eVTOL Lab | 비행 기술과 미래항공

셀 하나가 고장 나면 그 셀만 버리면 될까요. 리튬이온 배터리에서는 그렇지 않습니다. 뜨거워진 셀은 바깥에서 열을 받지 않아도 스스로 더 많은 열을 만들고, 그 열이 맞닿은 옆 셀을 똑같은 상태로 밀어 넣습니다. 번지는 속도가 아니라 번지느냐가 설계의 관건입니다. 최종 검증 2026-09-08 원통형 리튬이온 셀 두 종류. 지름 18밀리미터와 21밀리미터 규격으로, 항공 배터리팩도 이런 셀을 수백 개 묶어 만든다 사진: Sevenethics , CC0 열폭주는 정확히 무엇인가? 열폭주는 배터리 셀이 내는 열이 셀이 버리는 열보다 많아져, 온도가 스스로 계속 올라가는 상태입니다. 난로에 불을 붙이는 것과 다릅니다. 난로는 장작을 넣지 않으면 꺼지지만, 열폭주에 들어간 셀은 외부에서 아무것도 넣지 않아도 계속 뜨거워집니다. 원인은 셀 안에 연료와 산화제가 함께 들어 있다는 데 있습니다. 음극의 흑연과 전해액은 탈 수 있는 물질이고, 양극 재료는 높은 온도에서 산소를 내놓습니다. 평소에는 얇은 막들이 이 둘을 갈라놓고 있을 뿐입니다. 그래서 배터리 화재는 소화 방식부터 다릅니다. 산소를 끊는 방식이 잘 듣지 않는 이유와 이착륙장 소방이 달라지는 지점은 배터리 화재와 연료 화재를 비교한 글 에서 따로 다뤘습니다. 온도는 어떤 문턱을 넘는가? 한 번에 불이 붙는 것이 아니라 문턱을 차례로 넘습니다. 첫 문턱은 섭씨 80도 부근입니다. 음극 표면을 덮고 있는 얇은 보호막이 분해되기 시작하고, 그 반응 자체가 열을 냅니다. 이 단계에서는 아직 겉으로 보이는 변화가 없습니다. 두 번째 문턱은 130도 안팎입니다. 양극과 음극 사이를 막고 있던 분리막이 녹으면서 두 극이 직접 닿습니다. 내부 단락이 생기면 저장된 전기 에너지가 한꺼번에 열로 바뀌고, 온도가 급격히 뜁니다. 세 번째 문턱은 200도 이상입니다. 양극 재료가 분해되며 산소를 내놓기 시작합니다. 이때부터는 공기를 막아도 소용이 없습니다. 셀 안에서 연료와 산소가 함께 나오기 때문입니다. 열폭주가...

에어택시 예약 화면에는 항공사 예약에 없는 질문이 하나 있습니다. 몸무게입니다. 4인승 기체는 승객 무게 합이 배터리 잔량과 항속거리에 바로 영향을 주기 때문입니다. 탑승 절차는 이렇게 처음부터 비행기와 다르고, 여섯 단계를 거치며 안내가 이어집니다. 최종 검증 2026-09-21 볼로콥터 볼로시티 전기 항공기의 측면. 2인승 객실과 머리 위 로터 링이 보인다. 승객은 이 로터가 완전히 멈춘 뒤에만 기체에 다가간다 사진: Raymar Laux , CC BY 4.0 예약과 도착 단계에서는 무엇을 묻는가? 첫 단계는 예약입니다. 몸무게와 짐 무게를 묻고, 가져갈 수 없는 물품을 안내합니다. 작은 기체는 무게 배분이 비행 성능을 좌우해서, 항공사가 승객 몸무게를 평균으로 잡는 것과 달리 실제 값을 받습니다. 정원이 4명이라도 무게 합이 한계를 넘으면 3명만 태우는 일이 생길 수 있습니다. 배터리 화재 위험이 있는 보조배터리나 인화성 물품 제한도 이 단계에서 안내합니다. 둘째 단계는 이착륙장 도착과 확인입니다. 예약 때 적은 몸무게가 실제와 크게 다르면 여기서 다시 재고 좌석 배치를 바꿉니다. 신분과 소지품을 확인하고, 날씨로 지연되거나 취소될 수 있다는 안내가 나옵니다. 전기 수직이착륙기는 바람과 시야 조건에 헬리콥터보다 더 민감한 경우가 많아 날씨 안내가 자주 나올 것입니다. 그래서 예약 단계에서 이미 지연과 취소 규정, 대체 교통 안내를 미리 보여 주는 운항사가 많아질 것입니다. 항공사처럼 출발 시각보다 얼마나 일찍 와야 하는지도 이 단계에서 정해집니다. 탑승 안내에서는 무엇을 듣는가? 셋째 단계가 안전 안내입니다. 비행기에서 이륙 전 승무원이 하는 것과 같은 성격입니다. 미국 연방 규정은 승객을 태우는 상업 운항에서 매 이륙 전 구두 안내를 요구하며, 안내 항목에 금연, 안전벨트 착용과 해제, 비상구 위치와 여는 법, 구명장비, 소화기 위치가 들어갑니다. 소형 기체에서는 조종사나 승무원뿐 아니라 운항사가 지정하고 당국이 승인한 사람이 이 안내를 할...

