하트 에어로스페이스의 전기 비행기 첫 비행 성공

이 항공기는 날개 폭이 30.5미터에 달하고 이륙 중량은 11,340킬로그램입니다. 이륙에 필요한 전기료는 5달러로 놀랍도록 저렴했습니다.

이 성과는 18년 만에 미국에서 처음으로 선보이는 완전히 새로운 여객기로, 항공기 설계 및 추진 분야의 새로운 시대를 예고합니다.

Anders Forslund 최고경영자(CEO)는 7년 전 Y Combinator에서 작은 3D 프린팅 모델을 선보이는 것으로 프로젝트를 시작했습니다. 이러한 보잘것없는 시작은 이제 날개 폭이 30.5미터에 달하는 실제 항공기로 완성되었으며, 현재 활주로에서 지상 주행 테스트를 진행 중입니다.

이러한 빠른 발전은 팀이 초기 개념을 기능적인 대규모 전기 항공기로 전환하는 능력을 보여주며, 비교적 짧은 시간 내에 상당한 엔지니어링 및 개발 역량을 입증했습니다.

전기 모터는 기계적 복잡성과 작동 마모 측면에서 제트 엔진과 극명한 대조를 이룹니다. 제트 엔진은 수천 개의 부품으로 구성되어 금속을 녹일 정도로 뜨거운 온도에서 작동하는 반면, 전기 모터는 일반적으로 단 하나의 움직이는 부품만 가지고 있습니다.

이러한 근본적인 차이는 연소 및 유체 마모를 제거하여 유지보수 요구 사항을 크게 줄이고 작동 수명을 연장합니다. 또한 전기 모터는 일정한 토크 프로파일을 제공하여 거의 소음 없는 작동을 가능하게 합니다.

항공기의 에너지는 동체 바닥에 분산 배치된 8개의 배터리 팩에 저장되며, 이는 대략 테슬라 4대와 동등한 전력을 제공합니다. 이러한 구성은 지역 비행 운항을 지원하는 데 필수적입니다.

제트 엔진을 만드는 복잡성은 항공기의 좌석 수용 능력과 관계없이 동일하며, 이는 30인승 항공기에도 70인승 항공기와 동일한 복잡한 엔지니어링이 필요하다는 것을 의미합니다. 이러한 고정 비용과 마모율은 제트 엔진을 100마일을 비행하든 1,000마일을 비행하든 단거리 노선에 비효율적으로 만듭니다.

또한 제트 엔진은 지상 이동, 이륙 및 착륙 시 매우 비효율적이며 단거리 운항에 불균형적으로 많은 연료를 소비합니다. 지역 부문의 많은 기존 항공기는 40년 이상 된 설계를 기반으로 하고 있어 현대화의 시급한 필요성을 강조합니다.

이러한 경제적 이점은 전기 항공기를 지역 항공 여행에 점점 더 매력적인 옵션으로 만듭니다.

단거리 지역 여행의 연결성에 대한 집중은 중요하며, 길고 어려운 지상 경로를 20분 비행으로 빠르게 대체하여 접근성을 높이고 여행 시간을 단축할 잠재력을 가지고 있습니다.

Anders Forslund는 제트 엔진 박사 학위 연구 배경을 가지고 있지만, 전기 비행기에 대한 그의 비전은 12년 전 MIT에서 Elon Musk를 만난 것에 크게 영향을 받았습니다. 머스크는 결국 대부분의 교통수단이 전기로 바뀔 것이며, 로켓이 주요 예외가 될 것이라고 예측했습니다.

이 대화, 특히 배터리 기술의 전환점으로서 킬로그램당 400와트시라는 개념은 Forslund에게 결정적인 영감이 되었습니다.

항공기 제작을 시도하기도 전에 Anders Forslund는 북유럽 항공사들과 관계를 구축하는 데 집중하여 SAS와 다른 세 북유럽 항공사로부터 의향서(LOI)를 확보했습니다. 이러한 조기 참여는 시장 요구를 검증하고 지원을 얻는 데 중요했습니다.

그는 이어서 3D 프린팅 모델을 사용하여 YC 데모 데이에서 전기 항공기 개념을 발표하여 프로젝트의 기반을 더욱 공고히 했습니다.

이 접근 방식은 초기 3D 모델을 넘어 400kW 전기 모터와 같은 구체적인 하드웨어로 나아가 투자자들에게 실제 진전을 보여주었습니다.

이 전략의 성공을 강조하는 흥미로운 일화는 다음과 같습니다. 유나이티드 항공이 하트 에어로스페이스와 협력하게 된 계기는 회사 스팸함에서 발견된 인바운드 이메일에서 시작되었습니다.

하트 에어로스페이스는 미래 지향적인 미학을 채택하기보다 대체하려는 터보프롭과 유사하게 전통적인 외관을 갖도록 항공기를 의도적으로 설계했습니다. 목표는 운영자와 승객에게 항공기를 친숙하게 만들어 시장 채택을 촉진하는 것입니다.

이 접근 방식은 고급 전기 기술을 전통적인 외관 아래에 숨기는 데 중점을 두어, 혁신이 시각적 인식이나 운용 편의성에서 급진적인 변화를 요구하지 않고도 우수한 성능을 제공하도록 보장합니다.

