요약:
지난 며칠 동안 COMAC CE-25A 전기 시연기로 추정되는 여러 장의 사진이 인터넷에 유포되면서 순수 전기 여객기가 다시 대중의 관심을 끌었습니다.
캡션: 최근 유통되고 있는 COMAC CE-25A 검증기 사진입니다. 사진 속 항공기의 실제 시험비행 상태는 아직 공식적으로 공개되지 않았다.
이 질문에는 놀라운 답변이 있습니다. 순수 전기 항공기는 이미 비행 중이며 일부는 감항 승인을 받았습니다.
아직 우리에게 정말 먼 일은 수백 명의 승객을 태운 순수 전기 여객기를 타고 일정에 따라 주요 도시를 오가는 일입니다. 이전 장면에서 다음 장면으로 이동하는 것은 비행기를 더 크게 만드는 것을 상상하는 것보다 훨씬 더 복잡합니다.
(여기에서 논의되는 순수 전기 항공기는 탑재된 배터리 에너지 저장 장치와 전기 모터를 사용하여 추진력을 제공하는 항공기, 석유를 연소하여 전기를 생성하는 하이브리드 항공기, 수소 연료 전지를 사용하여 전기를 생성하는 항공기를 의미합니다. 이는 별도로 계산해야 합니다. 일부 전기 추진 기술을 공유할 수 있지만 서로 다른 에너지 저장 문제에 직면합니다.)
전기 비행의 기원은 적어도 프랑스인 Gaston Tissandier로 거슬러 올라갑니다.
1886년에 출판된 『La Navigation Aérienne』에서 그는 개인적으로 다음과 같이 설명했습니다. 1881년 초 전기 보트 실험을 통해 전기 모터를 항공 항해에 사용할 아이디어를 얻었고, 그해 파리 전기 쇼에 전기 비행선 모형을 전시했습니다.
1883년 10월 8일, 그와 그의 형제 앨버트는 전기 비행선을 타고 이륙했습니다. 이것은 관련 당사자들의 저술에 의해 뒷받침되는 초기 아이디어이자 관행이었으며 라이트 형제의 성공적인 비행 이전에 발생했습니다.
캡션: 1883년 10월 8일 파리 오퇴유에서 티상디 형제의 전기 비행선이 출발하는 모습을 묘사한 같은 시기의 목판화.
그러나 비행선은 부력에 의존하여 공중으로 떠오르는데, 이는 날개에 의존하여 양력을 생성하는 항공기와는 매우 다릅니다.
유인 배터리 구동 고정익 항공기의 경우 중요한 출발점은 1973년 10월 21일입니다. 엔지니어 Fred Militky가 Burdichka와 공동으로 개발한 MB-E1은 니켈-카드뮴 배터리를 사용하여 오스트리아에서 첫 비행을 완료하고 약 9분 동안 비행했습니다. 국제항공연맹에 따르면 비행시간은 약 15분 정도였다.
캡션: 1973년 MB-E1 전기 항공기. 니켈-카드뮴 배터리를 사용하며 첫 비행에는 약 9분이 소요됩니다.
그래서 인간은 반세기 전에 배터리로 사람을 태울 수 있다는 것을 입증했습니다. 그 이후로 지금까지 오랜 시간은 주로 비행의 실용성을 높이는 데 집중되어 왔습니다.
유럽은 소형 비행기의 길을 개척하는 데 앞장섰습니다. 2015년에는 Airbus의 순수 전기 시연기 E-Fan이 영국 해협을 횡단했습니다.
캡션: 2015년 7월 10일, 순수 전기 검증 항공기 E-Fan이 영국 해협을 건너 프랑스 칼레에 착륙했습니다.
2020년 6월 슬로베니아 피피스트렐(Pipistrel)의 2인승 벨리스 일렉트로(Velis Electro)가 유럽항공안전청으로부터 형식인증을 받아 주로 비행훈련용으로 사용되고 있다.
캡션: 2인승 순수 전기 항공기 벨리스 일렉트로. 2020년 6월 EASA 형식 인증을 획득한 모델로 주로 비행훈련용으로 사용되는 모델입니다.
제조업체에서 게시한 배터리 수명 표시기는 최대 약 50분이며 시계 비행 규칙에 따라 예비가 필요합니다.
공항 주변의 소형 비행기 훈련의 경우 이는 이미 유용합니다. 하지만 일반 상업용 항공기를 대체하기에는 아직 멀었습니다.