비가 오면 에어택시가 뜰 수 있을까요. 비 자체는 답이 아닙니다. 조종사가 앞을 몇 킬로미터 볼 수 있는지, 구름이 얼마나 낮게 깔렸는지, 돌풍이 초속 몇 미터인지, 기온이 0도 아래인지가 답입니다. 네 가지 중 하나만 한계를 넘어도 그날 운항은 없습니다. 최종 검증 2026-09-21 영국 해협 위로 낮게 깔린 구름층. 구름 아래 여유가 이 정도면 시계비행 조건을 채우지 못한다 사진: NASA Goddard Space Flight Center from Greenbelt, MD, USA , Public domain 왜 시야가 첫 번째 조건인가? 항공기는 두 방식 중 하나로 납니다. 조종사가 눈으로 밖을 보며 나는 시계비행과, 계기와 관제 지시만으로 나는 계기비행입니다. 여객기는 계기비행이라 구름 속에서도 납니다. 그러나 새로 나오는 전기 수직이착륙기는 초기에는 대부분 시계비행 조건에서만 운항합니다. 계기비행 인증과 도심 저고도 계기 절차가 아직 갖춰지지 않았기 때문입니다. 시계비행에는 최소 시야가 정해져 있습니다. 미국 연방 규정에서 관제 공역의 시계비행 최소 시야는 3법정마일, 약 4.8킬로미터입니다. 헬리콥터는 비관제 공역 주간에 이보다 낮은 시야에서도 구름을 피해 날 수 있다는 예외가 있지만, 승객을 태우는 상업 운항에는 더 엄격한 조건이 붙습니다( 14 CFR 91.155, eCFR ). 시계비행 기상 최소치란 조종사가 눈으로 장애물과 다른 항공기를 피할 수 있다고 보는 최소한의 시야와 구름 간격입니다. 도시에서 안개나 미세먼지로 시야가 4킬로미터 아래로 떨어지는 날은 드물지 않습니다. 구름은 얼마나 낮으면 문제인가? 시야가 좋아도 구름이 낮으면 못 뜹니다. 시계비행은 구름 속에 들어가지 않는 것이 원칙이라 구름과 일정 거리를 유지해야 합니다. 관제 공역에서는 구름 아래로 500피트, 약 150미터 여유를 두고, 구름 위로 날 때는 1,000피트, 약 300미터 위에 있어야 합니다. 도심 에어택시는 건물 위 수백 미터 높이를 날 계획이 ...

