실리콘밸리와 시애틀에서 시작되고 있는 도시형 비행 택시 산업이 그 모습을 드러내고 있다. 발전 속도는 점점 더 가속이 붙고 있으며, 기술 상업화도 속속 성공하고 있다. 이 새로운 산업은 어떤 형태로 진화할 것인가? 아직 극복해야 할 장애물은 무엇인가? 사회 정치적으로 이 산업이 가져오는 함의는?
나사(NASA)는 이미 컨셉 연구를 진행하여 무인 수직 이착륙(VTOL) 에어택시가 우버(Uber) 자동차를 이용하는 것만큼이나 저렴하며, 통근 시간이 기존 교통에 걸리는 시간의 3분의 1도 되지 않을 수 있다는 사실을 입증했다.
나사 랭글리연구센터(NASA Langley Research Center)의 마크 무어(Mark Moore)가 주도하는 팀은 오클랜드(Oakland)에서 산호세(San Jose)에 이르는 지역에 초점을 맞췄다. 에어택시가 매주 약 30시간 정도를 비행한다고 가정하면, 현실적으로 볼 때 비용은 우버를 기준으로 1마일 당 1.50달러에 해당될 것이라고 한다.
하지만 실리콘 밸리의 꽉 막힌 고속도로에서 느리게 움직이는 출퇴근길과 달리, 에어택시는 도심 지역 상공에서 한 시간에 평균 34마일을 움직일 수 있는데, 이는 동일한 거리를 자동차로 이동하는 것보다 250% 더 빠른 속도다. 보다 먼 거리를 이동할 경우, 에어택시는 시간당 120에서 200마일까지 속도를 낼 수 있다. 물론, 이런 비행을 뒷받침하기 위해서는 이착륙 인프라가 필요할 것이다. 나사 연구는 도시 건물의 옥상이나 고속도로 인터체인지, 혹은 플로우팅 바아지(floating barge)에 이착륙지를 마련할 것을 제안한다. 연구진은 실리콘 지역에서만 최소 200여 곳의 인터체인지에 여유가 있을 것으로 예측한다.
하지만 현재 에어택시로 이동한다는 개념은 상상에서 현실로 빠르게 진행되고 있다. 실제로 항공사들은 나사의 상상을 현실로 이루어 줄 세 가지 혁신적인 신형 항공기를 개발해왔다.
중국 드론 제작사인 이항(EHang)이 2016년 국제 가전제품 박람회(Consumer Electronic Show)에서 선보인 이항(Ehang) 184부터 살펴보자. 불과 2년 전에 설립된 이항은 이미 벤처 펀드로 약 5,200만 달러를 모았다.
184는 1명의 승객을 8개의 프로펠러와 4개의 암으로 운송한다는 개념에서 이름이 지어졌다. 하지만 승객과 그 해당 승객의 짐이 220파운드를 초과해서는 안 된다.
드론수지애스트닷컴(Dronethusiast.com)의 184 리뷰에 따르면, 이항은 184가 2시간 내지 4시간 정도 충전을 하면 23분, 또는 약 10마일 정도를 비행할 수 있을 것이라고 발표했다.
184는 인간 조종사는 완전히 배제한 채 오로지 드론의 소프트웨어를 사용해서 비행하게 된다. 승객이 스마트폰 앱에 목적지를 입력하면 소프트웨어는 조종을 한다. 비행 도중 문제가 발생할 경우, 지휘 본부에 있는 이항 직원들이 184사를 가장 가까이에 위치한 안전한 장소로 안내해 착륙시킬 것이라고 회사는 말한다.
1인석 드론 가격은 20만 달러에서 30만 달러 선이 될 것이라고 한다. 그 정도 가격이면, 매일 출퇴근 거리가 10마일 혹은 그 미만일 경우 사람들은 비행기 구입을 선택할지도 모르겠지만, 승객들을 태우는 틈틈이 2시간 내지 4시간의 충전 시간이 필요하다면 택시업계에서 수익성이 있을 것이라고 생각하기는 어렵다.
