하늘 아래 새로운 경제가 온다! 뱅크 오브 아메리카가 분석한 '저고도 경제'와 날으는 택시 eVTOL 완전정복 🚁💨

여러분, 혹시 '저고도 경제(Low-Altitude Economy, LAE)'라는 말을 들어보셨나요? SF 영화에서나 보던 하늘을 나는 자동차, 즉 '전기 수직 이착륙 항공기(eVTOL)'가 현실로 다가오면서 우리 삶과 경제에 엄청난 변화를 예고하고 있습니다. 

🧐 그래서, '저고도 경제'가 뭔가요?

'저고도 경제'란 말 그대로 지상으로부터 3,280피트(약 1,000미터) 미만의 공역에서 이루어지는 다양한 경제 활동, 사업, 서비스를 포괄하는 새로운 경제 분야를 의미합니다. 특히 전기 수직 이착륙 항공기(eVTOL)의 부상으로 이 시장이 빠르게 성장하고 있는데요. 미국 연방항공청(FAA)은 이미 저고도 경제에서의 광범위한 첨단 항공 모빌리티 운영을 수용하기 위한 다양한 정책을 발표하며 발 빠르게 움직이고 있습니다.

 

🚀 LAE의 슈퍼스타, eVTOL 전격 해부!

저고도 경제 성장의 핵심 동력은 단연 eVTOL(Electric Vertical Take-Off and Landing)입니다. 이름에서 알 수 있듯이 전기로 구동되며 수직으로 이착륙할 수 있는 새로운 형태의 항공기죠. 헬리콥터와 고정익 항공기의 장점을 결합한 형태로 주목받고 있습니다.

 

🚁 eVTOL vs. 헬리콥터 vs. 드론: 뭐가 다를까?

eVTOL은 여러 면에서 기존 항공기와 차별화됩니다.

• 헬리콥터보다 우수: 뱅크 오브 아메리카 글로벌 리서치에 따르면, eVTOL은 여러 개의 작은 전기 로터를 사용하는 분산 전력 시스템 덕분에 헬리콥터보다 안전성이 높고, 환경친화적이며, 소음이 적고, 판매 가격도 저렴합니다.
   
   
• 드론의 한계 극복: 드론은 탑재량에 한계가 있어 무거운 화물이나 승객 수송에는 부적합하지만 , eVTOL은 이러한 한계를 뛰어넘어 승객이나 화물을 싣고 저렴한 비용으로 복잡한 기동을 수행하는 데 더 적합합니다.
   
   
• 중간적 특성: eVTOL의 비행 고도, 주행 거리, 탑재량, 속도는 헬리콥터와 드론의 중간 정도에 해당합니다.

🎨 eVTOL의 다양한 얼굴들: 구조와 분류

eVTOL은 일반적으로 여러 개의 로터 또는 프로펠러를 사용하며, 수직 비행 후 수평 비행으로 전환할 수 있도록 틸트 로터, 틸트 덕티드 팬, 틸트 윙 기술 등 다양한 구성을 활용합니다. 설계, 동력원, 운용 방식에 따라 여러 유형으로 분류될 수 있죠

뱅크 오브 아메리카 글로벌 리서치에 따르면 eVTOL은 다음과 같이 분류할 수 있습니다:

• 전체 구조: 단일 로터, 다중 로터(멀티콥터), 하이브리드(리프트+크루즈), 벡터 쓰러스트(틸트 로터/덕트/윙)
   
• 설계 탑재량: 경량(100kg), 중형(300-500kg), 중량(1000kg 이상)
   
• 운용 모드: 자율 운항, 조종사 탑승
   
• 수송 유형: 화물, 승객, 승객 및 화물
   
• 동력: 순수 전기, 하이브리드 (리튬 배터리 + 수소, 리튬 배터리 + 항공 연료)
   

이론적으로 eVTOL이 운반할 수 있는 탑재량이 무거울수록 더 많은 동력이 필요하며, 따라서 더 정교한 설계가 요구됩니다. 2025년 3월 기준, 수직비행학회(VFS) 디렉토리에는 전 세계적으로 1,100개 이상의 eVTOL 모델이 있으며, 벡터 쓰러스트와 멀티콥터가 가장 인기 있는 구조 설계로 나타났습니다.

