최근 수소 동력 헬리콥터가 캐나다의 한 공항에서 시험 비행에 성공하며 차세대 친환경 항공 기술의 가능성을 입증했다고 과학매체 뉴아틀라스가 최근 보도했다.

보도에 따르면, 개조된 로빈슨 R44 헬리콥터는 지난달 캐나다 퀘벡주 브로몽의 롤랑 데수르디 공항에서 단거리 비행을 성공적으로 마쳤다. 이 기체는 실제 환경에서 이륙과 상승, 패턴 비행, 접근 및 착륙까지 포함한 완전한 운항 과정을 수행한 최초의 유인 수소 동력 헬리콥터로 평가된다.

앞서 지난해 3월 진행된 초기 테스트에서는 개조된 R44 헬리콥터가 약 3분 동안 공중에 머무르는 데 그쳤다. 하지만 최근 시험 비행에서는 시스템이 최대 약 178kW의 출력을 기록했으며, 호버링 상태에서는 로터 축 기준 약 155kW의 출력을 안정적으로 유지했다. 전체 출력의 90% 이상은 수소 연료전지에서 공급됐고, 나머지는 배터리가 보조했다.

이번 시험 비행이 단순한 실험실 수준을 넘어 실제 운용 가능성을 입증한 중요한 전환점이라고 해당 매체는 평했다.

캐나다 첨단 항공 모빌리티 산업협회(CAAM)는 최근 회원사 유니터 바이오일렉트로닉스(이하 유니터)가 세계 최초의 유인 수소 전기 헬리콥터 회로 비행에 성공했다고 공식 발표했다.

유니터 장기 이송 시스템 프로그램 관리 및 사업 개발 담당 부사장 미카엘 카디날은 “이번 성과는 유인 수소 전기 수직이착륙 기술이 이론 단계를 넘어 반복 가능하고 안전한 실제 시험 단계에 진입했음을 보여준다”고 밝혔다. 이어 “회사의 목표는 기증 장기를 필요한 환자에게 신속하게 전달할 수 있는 항공기와 항공 물류 시스템을 구축하고, 장기적으로는 확장 가능한 무공해 운송 네트워크를 만드는 것”이라고 설명했다.

이번 비행에 사용된 시제기는 기존 R44의 내연기관 엔진을 제거하고 두 개의 양성자 교환막(PEM) 수소 연료전지를 중심으로 한 전기 파워트레인으로 대체했다. PEM 연료전지는 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기를 생산하며, 부산물로는 물만 배출한다.

■ 향후 액체 수소 적용 계획

현재 기체는 압축 수소를 연료로 사용하고 있으나 저장 용량과 에너지 밀도 측면에서 한계가 있다. 이에 따라 유니터는 차세대 모델에 액체 수소(LH2)를 적용하는 방안을 추진 중이다. 액체 수소는 동일한 공간에 훨씬 많은 에너지를 저장할 수 있어 장거리 장기 이송 임무에 적합하다는 평가다.

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유니터의 다음 목표는 보다 큰 터빈 엔진 플랫폼을 갖춘 로빈슨 R66 기반 기체로 기술을 확장하는 것이다. 회사는 이를 통해 캐나다 교통부와 미국 연방항공청(FAA)으로부터 기체 형식 인증 획득에도 유리할 것으로 기대하고 있다. 목표 항속 거리는 약 370~463㎞ 수준이다.

수소 연료전지 기반 헬리콥터 개발 경쟁도 본격화되고 있다. 피아세키 항공은 고온 PEM 연료전지를 사용하는 7인승 헬리콥터 PA-890을 개발 중이며, 목표 항속 거리는 약 370㎞다. 또 전 미국 항공우주국(NASA) 엔지니어가 설립한 스타트업 하이드로 플레인은 기존 헬리콥터와 화물 드론을 대체할 수 있는 모듈형 200kW 수소 시스템을 개발하고 있다. 이와 함께 조비 에비에이션도 이미 액체 수소를 연료로 사용하는 수소 전기 에어택시로 840㎞을 비행했다.