하지만, 이러한 컨셉에 대한 테스트가 조만간 라스베이거스에서 이루어지게 된다. 해당 도시의 공무원들은 무인조종 드론을 셔틀로 사용하는데 필요한 FAA 승인을 얻기 위해 기업과 함께 작업하고 있다.
라스베이거스 리뷰저널(Las Vegas Review-Journal)의 톰 윌첵(Tom Wilczek)에 따르면, 정부 산하 경제발전사무국의 방위항공우주산업 대표는 “개인적으로는 드론 택시가 네바다 교통시설의 일부가 되는 날이 오기를 고대한다”고 언급했다고 한다.
라스베이거스는 이러한 방식의 시장 테스트를 진행하기에 최적의 장소로 여겨지는 것 같다. 이항 184가 완성된 대량판매상품을 상징하는 것이 아니라는 점에 주목할 만한 가치가 있다. 이는 신기술과 관련 비즈니스 모델을 위한 적절한 “시험대”를 상징한다. 정말 빠르고 정말 저렴할 뿐만 아니라, 사람들에게 조종사가 없는 무인 비행기가 구름 속을 비행하는 경험을 제공하는 것으로도 좋다.
라스베이거스는 실제 도시의 다양한 여건 하에서 이를 테스트하면서 프리미엄 가격에 참신함을 제공할 수 있는 지구상에서 몇 안 되는 지역 중 한 곳이다. 그 외에 가능성이 높은 지역으로는 두바이와 싱가포르를 들 수 있다.
확실한 신규 응용분야로는 공항 셔틀이 될 것이다. 사람들은 수화물 수취소에서 자신의 가방을 확인한 다음 이항 184에 탑승할 것이다. 그러면 비행기는 호텔로 향하는 그림 같은 경로를 통해 도시를 지나면서 GPS를 활용해 여행 안내를 할 것이다. 드론이 비행하는 23분 동안 다른 흥미로운 장소를 포함시킬 수도 있다.
이러한 분야의 경우, 교환 가능한 배터리 패킷이 적당하다. 배터리가 충전되기를 기다리는 대신, 비행이 끝날 무렵 무인 항공기를 점검하는 운영자는가 방전된 배터리를 충전된 배터리로 교환하면 된다.
이항 184만이 이 분야에서 신기술인 것은 아니다. 독일이 영공 내에서 비행 허가를 승인한 뒤, 이볼로(e-volo)사의 볼로콥터 VC200(Volocopter VC200)는 최근 이볼로 상무이사 알렉산더 조젤(Alexander Zosel)을 태우고 최초의 유인 비행을 끝마쳤다. 비행기에는 두 명이 탑승할 수 있으며 이항 184와 거의 같은 속도로 비행한다.
관련 보도를 보자.
“이 항공기는 비행이 매우 손쉬운 특수 비행제어시스템을 사용하며, 일반 헬리콥터처럼 수직 이착륙 기능을 갖추고 있다. 기계는 한손으로 비행이 가능하도록 설계되었으며 여러 대의 전기 모터가 손상되어도 추락하지 않고도 살아남을 수 있도록 여분이 갖춰져 있다.”
이항 184와 마찬가지로, VC200은 공항 셔틀로 사용하기에 적합하다. 알렉산더 조셀이 비행하는 동안, 비행기는 저고도에서 시간당 25킬로미터에 이르렀지만, 회사는 중고도에서는 시간당 50킬로미터로, 높은 고도에서는 시간당 100킬로미터로의 비행을 테스트할 계획이다.
이항과 이볼로 모두 “개념증명(proof-of-concept) 설계”로는 매우 유용하지만, 제한된 대도시를 벗어나 출퇴근을 하기 위해 필요한 범위와 속도는 미흡하다.
장기적으로 보면, 메사추세츠에 본사를 둔 테라푸지아(Terrafugia)사의 TF-X라 불리는 승객수송 드론은 지난해 나사 연구가 언급했던 모든 요구사항을 충족시킬 것으로 보인다. 비행기는 좌석 4개를 갖추고 있고, 시간당 200마일을 비행하며, 하이브리드 엔진을 사용해서 500마일을 날 수 있다.