🔩 eVTOL, 속속들이 파헤치기: 핵심 시스템 분석

eVTOL은 크게 동력, 항공전자, 구조, 에너지 및 열 관리, 그리고 조립 부품(객실, 안전 장치 등)의 5가지 주요 시스템으로 구성됩니다. 이 중 동력, 에너지, 항공전자 시스템이 자재 명세서(BoM) 비용의 70% 이상을 차지한다고 하네요.

A. 파워 시스템 (Power System): 심장과 같은 존재! ❤️

eVTOL의 파워 시스템은 전기 모터/드라이브, 충전 시스템 및 인터페이스, 전자 속도 컨트롤러(ESC), 프로펠러 또는 로터, 냉각 시스템, 동력 전달 부품으로 이루어집니다. 이 중에서도 전기 모터와 배터리 시스템이 가장 큰 비용을 차지합니다.

• 전기 모터/드라이브: 수직 이착륙 및 수평 비행을 위해 로터나 프로펠러를 구동하는 핵심 동력원입니다. 일반적으로 각 전기 모터는 하나의 로터에 해당하여 일부 모터가 고장 나도 안정적인 비행을 가능하게 합니다. 고효율 및 고출력 밀도 때문에 영구 자석 동기 모터가 선호됩니다.
   
• 충전 시스템 및 인터페이스: 도시 항공 교통의 높은 사용 빈도를 충족시키기 위해 효율적인 고속 충전 또는 무선 충전 기술과 안전한 충전 솔루션이 필수적입니다.
   
• ESC (전자 속도 컨트롤러): 전기 모터의 회전 속도와 출력 전력을 제어합니다. 파워 시스템의 안정성과 신뢰성을 보장하기 위해 전기 모터의 작동 상태를 정밀하게 조정할 수 있습니다.
   
• 프로펠러 & 로터: 양력과 추력을 직접 생성하는 부품입니다. 프로펠러나 로터의 블레이드 재질은 탄소 섬유 복합재와 같은 고강도 경량 소재를 사용합니다.
   
• 냉각 시스템: 모든 부품, 특히 전기 모터와 배터리가 과열로 인해 오작동하지 않도록 보장합니다. 액체 냉각이 일반적인 냉각 방식입니다.
   
• 동력 전달 부품: 구동축, 커플링 등을 포함하며, 전기 모터의 동력을 프로펠러나 로터로 전달하여 효율적인 동력 전달을 보장합니다. 높은 신뢰성과 우수한 피로 저항성을 가져야 합니다.
   

B. 항공전자 시스템 (Avionics System): 똑똑한 두뇌! 🧠

항공전자 시스템은 eVTOL 내 모든 전자 시스템의 총합으로, 정보 처리, 통신, 항법, 항공기 제어를 총괄합니다 . eVTOL 비행에 필요한 다양한 정보 지원을 제공하고 외부와의 정보 교환을 실현합니다. 뱅크 오브 아메리카 글로벌 리서치에 따르면, 항공전자 시스템은 eVTOL 자재 명세서 비용의 20%를 차지합니다.

eVTOL의 항공전자 시스템은 다음을 포함합니다:

1. 제어 시스템: eVTOL의 '뇌'에 해당하는 비행 제어 시스템과 엔진 제어 시스템.
2. 통신 시스템: VHF(초단파) 라디오, 위성 통신 장비, 데이터 링크 시스템 등.
3. 항법 시스템: 글로벌 항법 위성 시스템(GNSS) 및 통합 항법 시스템(INS) 등.
4. 계기 표시 시스템: 고도 지시기, 고도계, 항공 속도 지시기 등.
5. 감시 시스템: 충돌 방지 경고 시스템, 카메라 인식 시스템 등.
6. 전원 관리 시스템: 배터리 및 기타 전원의 모니터링 및 관리 담당.

모든 시스템이나 모듈은 전체 비행 관리 및 일정을 담당하는 비행 관리 시스템(FMS)에 연결됩니다.