북미는 전기 항공기를 단거리 운송 수단으로 도입하려고 노력하고 있습니다. 캐나다 하버에어(Harbour Air)와 magniX는 DHC-2 '비버(Beaver)' 수상비행기를 전동기로 개조해 2019년 첫 비행을 완료했다. 에비에이션(Eviation)의 앨리스(Alice)는 9인승 통근 시장을 겨냥해 2022년 9월 8분 만에 첫 비행을 완료했다. 한 대는 기존 항공기를 개조해 개조하고, 다른 한 대는 새로운 모델에서 출발한다. 그러나 첫 비행은 기술이 한 단계 더 발전했음을 증명하며, 정규 여객운항의 실현이라고 직접적으로 볼 수는 없다.
일러스트: 2022년 9월 27일 Eviation의 Alice 전기 실증기는 약 8분의 비행 시간으로 미국 모세스 호수에서 첫 비행을 완료했습니다.
더 큰 시도도 나타났습니다.
하트 에어로스페이스는 ES-30 프로젝트의 본격적인 실증기로 2024년 날개 길이 32m의 X1을 전시할 예정이다. 당시 발표된 30석, 순수 전기 주행거리 200km, 하이브리드 주행거리 400km는 ES-30의 대량 생산을 위한 프로그램 지표였으며 X1의 입증된 승객 수용 능력으로 직접 계산할 수는 없습니다.
2026년 8월 Heart Aerospace의 발표에 따르면 X1 실증 항공기는 25,000파운드(약 11.3톤)가 넘는 무게로 이륙했으며 배터리로 27분 동안 비행했습니다.
지난 9월 회사는 36석 ES-36 양산 계획을 발표했다. 목표 순수 전기 주행 거리는 약 200km이다. 장거리 주행거리는 가스터빈 발전을 통해 지원되며 2031년 실전 배치될 예정이다.
캡션: Heart X1 실증기는 2026년 8월 첫 비행 중에 이륙하여 상승합니다. 이것은 기술 검증 기계이며 ES-30 또는 ES-36의 양산 계획 매개 변수를 직접 적용할 수 없습니다.
중단되는 프로젝트도 있습니다.
NASA의 X-57은 원래 분산 전기 추진력을 검증하려고 했지만 프로젝트가 마침내 2024년에 완료되어 첫 비행에 실패했습니다.
일러스트:
2021년 4월 15일, NASA의 순수 전기 실험 항공기 X-57 Maxwell이 캘리포니아 암스트롱 비행 연구 센터에서 고전압 지상 테스트를 거쳤습니다.
NASA는 실험적인 하드웨어 문제, 주요 구성 요소 공급 및 남은 프로젝트 시간 제약이 원인이라고 밝혔습니다. 이는 배터리와 전기 시스템에 대한 연구 결과를 남겼으며, 전기 모터가 회전하고 전체 항공기가 안전한 비행 조건에 도달하기까지는 아직 많은 엔지니어링 작업이 필요하다는 사실을 상기시켜주었습니다.
중국의 진전은 구체적인 모델 측면에서도 볼 필요가 있습니다.
선양 항공우주대학교 Yang Fengtian 팀이 개발한 Ruixiang RX1E는 2013년 첫 비행을 했으며 2015년에 모델 설계 승인과 생산 허가를 받았습니다. 이 항공기는 2인승 전기 경량 스포츠 항공기입니다.
2024년 12월 29일, 4인승 RX4E는 중국 민간 항공국으로부터 형식 인증서를 획득하고 CCAR-23 일반 범주 항공기의 감항성 요구 사항에 따라 인증을 완료했습니다.
AVIC General Aviation도 2024년 초에 2인승 AG60E 전기 시연기의 첫 비행을 완료했습니다.
RX4E는 최대 이륙 중량이 1,260kg, 총 배터리 용량은 70kWh, 최대 공용 배터리 수명은 1.5시간이다.
2025년 9월, 베이징 옌칭에서 첫 번째 RX4E의 현지 조립이 완료되었습니다. 이러한 발전은 소형 전기 항공기가 주로 훈련, 관광 및 기타 시나리오를 위한 제품 제조 및 실제 적용 단계에 도달했음을 의미합니다. 광고된 최대 비행 시간은 충분한 적재량과 예비 마진을 바탕으로 판매할 수 있는 비행 시간으로 직접적으로 이해될 수 없습니다.
캡션: 선양 항공우주대학교에서 개발한 RX4E 4인승 순수 전기 항공기입니다. 해당 모델은 2024년 12월 29일 중국민항국으로부터 형식인증을 받았습니다. (사진출처: 선양항공우주대학교 공식 홈페이지)
COMAC은 또한 더 큰 순수 전기 항공기를 탐색하고 있습니다.
CE-25A는 이미 2023년 CIIE에서 공개되었습니다. 공개 계획은 19석이며 설계 범위는 400~500km, 최대 순항 속도는 시속 약 400km이며 날개에 덕트 팬이 통합된 분산 전기 추진 장치를 갖추고 있습니다.
