꽉 막힌 출퇴근 길을 다닐 때마다, 이동하는 시간이 많은 휴가철마다 하늘을 나는 자동차를 상상해본 경험이 한 번쯤은 있으실 텐데요. 공상과학 영화나 만화에서나 보던 하늘을 나는 자동차가 아주 먼 미래의 이야기만은 아닐지도 모릅니다. 실제로 국내 연구진이 도시 항공교통의 상용화를 위한 필수 단계인 100% 자기강화복합재료 개발에 성공했다는 소식이 있습니다. 그렇다면 자기강화복합재료는 무엇일까요?
자기강화복합재료란?
도심항공교통을 현실화하기 위해서는 연료 효율성은 높이면서 탄소 배출은 줄이고 재활용도 가능한 소재를 개발하는 것이 필수과제입니다. 이 모든 것이 가능한 소재가 바로 하나의 고분자로 이루어진 초경량 구조용 복합재료인 자기강화복합재료입니다. 자기강화복합재료는 경량성이 뛰어나고 재활용이 가능하다는 측면에서 차세대 복합재료로 주목받고 있습니다. 그러나 기존 자기강화복합재료는 제조공정에서 유동성과 함침성을 향상하기 위해 화학적으로 다른 성분을 혼합하여 사용했습니다. 그 때문에 재활용이 어렵고 기존 목적에도 부합하지 않아 도심항공교통 개발을 주춤하게 했습니다.
하지만 최근 자기강화복합재료의 장점을 그대로 유지하면서도 한 단계 더 높은 수준의 성능을 선보일 방법을 찾았습니다. 바로 폴리프로필렌 고분자 한 종류만을 사용한 100% 자기강화복합재료 개발에 성공한 것입니다. 개발된 자기강화복합재료는 4축 압출 공정을 통해 폴리프로필렌 매트릭스의 사슬 구조를 조절하여 유동성 및 함침성, 용융점을 제어하는 것이 가능해졌습니다. 또한, 기존 연구 결과 대비 접착강도 333%, 인장강도 228%, 충격 저항성 2,700% 이상 향상된 최고 수준을 달성했습니다. 이렇게 개발된 자기강화복합재료를 소형 드론의 프레임에 활용한 결과 기존 대비 52%가 가볍고 비행시간은 27% 증가했습니다. 이러한 연구 결과로 새롭게 개발된 자기강화복합재료를 차세대 모빌리티에 적용할 가능성을 확인할 수 있었습니다.
연구가 계속해서 성공적으로 이어질 경우, 에어택시를 이용해 포화상태인 지상 대중교통을 대체하여 교통체증을 해결할 수 있습니다. 그뿐만 아니라 자동차로 1시간이 소요되는 거리를 도심형항공모빌리티를 통해 20분 만에 목적지에 도착할 수 있게 되어 이동 효율성을 극대화할 예정입니다. 이에 따라 사회적, 경제적 측면에서도 엄청난 부가가치 창출이 가능해진다고 하니 다방면으로 이점이 생길 것으로 보입니다.
현재 우리나라에서는 2028년 전국 상용화를 목표로 적극적인 개발을 추진 중인데요. 관계자에 따르면 초기에는 기장이 탑승하여 조종하다가 후에는 원격 조종을 도입, 최종 목표로는 자율 비행 시스템을 적용하는 것이라고 합니다.
도심형항공모빌리티를 만날 수 있는 날이 얼마 남지 않은 듯하지만, 아직 보완해야 할 부분이 남았습니다.
1. 높은 안전성
항공을 누비는 이동 수단인 만큼 이용하는 사람도, 지상에 있는 사람도 모두 안전할 방법을 모색해야 합니다.
2. 저소음
에어택시와 같은 도심항공교통수단이 늘어날수록 소음 문제에 특히 신경 써야 합니다.
3. 수직 이착륙이 가능한 최소한의 공간 확보
이착륙을 위해서 정거장을 새롭게 만들어 편의성을 높여야 합니다.
도심형항공모빌리티가 세계적으로 골치를 앓고 있는 교통체증 문제에 대한 훌륭한 대안으로 주목받고 있는 만큼 100% 자기강화복합재료의 개발이 전 세계의 관심을 끌고 있습니다. 성공적인 개발로 도심형항공모빌리티가 자율 비행 시스템까지 적용된다면, 남편을 회사에 태워다준 후 다시 집으로 돌아와서 자녀들의 등교를 도와주는 복귀 시스템도 가능해질 것 같은데요. 이렇게 된다면 운전을 못 하는 사람들도 이동이 편해지고, 이동 시간이 줄어든 만큼 사람들의 삶이 조금 더 여유로워질 것 같아 미래가 기대됩니다. 마침내 열릴 하늘길, 휴비스와 함께 응원해주세요!
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