eVTOL과 EV 모터의 차이점: 안전성과 효율성의 새로운 기준

eVTOL과 EV 모터의 근본적 차이점

전기자동차( EV )와 전기 수직 이착륙 항공기( eVTOL )는 모두 전기 모터를 기반으로 하지만, 설계 목표와 요구 조건은 완전히 다르다. 지상 운송 수단은 비용 효율성을 우선시하는 반면, 항공기는 무게 절감과 안전성이 절대적이다. 이 차이로 인해 모터의 소재, 구조, 그리고 예비 시스템 설계에 큰 변화가 발생한다.

1. 비용 vs. 무게: 항공기는 절대적인 선택

존 와그너( Jon Wagner ) Joby Aviation 파워트레인 및 전자 시스템 책임자는 “지상 운송 수단은 비용 절감이 가장 중요하다”며 “일정 수준 이상의 무게 절감보다 비용 절감이 우선시된다”고 설명했다. 반면, 항공기는 무게 1g 절감이 연료 효율과 항속 거리에 직접적 영향을 미친다. 따라서 eVTOL 제조사들은 비용을 감수하더라도 더 가볍고 효율적인 모터 개발에 집중한다.

2. 안전성: 예비 시스템의 필수성

지상 운송 수단의 경우 모터 고장이 발생하면 즉시 안전하게 정차할 수 있지만, 항공기는 그럴 수 없다. 와그너는 “항공기의 경우 모터 고장이 발생하더라도 안전 비행과 착륙을 보장해야 한다”며 “이를 위해 다중 예비 시스템( Redundancy )이 필수”라고 강조했다. eVTOL은 일반적으로 4~8개의 모터를 탑재해 한두 개의 모터가 고장 나더라도 안전 비행이 가능하도록 설계된다.

eVTOL 모터의 기술적 혁신

1. 예비 시스템 설계: 주목적은 아니다

와그너는 “일반적인 EV는 예비 시스템을 주목적으로 설계하지 않는다”며 “예를 들어, 일부 전기차는 전륜과 후륜에 각각 모터를 탑재해 전륜 구동과 후륜 구동이 가능하도록 설계되어 있지만, 이는 예비 시스템이 아닌 성능 향상을 위한 선택”이라고 설명했다. 반면, eVTOL은 예비 시스템이 필수 설계 요소다.

2. 제조 방식: 통합 설계의 중요성

자동차 산업은 대규모 생산 효율성을 위해 모듈화된 부품 공급 체계를 활용한다. 하지만 이 방식은 인터페이스 간 비효율성을 초래할 수 있다. 와그너는 “Joby Aviation은 고도로 통합된 솔루션을 설계해 제조 패널티 없이 효율성을 극대화했다”며 “이는 항공기 특유의 엄격한 안전성과 성능 요구를 충족시키기 위한 선택”이라고 밝혔다.

3. 소재 혁신: 퍼멘듀어 합금의 가능성

와그너는 “퍼멘듀어( Permendur, 코발트-철 합금 )는 전통적인 모터 강철보다 약 10배 비싸지만, 성능 향상 효과가 뛰어나 항공기에 적합하다”며 “이 합금은 무게를 줄이고 효율을 높이는 데 기여한다”고 설명했다. 그러나 높은 비용으로 인해 지상 운송 수단에서는 거의 사용되지 않는다.

eVTOL의 미래: 전기차처럼 대중화될 수 있을까?

와그너는 “항공기의 전기화는 기술적으로 가능하지만, 지상 전기차처럼 빠르게 확산될지는 미지수”라고 전망했다. 그는 “항공기는 인증과 안전성 검증 절차가 복잡하고, 초기 투자 비용이 크기 때문에 대중화까지는 시간이 걸릴 것”이라고 덧붙였다. 그러나 그는 “장기적으로는 항공 산업에서도 전기화가 필수적”이라며 “기술 발전과 규제 완화로 eVTOL이 새로운 교통 수단으로 자리잡을 것”이라고 기대했다.

“항공기는 지상 운송 수단과 달리 실패를 용납하지 않는다. 따라서 eVTOL 모터는 안전성과 효율성을 최우선으로 설계되어야 한다.” – 존 와그너, Joby Aviation