✈️ eVTOL vs. 민항기 항공전자: 뭐가 다를까? 뱅크 오브 아메리카 글로벌 리서치에 따르면, eVTOL과 기존 민항기의 항공전자 시스템은 유사점도 있지만 차이점이 더 두드러집니다.

• eVTOL: 도시 내 단거리 임무 수행, 저고도 비행 시 정밀 제어, 장애물 회피, 도시 교통 관리 시스템과의 상호 작용에 중점. 플라이 바이 와이어(FbW) 또는 더 발전된 분산 시스템 채택으로 수직 이착륙 및 유연한 비행을 위한 다중 로터 또는 틸팅 메커니즘의 신속한 응답과 정밀 제어 가능. 전통적인 위성 항법 시스템 외에도 도시 환경에서의 정밀 항법 및 장애물 회피를 위해 고정밀 실내 위치 기술 및 저고도 장애물 회피 센서에 의존. 비행 허가, 교통 정보 등을 얻기 위해 도시 항공 교통 관리 시스템과 빈번하고 실시간으로 통신하며, 지상국이나 다른 항공기와 단거리 통신 필요. 복잡한 저고도 환경에서 조종사의 신속한 의사 결정을 지원하기 위해 비행 자세, 배터리 전력, 장애물 회피 정보 등 주요 매개변수를 주로 보여주는 단순하고 직관적인 디스플레이 강조.
   
• 민항기: 장거리, 고고도 임무 수행, 정밀 항법, 지상 항공 교통 관제 시스템과의 효율적인 통신, 복잡한 기상 조건 대처에 중점. 유압-기계식 또는 FbW 시스템 채택. 제어 로직은 주로 고정익 항공기의 비행 자세 및 동력 제어를 목표로 하며, 제어 방식이 eVTOL과 상당히 다름. 항법을 위해 글로벌 위성 항법 시스템, INS, 지상 기반 항법 시설에 의존. 고고도 비행 중에는 항법 정확도 요구 사항이 비교적 낮지만 신뢰성과 이중화 요구 사항은 매우 높음. 광대한 공역에서 비행 안전 및 조정을 보장하기 위해 고주파 및 초고주파 통신 시스템을 통해 지상 항공 교통 관제 부서와 장거리 통신. 조종석에는 비행 계기, 항법 지도, 엔진 매개변수 등 풍부한 비행 정보를 보여주는 여러 개의 대형 스크린 디스플레이가 장착되어 장거리 비행 중 조종사의 종합적인 비행 관리 및 모니터링 지원.
   

C. 기체 구조 시스템 (Airframe Structure System): 튼튼한 뼈대! 💪

eVTOL의 구조 시스템은 동체, 날개, 로터 및 추진 시스템 마운트, 착륙 장치 시스템을 포함합니다.

 

• 동체: 항공기의 주 구조물로, 일반적으로 복합재 및 탄소 섬유 강화 복합재(CFRP)와 같은 경량 고강도 소재로 제작됩니다.
• 날개: 양력을 효과적으로 증가시키고 모터의 작업 부하를 줄이며 비행 효율을 향상시키는 데 사용됩니다. CFRP가 주재료이며, 보호 필름으로 유리 섬유 강화 소재도 사용됩니다.
• 로터 및 추진 시스템 브래킷: 로터는 eVTOL이 수직 이착륙을 달성하는 핵심 부품으로, 고속 회전으로 인한 엄청난 응력을 견디기 위해 일반적으로 탄소 섬유 복합재 로터 블레이드를 사용합니다. 추진 시스템 브래킷은 로터, 모터 및 기타 장비를 설치하는 데 사용되며 , 일반적으로 eVTOL의 구조적 안정성과 공기역학적 성능을 높이고 공기 저항을 줄이기 위해 유선형으로 설계됩니다.
• 착륙 장치 시스템: 수직 이착륙 및 지상 운용을 담당합니다. 착륙 장치의 주 구조 부품을 생산하는 데는 일반적으로 고강도 알루미늄 합금 또는 티타늄 합금이 사용됩니다.
   