2025년 '중국공정과학'에 발표된 논문에는 '규모 검증 비행'을 완료했다고 명확히 기록되어 있다.
같은 해 COMAC North Research Center는 CE-25A 프로젝트의 0호기 구조 테스트 분석에 대한 입찰 공고를 발표했습니다. 이 정보를 통해 해당 프로젝트의 존재 여부 및 관련 검증 작업을 확인할 수 있습니다. 최근 사진 속 항공기가 첫 비행을 했는지 여부는 아직 공식적인 공개가 더 필요하다.
19석이라는 규모는 소형 통근교통의 실제 수요에 부합한다는 점에서 주목할 만하다. 그러나 400-500km는 여전히 설계 지표입니다. 얼마나 많은 승객을 태울 수 있는지, 얼마나 많은 예비 전력을 유지할 수 있는지, 배터리를 장기간 사용한 후 얼마나 멀리 비행할 수 있는지 등은 계속해서 검증되어야 합니다.
순수 전기 항공기의 가장 어려운 점은 여전히 무게입니다.
같은 무게의 항공용 등유는 배터리보다 훨씬 더 많은 에너지를 저장합니다. 전기 추진의 더 높은 효율성을 고려하더라도 그 격차는 여전히 명백합니다. 연료가 연소되면 항공기는 점점 더 가벼워집니다. 배터리 전원은 다 소모되었지만 무게는 기본적으로 그대로 유지됩니다.
따라서 더 많은 배터리를 장착하면 전력은 증가할 수 있지만 승객과 수하물을 위한 공간도 차지하게 되며 항공기는 이 무게를 끝까지 지탱해야 합니다.
CATL 등이 발표한 배터리 기술과 항공 검증 진전은 사람들에게 희망을 주지만, 뉴스에 등장하는 에너지 밀도는 배터리 셀만 계산하는 경우가 많다. 항공기에 설치하는 경우 보호, 냉각 및 관리 시스템을 추가해야 합니다. 결국 얼마나 많은 무게를 줄일 수 있는지는 전체 장비 세트에 따라 다릅니다.
비행기는 '목적지에 도착할 정도'에 따라 전력을 배치할 수 없습니다.
날씨가 나빠지면 기다려야 하거나, 교대로 착륙해야 하거나, 접근 후 우회해야 할 수도 있습니다. 배터리를 대부분 소모하더라도 배터리는 여전히 충분한 전력을 공급해야 합니다. 동시에 열폭주를 방지하고 전기 시스템의 신뢰성을 보장해야 합니다. 지구력이 증가한다고 해서 이러한 요구 사항이 완화되는 것은 아닙니다.
기술 수준을 통과한 후에도 항공사는 여전히 정산을 해야 합니다. 배터리 교체 빈도와 착륙 시 충전에 걸리는 시간은 비행 비용에 영향을 미칩니다. 절약된 전기요금은 배터리 교체 및 대기 비용으로 지출될 수 있습니다.
그래서 순수 전기 여객기가 대중화되기 전에 배터리가 킬로그램당 몇 와트시까지 도달할 수 있는지 묻는다면 통일된 대답을 얻기가 어렵습니다. 2인승 훈련용 항공기는 이미 사용 가능하지만 100인승 여객기는 훨씬 더 높은 성능을 요구합니다.
정말로 돌파구가 필요한 것은 반복 사용 후에도 안전하고 안정적으로 작업을 완료할 수 있을 만큼 항공 배터리 시스템을 가볍게 만드는 것입니다. 전고체 배터리, 리튬-황 등의 노선도 기대해볼 만하다. 실험실 지표는 결국 항공기에서 테스트되어야 합니다.
순수 전기 항공기는 먼저 훈련과 단거리 비행을 한 뒤 점차적으로 통근 및 지역 시장을 목표로 노력하는 것이 바람직합니다. 섬이나 지상 교통 수단이 멀리 우회하고 승객 흐름이 대형 항공기를 지원할 수 없는 장소에 더 적합할 수 있습니다.
이미 편리한 고속철도를 갖춘 근거리 노선의 경우 단순히 배터리만 교체하는 것만으로는 승객을 다시 공항으로 끌어들이지 못할 수도 있습니다.
100인승 순수 전기 여객기가 언제 널리 사용될 것인지에 대해서는 누구도 신뢰할 수 있는 날짜를 제시할 수 없지만 소형 항공기의 모든 발전 단계는 우리가 이 경로를 명확하게 보는 데 도움이 됩니다.
저는 계속해서 전기 비행을 기대하고 있습니다. 순수 전기 항공기는 이미 지상을 떠났습니다. 우리가 기다리고 있는 것은 사고의 여지를 남기고 충분한 승객과 짐을 운반하는 것입니다. 오늘 무사히 도착하고 내일은 평소대로 출발하겠습니다.
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