부품 제조를 자체적으로 수행함으로써 하트 에어로스페이스는 전통적인 항공우주 산업에서 일반적으로 매우 긴 공급망 리드 타임을 크게 단축할 수 있습니다. 이 전략을 통해 팀은 항공우주 부품을 신속하게 반복할 수 있습니다.

액추에이터의 15개 기계 부품에 대한 자체 프로세스를 개발함으로써 회사는 훨씬 더 빠르게 설계를 실험하고 테스트할 수 있습니다. 이 접근 방식은 외부 공급업체 의존성에 제한되지 않고 내부적으로 개발된 기술 수에 따라 확장됩니다.

하트 에어로스페이스의 시범 공장은 1.6메가와트의 전력으로 작동하며 엄격한 오류 주입 테스트를 용이하게 하는 하나의 거대한 테스트 벤치로 특별히 설계되었습니다. 이 포괄적인 테스트 환경은 프로그래밍 오류 또는 하드웨어 오류가 발생하더라도 안전을 보장합니다.

항공기의 조종석 디자인은 테슬라 모델 3에서 발견되는 미니멀리즘의 영향을 크게 받아 사용자 인터페이스 및 운용 단순성에 대한 현대적인 접근 방식을 반영합니다.

하트 에어로스페이스의 배터리 셀 연구소는 항공기에 최적의 배터리 셀을 결정하기 위해 중국, 미국 및 한국의 다양한 셀 제조업체를 평가하는 데 전념하고 있습니다. 목표는 비행 주기, 안전 및 에너지 밀도와 같은 중요한 요소들의 균형을 맞추는 것입니다.

현재 회사는 370Wh/kg의 배터리를 테스트하고 있으며, 몇 개월 내에 1세대 항공기를 위해 400Wh/kg의 용량을 달성하는 것을 목표로 합니다. 이는 실행 가능한 전기 비행의 핵심 기준입니다.

배터리 전용 항공기로 엄격한 항공 안전 규정을 충족하는 것은 특히 예비 전력과 관련하여 독특한 과제를 제시합니다. 역사적으로 천 번의 비행 중 한 번은 다른 공항으로 우회해야 합니다.

이러한 우회는 45분간의 체공 시간과 보조 공항에 도달하기에 충분한 전력을 필요로 합니다. 배터리 전용 항공기의 경우, 이는 전체 배터리 용량의 3분의 2를 예비용으로만 할당해야 한다는 의미이며, 이는 상당한 운용 제약입니다.

제트 연료와 달리 배터리는 전력이 소모되어도 무게가 줄어들지 않아 항공기 성능에 영향을 미칩니다. 이 문제를 해결하고 규제 예비 요구 사항을 충족하기 위해 하트 에어로스페이스는 간단하고 저렴한 터보프롭 엔진을 통합하는 하이브리드 시스템을 채택하고 있습니다. 이 하이브리드 솔루션은 항공기의 비행 범위와 유용성을 크게 확장합니다.

하이브리드 모델은 200킬로미터의 순수 전기 비행과 하이브리드 시스템을 활용할 경우 최대 800킬로미터까지 비행할 수 있습니다. 이 시스템은 항공기 초기 비용에 약 20%를 추가하지만, 대부분의 비행에는 필요하지 않으면서 중요한 범위 및 안전 이점을 제공합니다.

비행 택시가 일반적으로 3~4명의 승객만 수용하는 반면, 하트의 항공기는 36명의 승객을 수용하도록 설계되어 전통적인 지역 여객기와 직접 경쟁합니다.

이러한 집중을 통해 기존 인프라를 활용할 수 있으며, 미국 내 5,000개의 공항이 자사 기술의 혜택을 받을 수 있음을 강조하며 더 넓은 영향력과 채택을 목표로 합니다.

하트 에어로스페이스는 장기적으로 더 큰 비행기를 제작하여 궁극적으로 보잉 737이나 에어버스 A320과 같은 협동체 여객기를 대체하려는 야망을 가지고 있습니다. 이러한 대형 항공기 부문은 현재 상당한 생산 적체를 겪고 있어 전기 추진에 상당한 시장 기회를 제공합니다.

장기적으로 회사는 조종실 승무원 수를 줄이고 웨이모(Waymo) 운영자가 자율 주행 차량을 관리하는 방식과 유사하게 원격 조종사를 도입할 계획입니다. 자율성은 점진적이고 안전한 전환을 보장하기 위해 승객 운송에 통합되기 전에 화물 부문에 먼저 구현될 것으로 예상됩니다.

Anders Forslund는 야심 찬 기업가들에게 단순히 창업가라는 직함을 열망하기보다는 특정 문제 해결에 대한 열정 때문에 회사를 시작하라고 조언합니다. 진정한 성공은 문제에 대한 깊은 즐거움과 해결책을 찾기 위한 헌신에서 비롯된다고 그는 말합니다.

궁극적인 초점은 배출량 감소 및 비용 절감과 같은 실질적인 이점을 통해 삶의 질을 향상시키는 데 있어야 하며, 이는 혁신과 시장 영향력을 모두 이끌어냅니다.