D. 에너지 및 열 관리 시스템 (Energy and Thermal Management System): 강력한 에너지원! 🔋

eVTOL 배터리는 전기 자동차(EV)나 산업용 배터리에 비해 에너지 밀도, 출력 밀도, 충전 속도, 안전성에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 이착륙 시 순간적으로 큰 전류가 방출되기 때문에 고속 충방전도 필수적이죠. 미래에는 에너지 밀도가 더 높고 안전성이 뛰어난(불연성이며 누출 가능성이 적어 리튬 배터리보다 화재나 과열 위험이 낮음) 전고체 배터리가 eVTOL 항공기의 주력 배터리가 될 것으로 예상됩니다.

⚡️ eVTOL 배터리 vs. EV 배터리, 무엇이 다를까?

• 에너지 밀도: eVTOL은 이착륙 시 많은 에너지를 소비하고 순간적으로 큰 전류를 방출합니다. 항공기 총 질량의 3분의 1을 넘지 않아야 하는 배터리 질량 제한 때문에 , 에너지 밀도가 클수록 배터리가 가벼워져 순항 시간이 길어지고 승객 공간도 넓어집니다. 반면 EV는 가속이나 등판과 같은 정상 주행 조건에서 순간적인 고출력 요구 사항이 비교적 낮습니다.
   
• 출력 밀도: eVTOL은 수직 이착륙에 많은 동력이 필요하므로, 수직 이륙에 필요한 동력은 일반적으로 지상 주행 차량보다 10~15배 더 많습니다.
   
• 충전 속도: 높은 출력 밀도 요구 사항 때문에 eVTOL은 고속 충전 능력(예: 15분 안에 배터리의 80% 충전)을 갖춰야 합니다.
   
• 안전 기준: eVTOL 비행 중에는 배터리 고장이 허용되지 않으므로 열 관리 시스템 및 극한 환경 조건에서의 작동에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. EV의 경우 사고로 인한 잠재적 피해가 eVTOL에 비해 낮습니다.
   
• 사이클 수명: eVTOL 배터리는 사용 빈도는 낮지만 비행당 소비량이 많습니다. 또한 배터리 교체가 비용이 많이 들고 복잡하므로 사이클 수명이 1,000회 이상이어야 합니다. EV는 매일 더 오래 이동하므로 빈번한 사이클 충방전이 더 편리하며 , 최대 10,000회의 사이클 수명이 필요합니다.
   
• 모양과 크기: eVTOL 배터리는 항공기 내부 공간이 협소하고 공기역학적 특성 때문에 불규칙한 모양이 요구되는 경우가 많지만, EV 배터리 모듈은 일반적으로 차량 바닥이나 트렁크와 같이 공간이 더 넓은 곳에 설치됩니다.
   

E. 조립 부품 (Assembly Parts): 승객의 안전과 편안함! 🛋️

• 객실 및 안전 시스템 제어 및 운용 인터페이스: 조종석 레이아웃은 항공 등급 표준을 충족해야 하며 비상등, 수하물 보관 공간, 공기 여과 및 정화 시스템을 갖춰야 합니다.
   
• 안전 장비 및 비상 시스템: 비상구 및 탈출로, 전체 낙하산, 결함 감지 및 조기 경보 시스템을 포함합니다.
   

🎯 eVTOL, 어디에 쓰일까? 6대 활용 분야와 미래 전망

뱅크 오브 아메리카 글로벌 리서치에 따르면 eVTOL의 주요 최종 활용 분야는 공공 보안, 물류 유통, 의료 및 소방, 관광, 도시 통근, 그리고 도시 간/시내 교통 등 6가지입니다.

🗺️ eVTOL 산업 발전 3단계 로드맵 (BofA 글로벌 리서치)

1. 1단계 (2025-2030년): 기반 구축 및 초기 시장 형성
   • 글로벌 eVTOL 제조업체들은 점진적으로 eVTOL 생산 인증 및 운영자 인증을 획득할 것입니다.
      
   • 정부는 공공 서비스 및 관광 명소에서 eVTOL을 조달하여 제한된 시나리오에서 안전성과 안정성을 테스트할 것입니다.
      