더욱이, TF-X는 도로주행이 가능하다. 나사 연구는 차량이 사람들을 집 앞에서 태우고 이륙장소로 주행해서 사무실 근처의 착륙지까지 비행한 다음, 비행했던 그 차량이 사람들을 사무실 문 앞까지 데려다 줄 것이라고 했다. TF-X만이 이 모든 일을 할 수 있다.
TF-X는 양측 끝에 붙은 두 개의 전기 모터가 달린 접이식 날개가 특징이다. 이 비행기는 500마일이 넘는 거리를 시속 200마일로 비행할 수 있을 것이다. 승객이 출발하기 전에 목적지를 입력하면 비행 시스템은 나머지를 처리할 것이다. 비행기는 엔진으로부터 충전이 가능하며 전기 자동차 충전소에서 플러그를 꼽아서도 충전할 수 있다.
하지만 이것은 조만간 일어날 일은 아니다. 회사는 규제 장애로 인해 TF-X가 시장에 선보이기까지 8년에서 12년 정도가 소요될 것으로 예상한다. 현재 테라푸지아는 MIT 풍동에서 10분의 1 크기의 모델로 테스트를 진행하고 있다.
한편, 프랑스 항공사 에어버스(Airbus)는 1인 승객용 비행택시인 바하나(Vahana)라 불리는 프로젝트뿐만 아니라, 비행기로 다수의 승객을 운송하는 시티에어버스(CityAirbus)라는 프로젝트를 진행하고 있다. 시티에어버스 VTOL은 전기 추진과 덕트 프로펠러를 사용한다. 규정이 바뀌어 완전히 자율적인 여객 비행을 허용할 때까지는 비행사가 조종석에 앉게 될 것이다.
이러한 차량을 활성화하는 토대를 마련하는데 도움이 되기 위해, 에어버스는 2017년 중반 싱가포르국립대학교(National University of Singapore) 교정에서 무인 항공기 택배 서비스를 시작할 계획이다. 상업용 드론이 도시에서 택배를 안전하게 운반할 수 있다는 사실을 입증하면, 정체된 고속도로로 인해 혼잡한 도시 위의 하늘을 무인 택시가 채울 수 있게끔 전 세계 항공 당국이 허가를 할 것으로 회사는 기대하고 있다. 바하나 드론 프로토타입은 2017년이 끝나기 전에 비행할 것으로 예상된다.
에어버스 그룹의 경영개발부서 수석 매니저(Senior Manager of Corporate Development) 요르크 뮐러(Jorg Muller)는 이렇게 말한다.
“대도시에 처음 차량을 배치하고 경쟁력 있는 가격에 조용하고, 배기가스가 없는 항공수단의 장점을 입증할 수 있게 되면 시장은 빠르게 발전할 것입니다.”
그는 전 세계 수요를 또한 이렇게 분석하고 있다.
“에어버스 헬리콥터 연간 생산량이 100배 더 커질 것이고, 이로 인해 지상 택시의 시장 수요를 잠직하시 시작할 것이다.”
1인 승객용 바하나 프로젝트는 에어버스사 내의 A3라 불리는 비밀 연구소에서 개발이 한창 진행 중이다. 프로젝트는 우버와 함께 우버 차량호출 플랫폼을 확장한 스마트폰 앱을 사용해 예약이 가능한 비행 차량을 제공하기 위해 협력하고 있다. A3 프로젝트 책임자인 로딘 리소프(Rodin Lysoff)는 이렇게 말한다.
“우리는 이런 유형의 비행기에 대한 세계적 수요에 맞춰 전 세계적으로 수백만 대의 차량을 제공할 수 있을 것으로 생각합니다.”
시티에어버스(CityAirbus)의 컨셉 역시 승객들이 시티에어버스의 좌석을 예약하기 위해 앱을 사용한다는 점에서 이와 비슷하다. 그런 다음 사람들은 가장 가까운 헬리콥터 이착륙장으로 이동해서 다른 승객들과 공유할 비행기를 탑승하게 된다. 함께 탑승하면, 승객은 비용을 분담하게 되므로 서비스 비용은 택시 요금과 동일할 것이다.
이러한 추세에서, 우리는 다음과 같은 발전이 있을 것으로 예상한다.
