“하늘을 나는 보트 ‘Seaglider’ 등장한다”

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최근 뉴질랜드 기업인 ‘오션 플라이어’는 ‘시글라이더(seaglider)’라는 생소한 이름의 운송 수단을 도입해 2025년부터 운행에 나선다고 발표했다.

현재 미국 ‘리젠트’에서는 100% 전기 동력의 ‘시글라이더’를 개발 중인데, 조만간 비행기도 배도 아닌 새로운 개념의 운송 수단이 국내에도 등장해 주로 해안에 위치한 도시 사이를 날아다닐 것으로 보인다.

12인승 시글라이더 ‘바이스로이’

<‘위그선’은 언제부터 개발이 시작됐나?>

‘오션 플라이어’는 5월 18일(수), 미국 플로리다 앞바다에서 처음 시연된 ‘리젠트’에서 개발 중인 제품의 1/4 크기로 제작된 프로토타입의 운항 영상을 처음으로 공개했다.

공개된 ‘시글라이더’는 이미 전부터 ‘위그선(WIG, Wing In Ground Effect Craft)’이라는 이름으로 알려진 운송 수단의 일종인데, 위그선은 우리말로는 ‘표면효과익선(表面效果翼船)’이라는 좀 어렵고 낯선 용어로 번역할 수 있다.

용어는 낯설지만 최초 개발은 생각보다 오래 전인 1935년 핀란드 항공기 엔진 전문가인 토이보 카아아리오(Toivo Kaario, 1912~1970)가 처음 만들어 얼음판 위에서 비행하는 데 성공했는데 그는 호버크래프트 개발에도 선구자였다.

이후 나치 독일을 비롯해 해체 전 소련에서 특히 군사적 용도로 꾸준히 개발하던 중 냉전이 한창이던 시절에 미국 첩보 위성이 내륙해인 카스피(Caspian) 해에서 수면 위를 시속 550km로 질주하는 물체를 추적하면서 그 실체가 처음 드러났다.

이 물체는 나중에 배수량 550톤에 군인 800명을 태우고 최고 시속 550km로 달라는 위그선으로 확인됐으는데 처음에 미국은 이를 ‘바다 괴물(Sea Monster)’로 명명했다.

소련은 1987년에는 ‘룬급 미사일 위그선’을 흑해 함대에 배치했는데 승조원이 15명이고 날개 길이가 44m, 무게가 286톤인 이 대형 위그선은 무려 6발이나 되는 P-270 모스킷 대함 미사일을 기체 상부에 이고 다니는 괴물이었지만 결국 한 대만 제작된 후 재정 문제로 개발 계획이 중단됐다.

한편 미국 역시 대형 군사용 위그선을 개발해 왔고 한국도 1995년에 러시아와 기술 제휴로 개발한다는 소식이 전해진 바 있으며 이후 한국해양연구원을 주축으로 조선사들이 협력해 대형 위그선 개발 계획이 발표되기도 했다.

현재는 중국은 물론 일본과 호주, 유럽에서도 연구 중이며 이제는 리젠트처럼 이를 레저용이나 상업용 운송 수단으로 개발하려는 민간의 노력이 펼쳐지고 있다.

세계 최대 항공기 제작사인 보잉도 2000년대 초 ‘Boeing Pelican ULTRA’라는 초대형 위그선 개발에 나섰는데, 이 위그선은 군수품 수송이 목적이었지만 무려 3,000명 이상 태우는 상업용 여객기로 개조할 수도 있었지만 2006년 이후 개발이 중단됐다.

소련의 ‘룬급 미사일 위그선’

<위그선은 비행기일까 선박일까?>

이처럼 주로 군용으로 개발되던 위그선은 긴 활주로를 갖춘 공항시설이 불필요하고 기존 부두를 그대로 사용할 수 있으며, 기차 궤도처럼 다른 시설도 필요 없고 10m 높이 파도에서도 안정적으로 운항해 뱃멀미를 겪지 않아도 된다.

나아가 선박 운항 한계 속도인 시속 90km보다 훨씬 더 빠른 500km 이상 비행기에 맞먹는 속도를 낼 수 있으며 연료도 항공기에 비해 적게 드는 등 여러 가지 장점이 많다.

그러나 이륙을 위해 바다를 시속 150~170km로 달려야 해 바닷물과 비행체 사이에 발생하는 마찰을 극복하기 위해 과다한 동력 장치나 이륙보조 장치가 필요하며 비행 시 날개 아래면 상황이 수시로 변하기 때문에 날개의 비행 성능이 저하되는 점과 운행 성능을 유지하기 위해서는 넓은 꼬리날개를 가져야 하는 등 설계가 상당히 까다롭다.

또한 바다 위를 스치듯 날다 보니 항공기에 비해 악천후에 더 취약하고 이는 곧 대형 사고로 이어질 가능성도 높다는 여러 단점과 함께 경제성이 떨어져 지금까지 적극 개발과 실용화가 이뤄지지 못했으며, 이런 이유로 소련의 군사용을 제외하고는 본격적으로 시장에 등장한 제품이 별로 없을 정도로 개발이 더뎠다.