   • 이 기간 동안 전 세계 민간 eVTOL 도입은 연평균 62% 성장할 것으로 예상됩니다.
2. 2단계 (2030-2035년): 공공 부문 주도 성장 및 민간 수요 확대
   • 정부 및 공공 서비스 운영자가 여전히 eVTOL의 주요 구매자일 가능성이 높지만, 승객 및 화물 운송 수요가 증가할 것입니다.
      
   • eVTOL은 다른 교통수단(차량, 기차, 항공기 등)과 차별화된 경험을 제공하지만, 높은 생산 및 운영 비용으로 인해 판매 규모는 아직 미미할 것입니다.
      
3. 3단계 (2035년 이후): 비용 절감 및 시장 경쟁력 강화
   • 규모의 경제와 배터리 및 전기 모터 기술 발전에 따라 eVTOL의 생산 비용과 운영 비용이 크게 절감될 것으로 예상됩니다.
      
   • 이에 따라 eVTOL 시장의 경쟁력이 크게 향상되고, 승객 및 화물 운송용 eVTOL이 운송 산업에서 더 중요한 역할을 할 것으로 보입니다.
      

📈 시장 성장 전망: 숫자가 보여주는 미래

• 전 세계 민간 eVTOL 운용 대수(UIO): 뱅크 오브 아메리카 글로벌 리서치에 따르면 2035년까지 7만 7천 대, 2045년까지 25만 대에 이를 것으로 전망됩니다.
   
• 글로벌 도심 항공 모빌리티(UAM) 시장 규모: UAM은 유인 또는 무인 항공기를 사용하여 도시 및 교외 지역의 저고도에서 승객이나 화물을 운송하는 새로운 유형의 항공 교통 네트워크를 의미합니다. 뱅크 오브 아메리카 글로벌 리서치는 이 시장이 2025년 30억 달러에서 시작하여 2030년 230억 달러, 2035년 610억 달러, 2045년에는 2,100억 달러까지 성장할 것으로 예측하며, 2025-2035년 연평균 성장률(CAGR)은 85%, 2035-2045년 CAGR은 28%에 달할 것으로 보고 있습니다.
   
   

🤔 그래서, 이 '날으는 택시'의 미래는?

eVTOL은 기존 민항기와 차량, 지하철, 기차, 고속철도(HSR)와 같은 지상 교통수단을 보완하고 헬리콥터와는 경쟁 관계에 놓일 것으로 보입니다

뱅크 오브 아메리카 글로벌 리서치의 분석에 따르면:

• 일반적으로 민항기는 800km 이상의 대부분 여행을 담당하고, HSR은 400-1,000km, 차량은 5-200km를 담당합니다.
• 150-400km 이동 시: 헬리콥터/eVTOL이 차량, HSR, 민항기에 비해 이동 시간이 가장 적게 걸립니다. 이 구간에서 eVTOL은 헬리콥터와 이동 시간은 비슷하지만 더 안전하고, 환경친화적이며, 소음이 적고, 생산 및 운영 비용이 저렴합니다.
• 50-150km 이동 시: eVTOL은 차량, 철도, 지하철보다 이동 시간이 약간 더 걸리고 요금도 비싸지만, 더 나은 프라이버시와 프리미엄 경험을 제공합니다. 이 거리 범위에서 eVTOL은 주로 승용차(PV), 지하철/HSR, 버스의 보조 수단 역할을 할 것으로 예상됩니다.
   

✨ 결론: 하늘을 나는 꿈, 경제를 바꾸다!

저고도 경제와 그 중심에 있는 eVTOL은 단순한 이동 수단을 넘어 우리의 삶과 산업 전반에 혁명적인 변화를 가져올 잠재력을 지니고 있습니다. 아직 넘어야 할 기술적, 제도적 과제들이 남아있지만, 뱅크 오브 아메리카의 전망처럼 미래는 이미 우리 곁으로 성큼 다가오고 있는지도 모릅니다. 하늘을 나는 자동차가 일상이 될 그날을 기대해 봅니다!