첫째, 연료 전지는 오늘날 설계된 항공택시의 단거리 비행 문제에 대해 가능성이 높은 해결책이다.
내비건트 리서치(Navigant Research)에 따르면, 연료 전지를 동력으로 사용하는 58만대 이상의 자동차 및 버스가 향후 8년 뒤에 도로를 누빌 것이라고 한다. 보고서는 연료 전지 차량이 현재 3분에서 5분이면 채워지며, 다음 전지를 공급할 때까지 최대 300마일을 주행할 수 있다고 말한다. 자동차 제조업체들은 다음 공급 시까지 400마일 이상을 주행할 수 있는 차량을 개발 중이다. 자율주행 비행택시에 이와 동일한 에너지 기술을 적용하게 되면, 다음 공급 시까지의 평균 거리가 현재 10마일에서 수백 마일까지 늘어날 것이다. 그러한 개선은 비즈니스 모델을 현실화하는 전환점이 될 것이다.
둘째, 자율 드론 택시는 기존 택시 사업에 지장을 주고 있는 공유차량 업계를 혼란에 빠트릴 것이다.
2014년 12월을 기준으로, 16만 2천 명이 넘는 사람들이 우버 차량을 운전하고 있으며, 운전자의 수는 6개월마다 두 배로 증가한다고 했다. 이들 운전자 대다수는 무인 택시가 하늘과 땅에서 저렴한 비용으로 그들과 동일한 서비스를 제공하게 되는 때를 원치 않을 것이다.
셋째, 비행 택시를 타는 승객을 타깃으로 하는 마케팅 전략을 재편하게 될 것이다.
고속도로에서 운전자들이 마주하는 비디오 광고판은 하늘에서도 볼 수 있도록 위로 향하게 될 것이다. 광고 메시지는 고층 건물 옥상과 주차장에 그려지게 될 것이다. 그리고 비행 택시 안에서, 승객들은 낮은 요금을 선택하는 대가로 탑승 중 광고 시청을 선택할 수 있을 것이다.
The Flying Taxi Experience May Be Here Sooner Than Expected As we discussed last year in our analysis of the trend Urban Mobility Takes Off, a concept study by NASA has made the case that taking a ride in a driverless vertical-takeoff-and-landing (VTOL) air taxi could become as cheap as taking a ride in an Uber car, and take less than one-third of the time.1
A team led by Mark Moore of NASA’s Langley Research Center focused on the area from Oakland to San Jose. Assuming that each air taxi would be in the air about 30 hours per week, the cost could realistically match an Uber benchmark of $1.50 per mile.
But unlike the sluggish commutes on Silicon Valley’s jammed freeways, air taxis would average 34 miles per hour over urban areas?250 percent faster than the same distance traveled by car. For longer trips, air taxis could reach speeds of 120 to 200 miles per hour. Of course, there would need to be a takeoff and landing infrastructure to support those flights. The NASA study suggests putting helipads on the roofs of urban buildings, in the middle of highway cloverleafs, or even on floating barges. Researchers estimate that there’s room for at least 200 cloverleaf pads in the Silicon Valley region alone.
But now, the concept of travel by air taxi is moving swiftly from idea to implementation. Since our last report, aviation firms have developed three revolutionary new aircraft that are positioned to make NASA’s vision a reality.
Let’s begin with the Ehang 184, which a Chinese drone-maker called EHang introduced at the Consumer Electronics Show in 2016. Ehang was founded only two years ago and has already attracted roughly $52 million in venture funding.
The 184 gets its name from the idea that it will carry one passenger, using eight propellers and four arms. However, that passenger and his or her luggage cannot exceed 220 pounds.
According to a review of the 184 by Dronethusiast.com, Ehang announced that the 184 will be able to fly for 23 minutes, or about 10 miles, before needing to be recharged for two to four hours.2
The 184 will only be flown by the drone’s software, eliminating the human pilot completely. The passenger will enter the destination into a smartphone app and the software will handle the navigation. Should any problem occur mid-flight, the company claims that Ehang employees in command centers will guide the 184 to a landing at the nearest safe location.