관제사 화면에 찍히는 점은 레이더가 잡은 것이라고 생각하기 쉽습니다. 높은 하늘에서는 그렇습니다. 그러나 건물 사이 낮은 하늘에서는 레이더가 보지 못하는 곳이 많고, 그 자리를 채우는 것은 기체가 스스로 자기 위치를 방송하는 방식입니다. 도심 에어택시의 위치 파악은 지상이 재는 것이 아니라 기체가 말하는 것에서 시작합니다. 최종 검증 2026-09-21 버티컬 에어로스페이스 VX4 축소 모형의 측면. 도심 저고도를 날 기체는 자기 위치를 스스로 방송하는 장비를 싣는다 사진: Hunini , CC BY-SA 4.0 레이더는 왜 도심 저고도를 못 보는가? 레이더는 지상에서 전파를 쏘고 기체에 반사돼 돌아오는 전파를 받아 위치를 추정합니다. 전파가 갔다 오는 시간으로 거리를, 안테나 방향으로 방위를 잡습니다. 이 방식은 전파가 곧게 나아간다는 전제에 서 있습니다. 건물이 그 전제를 깹니다. 레이더 안테나와 기체 사이에 건물이 있으면 전파가 막히고, 기체는 화면에서 사라집니다. 낮게 날수록 건물에 가리는 각도가 커집니다. 또 레이더 전파가 건물에 반사돼 돌아오면 기체가 아닌 것을 기체로 착각하는 허상도 생깁니다. 공항 주변 높은 하늘에서 잘 통하던 방식이 건물 숲 위 수백 미터에서는 구멍이 많아지는 이유입니다. 레이더를 더 많이 세우면 구멍은 줄지만, 도심 곳곳에 큰 안테나를 세우는 비용과 부지가 따로 문제가 됩니다. 기체가 스스로 알리는 방식은 어떻게 작동하는가? 다른 방식은 순서가 반대입니다. 기체가 위성 항법으로 자기 위치를 먼저 계산하고, 그 위치를 식별 번호, 고도, 속도, 진행 방향과 함께 전파로 방송합니다. 지상 수신국과 근처 다른 기체가 그 방송을 받아 화면에 표시합니다. 미국에서 이 방송 장비를 가리키는 말이 ADS-B Out입니다. ADS-B Out은 항공기가 위성 항법으로 구한 자기 위치와 식별 정보를 주기적으로 방송하는 장비이며, 지상에서 되묻지 않아도 기체 쪽에서 먼저 알리는 방식입니다. 미국 연방 규정은 2020년 1월 1일부터...

공항 소방차가 착륙장에 도착합니다. 연료 화재라면 포를 뿌려 산소를 끊고 몇 분 안에 불꽃을 잡습니다. 그런데 배터리 화재에서는 포를 아무리 뿌려도 불이 사그라들지 않습니다. 배터리는 산소 없이도 안에서 스스로 열을 내기 때문입니다. 그래서 목표가 바뀝니다. 끄는 것이 아니라 식히는 것입니다. 최종 검증 2026-09-21 미국 트래비스 공군기지에서 항공기 소방 장비가 대량의 포를 뿌리는 훈련 장면. 연료 화재에 맞춰진 이 방식은 배터리 화재에는 그대로 통하지 않는다 사진: U.S. Air Force photo/Ken Wright/Released , Public domain 배터리 화재는 왜 다른가? 연료가 타려면 연료, 산소, 열 세 가지가 있어야 합니다. 셋 중 하나를 빼면 꺼집니다. 소방 포는 산소를 끊는 방법입니다. 리튬이온 배터리 셀은 안에 연료와 산화제를 함께 들고 있습니다. 셀 온도가 어느 선을 넘으면 내부 물질이 스스로 반응하며 열을 내고, 그 열이 반응을 더 빠르게 만듭니다. 이 연쇄를 열폭주라고 합니다. 바깥 산소를 끊어도 반응은 멈추지 않고, 셀 하나가 수백 도까지 오르며 옆 셀을 같은 온도로 밀어 올립니다. 열폭주란 배터리 셀 내부 반응이 스스로 열을 내며 가속되어 외부에서 산소를 끊어도 멈추지 않는 상태입니다. 전기 수직이착륙기용 배터리 요구조건을 정리한 연구도 다섯 조건 중 하나로 안전을 따로 놓고, 셀 하나의 열폭주가 팩 전체로 번지지 않게 막는 설계를 요구합니다( Yang 외, Joule, 2021 ). 다섯 단계에서 어디가 갈라지는가? 화재 대응은 감지, 격리, 진압, 확인, 감시 다섯 단계로 나눌 수 있습니다. 배터리 화재는 이 중 두 단계에서 연료 화재와 크게 갈라집니다. 첫 번째는 진압 단계입니다. 연료 화재는 포나 분말로 산소를 끊어 짧게 끝냅니다. 배터리 화재는 산소 차단이 통하지 않으니 물을 대량으로 오래 뿌려 셀 온도를 반응이 멈추는 선 아래로 끌어내려야 합니다. 전기차 화재 대응 지침들이 수천 리터 ...