파워가 개발한 비동기 틸트로터는 이러한 방식과 달리 사전에 검증된 비행모드를 기반으로 전환비행을 수행하는 구조를 적용했다.
동일한 조건에서는 동일한 결과를 반복하는 '결정론적 비행(Deterministic Flight)'을 구현함으로써 전환비행의 예측 가능성을 높이고 인증 과정에서 요구되는 반복 검증 체계를 강화할 수 있도록 설계됐다.
업계에서는 현재 분산추진 틸트로터 기술을 실질적으로 구현한 기업으로 미국 UAM 선도기업 조비(Joby) 등이 거론된다. Joby는 모든 틸트나셀을 동시에 작동하는 방식이며 비동기틸트로터 기술은 세계 최초로 틸트나셀을 개별적으로, 또는 그룹으로 작동하는 방식이다.
또한 이 기술은, 자코비안, 펜로즈 편미분 방정식 등 인증에 까다로운 연산방식을 배제하였다. 비동기틸트로터기의 모든 비행방법은 연속연산의 틸트로터와 달리 기존의 항공이론에 따른다. 이를 통해 새로운 비행방법의 검증이 필요하지 않아 비행 결과를 예측하고 반복 검증할 수 있어 항공 인증 절차뿐 아니라 인증에 필요한 기간까지 예측 가능성을 높일 수 있다는 설명이다.
회사는 해당 기술을 '소프트웨어 정의 비행체(SDA·Software Defined Aircraft)'라는 새로운 개념으로 정의했다. SDA는 소프트웨어의 정의에 따라 멀티콥터, 자이로콥터, 비행기의 플랩 고양력모드로 비행체의 장르가 변화하는 독특한 형식이다.
SDA는 리시브파워 김권영 대표가 창안한 독자적인 비행체 개념이다.
비동기틸트로터기체 구조 역시 생산성과 유지관리 효율에 장점이 있다. 기존 항공기에서 날개 내부에 장착되는 25-65종의 부품이 삭제되고 틸트관련 5종의 부품이 추가되므로, 비숙련자도 조립할수 있으며 감항유지활동에 날개를 분해할 필요가 없어 인건비가 절감된다.
회사는 이를 통해 제작비와 감항유지관리 비용을 절감하고 비행산업의 혁신을 도모한다는 전략이다. 리시브파워는 향후 5인승 UAM 기체를 기존 기술 대비 약 10분의 1 수준의 가격의 설계 스펙을 확정하였고 이를 2027년 내로 상용화 하는 것을 목표로 하고 있다.
다만 이 기술은 높은 안전성과 구현시간에 대한 반대급부로 시속 240km 이상의 고속 비행에 대하여서는 한계점을 가지고 있다. 이에 따라 기존 비행기와는 다른 세그먼트를 공략하고 있다. 장점은 장거리 운항 효율과 전환비행 안정성으로, 경제성을 우선하는 플랫폼으로 개발되고 있다.
관련 원천기술은 특허 제10-2958288호 '독립제어틸팅추력기관을 가지는 다중 추진기관 비행체 제어장치'로 등록을 완료했다.
리시브파워는 오는 2026년 10월까지 실증기체 시험비행을 완료하고, 2027년 상용기 인증 획득을 목표로 개발을 이어갈 계획이다.
김권영 리시브파워 대표는 "세계 최초 비동기 틸트로터는 UAM의 안전성과 인증, 가격 경쟁력을 동시에 혁신할 수 있는 대한민국의 원천기술"이라고 말했다.
한편 리시브파워는 2019년부터 UAM과 AAM 분야를 연구·개발해 온 지능형 로봇 전문기업으로, 미래 항공모빌리티 핵심 원천기술 확보를 위한 연구개발을 지속하고 있다.