The cost for the single-seat drone will be somewhere in the $200,000 to $300,000 range. At that price, individuals may choose to purchase the craft if they have a daily commute that is ten miles or less, but it is hard to imagine a taxi service that would be profitable if it needed two to four hours of recharging between passenger pickups.
However, a test of the concept is coming soon to Las Vegas. Officials from the city are working with the company to gain the necessary FAA clearances to use unmanned passenger drones as shuttles.
According to the Las Vegas Review-Journal, Tom Wilczek, the defense aerospace industry representative at the governor’s economic development office, announced that, “I personally look forward to the day when drone taxis are part of Nevada’s transportation system.”3
Las Vegas seems like a perfect setting for this kind of market test. It’s worth noting that the Ehang 184 does not represent a finished mass-market product. However, it represents a smart “test bed” for a new technology and related business models. It is not really fast and it is not really cheap, but it’s good enough to get people around and let them experience an autonomous air vehicle piloted by the cloud, rather than a human.
Las Vegas is one of the few places on Earth where it can be offered as a novelty at a premium price, while testing it under high-volume circumstances in a real city. Other likely places are Dubai and Singapore.
The obvious introductory application would be as an airport shuttle. People would check their bags for delivery at the baggage claim area and then board the Ehang 184. It would carry them over the city via some picturesque route to their hotel, giving them a guided tour, enabled by GPS. Alternative trips could include points of interest within the drone’s twenty-three-minute flight time.
For this application, interchangeable battery packets make sense; instead of waiting for the battery to recharge, operators who would check-in the drone at the end of each flight could replace the drained batteries for freshly charged ones.
The Ehang 184 is not the only new entry in this race. After Germany approved its permit to fly within its airspace, the e-volo Volocopter VC200 recently completed its first manned flight, with e-volo managing director Alexander Zosel aboard. It seats up to two passengers and flies at about the same speed as the Ehang 184.4
According to a report, “The aircraft uses a special flight control system that makes it very easy to fly and, like a normal helicopter, it has vertical takeoff and landing capability. The machine is designed to be flown one-handed and has redundancy allowing it to survive the loss of multiple electric motors without crashing.”
Like the Ehang 184, the VC200 is ideal for serving as an airport shuttle. Although it reached a speed of 25 kilometers per hour at low altitude during Zosel’s flight, the company plans to test it at 50 kilometers per hour at medium altitude, followed by 100 kilometers per hour at higher altitude.
While both the Ehang and Evolo are very useful as “proof-of-concept designs,” they lack the range and speed needed for commutes beyond a confined metro area.
Over the longer term, a passenger drone called TF-X, by Massachusetts-based company Terrafugia, seems likely to meet all the requirements of the NASA study cited last year. It seats four, flies at 200 miles per hour, and uses a hybrid power plant to give it a 500-mile range.5
Moreover, the TF-X is roadable. The NASA study assumed the same vehicle would pick you up at the door, drive you to a take-off location, fly you to a landing location near your office, and drive you to the door, in the same vehicle. Only the TF-X could handle this whole job.
The TF-X features fold-out wings with twin electric motors attached to each end. It will reach a cruising speed of 200 miles per hour over a 500-mile range. Passengers will be able to enter a destination before departing and the navigation system will do the rest. The vehicle will be able to recharge its batteries either from its engine or by plugging into electric car charging stations.
It won’t arrive soon, however. The company expects that it will take eight to 12 years for the TF-X to reach the market due to regulatory hurdles. Terrafugia is currently testing a one-tenth scale model of the design in a wind tunnel at MIT.
Meanwhile, the French aviation company Airbus is working on a project called Vahana for a single-passenger flying taxi, as well as one called CityAirbus that will transport multiple passengers by air.6 The CityAirbus VTOL will use electric propulsion and ducted propellers. A pilot will sit at the controls until regulations are changed to allow for fully autonomous passenger flights.
To help pave the way for these vehicles, Airbus plans to launch a drone delivery service on the campus of the National University of Singapore in the middle of 2017. Once it can prove that commercial drones can safely fly packages over an urban area, the company expects that aviation authorities around the world will allow autonomous taxis to fill the skies over cities that are congested with highway traffic. A prototype of the Vahana drone is expected to fly before the end of 2017.
According to Jorg Muller, Senior Manager of Corporate Development at Airbus Group, “The market will develop quickly once we are able to deploy the first vehicles in megacities and demonstrate the benefits of quiet, emission-free air transport at competitive prices.” He projects the worldwide demand as equal to “100 times the yearly production of Airbus Helicopters, and that would only require replacing one out of a 100 ground taxis.”
The Vahana project for single passengers is being developed by a skunk works group within Airbus called A3. It is collaborating with Uber to provide flying cars that can be booked with a smartphone app as an extension of Uber’s ride-hailing platform. According to A3 project executive Rodin Lysoff, “We believe that global demand for this category of aircraft can support fleets of millions of vehicles worldwide.”
The CityAirbus concept is also similar to Uber in that passengers will use an app to reserve a seat on a CityAirbus. Then they will go to the closest heliport and get on a flight that will be shared with other passengers. By sharing the ride, passengers will split the costs, so the service will be equivalent to a taxi fare.
Looking ahead, we foresee the following developments emerging from this trend:
First, fuel cells are a likely solution to the problem of the short range of air taxis as designed today.
According to Navigant Research, more than 580,000 cars and buses powered by fuel cells will hit the road within the next eight years.7 The report points out that fuel cell vehicles can currently be refilled in three to five minutes and can travel up to 300 miles before the next refill. Car manufacturers are working on vehicles that can cover more than 400 miles between refills. Once the same energy technology is applied to autonomous flying taxis, the average range between refills will extend from today’s 10 miles to several hundred miles. That improvement will be the tipping point that will make the business model viable.
Second, autonomous drone taxis will disrupt the ride-sharing industry that is now disrupting the traditional taxi business.
As of December 2014, more than 162,000 people were driving for Uber, and the number of drivers is said to double every six months. Most of those drivers won’t be needed when driverless taxis, in the sky and on the ground, can provide the same service at lower cost.
Third, marketing strategies will be retooled to target passengers in flying taxis.
Video billboards that face drivers in highway traffic will be tilted upward so they can be read from the sky. Advertising messages will be painted on the rooftops of tall buildings and on parking lots. And within the flying taxis, passengers will be able to opt in to watch commercials during their ride in exchange for a lower fare.
References
1. Trends, November 2015, “Urban Mobility Takes Off.” ⓒ 2015 AudioTech Inc. All rights reserved.
http://audiotech.com/trends-magazine/trends-issue/160-august-2016/
2. To access the Dronethusiast review of the Ehang 184, visit their website at:
http://www.dronethusiast.com/ehang-184-is-a-manned-uav-you-will-never-get-to-fly/
3. Las Vegas Review-Journal, June 6, 2016, “Passenger-Carrying Drone Company Will Test in Nevada,” by Nicole Raz. ⓒ 2016 Las Vegas Review-Journal Inc. All rights reserved.
http://www.reviewjournal.com/business/passenger-carrying-drone-company-will-test-nevada
4. SlashGear, April 8, 2016, “e-Volo Volocopter VC200 Done. Its First Manned Flight,” by Shane McGlaun. ⓒ 2016 SlashGear. All rights reserved.
http://www.slashgear.com/e-volo-volocopter-vc200-done-its-first-manned-flight-08435441/
5. Daily Mail, February 2016, “Flying Cars Are Just TWO Years Away: Terrafugia Claims Its TF-X Will Be Ready to Take to the Skies by 2018,” by Ryan O’Hare and Ellie Zolfagharifard. ⓒ 2016 Associated Newspapers Ltd, Part of the Daily Mail, The Mail on Sunday & Metro Media Group. All rights reserved.
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3454461/Flying-cars-just-TWO-years-away-Terrafugia-claims-TF-X-ready-skies-2018.html
6. Air Transport World, August 2, 2016, “Airbus Pursues Autonomous Air Taxi Research Project,” by Graham Warwick. ⓒ 2016 Penton. All rights reserved.
http://atwonline.com/manufacturers/airbus-pursues-autonomous-air-taxi-research-project
7. To access a report on the market for fuel cell passenger cars and buses, visit the Navigant Research website at:
https://www.navigantresearch.com/research/fuel-cell-vehicles