실제로 한국에서는 2012년 7월 경남 사천 앞바다에서 시험 운항 중이던 위그선이 추락해 조종사가 숨지고 외국인 기술자 3명이 중상을 입기도 했다.

한편 위그선은 용어 상으로는 배지만 날개가 달리는 등 모양은 항공기에 더 가깝고 엔진도 항공기 엔진으로 ‘선박과 비행기 특성을 모두 갖춘 중간형’인데, 위그선에 대한 구분 논란은 1990년대 후반 ‘국제해사기구(IMO)’와 ‘국제민간항공기구(ICAO)’가 논의해 이를 선박으로 보기로 결정하면서 일단락됐다.

현재 IMO는 바다에서 고도 150m 이하로 움직이는 기기를 모두 선박으로 분류하는데, 사실 이런 기준 때문에 소련의 괴물 위그선들은 비상시 최대 2Km 높이까지 상승하다 보니 오히려 분류에 어려움이 따르기도 했다.

위그선은 선박과 달리 수상비행기와 같은 외형과 구조라 일반적인 선박 운항 면허로 조종할 수 없으며 또한 항공기 면허 획득에 가까운 훈련과 지원 체계가 마련되지 않으면 안 된다.

이런 상황에 따라 적용되는 법률이나 규정, 또는 조작하는 이들에 대한 면허 인정과 훈련 과정 등도 아직까지는 국가별로 명확한 체계가 제대로 마련되어 있지 않고 제각각인 형편인데, 한국의 위그선 사고 당시에도 위그선 정체를 놓고 선박 안전 및 검사를 책임지는 ‘한국선급(KR)’과 비행기 안전을 다루는 국토해양부가 서로 사고 조사를 미루는 등 논란이 일었다.

또한 당시 사망한 조종사는 시대에 뒤처진 법률로 사전에 생명보험 가입도 못했는데, 하지만 2020년 5월에 한국 업체가 개발한 8인승 위그선에 대해 세계 최초로 상용화가 가능하다는 선급을 발부해 한국 역시 위그선 개발에 힘을 쏟고 있으며 조만간 포항-울릉 구간을 한 시간에 운항한다는 보도가 나오기도 했다.

한국선급(KR) 인증을 받은 한국아론비행선박(주)의 ‘아론 M80’

<위그선의 운행 원리는?>

아주 오래전부터 인간은 하늘을 날고 싶다는 욕구를 이루고자 엄청난 노력을 기울인 끝에 결국 20세기 초에 라이트 형제가 처음 비행기를 만드는 데 성공했다.

비행기 날개에 작용하는 힘은 중력과 항력 및 양력으로 구분되는데 익히 알다시피 중력은 지구가 비행기 날개를 아래로 잡아당기는 힘이고 반면 항력은 비행기가 나는 동안 뒤로 작용하는 공기 저항력이다.

한편 엔진에서 나오는 또 다른 힘인 추력은 비행기를 앞으로 나아가게 만드는 힘이며 마지막으로 양력은 중력과 반대방향으로 비행기 위로 향하는 힘이다.

항공기가 고속으로 비행하면 위쪽으로 약간 들려 있는 날개의 위쪽 공기의 속력이 아래 공기 속력보다 빨라지면서 위아래의 압력 차이로 양력이 생긴다.

항공기 날개와 비슷한 모양의 물체가 지면이나 수면과 가깝게 날게 되면 아래쪽(물체와 지면 사이)의 공기 압력이 증가해 양력 또한 증가하는데, 이것을 ‘표면효과(Ground effect)’ 또는 지면효과라고 하며 이 양력으로 인해 위그선이 날 수 있게 된다.

바다에서 갈매기가 수면 가까이 내려왔을 때 별다른 날갯짓을 하지 않고도 부드럽게 나는 것은 이와 같은 양력을 이용하기 때문이다.

위그선은 지면 또는 수면 위로 살짝 떠서 가기 때문에 바닥(물)과의 마찰을 줄일 수 있으며 높은 고도까지 올라가야 하는 항공기에 비해 연료도 훨씬 적게 드는데, 한국의 위그선 개발 업체에서는 헬리콥터의 50%, 동급 선박의 20% 연료로 같은 거리를 갈 수 있다고 설명하고 있다.

위그선의 비행 원리

<2025년 국내 등장하는 ‘시글라이더’>

이번에 ‘오션 플라이어’가 영상을 공개한 미국 스타트 기업인 ‘리젠트’의 프로토타입 시제품은 제작사가 첫 번째로 시장에 내놓을 예정인 12인승 버전인 ‘바이스로이(Viceroy)’를 1/4 크기로 만든 시제품이다.

현재 리젠트는 2023년까지는 바이스로이의 실물 프로토타입을 만들어 시험 운항에 나선 뒤 2025년부터는 실제 상업 운항에, 그리고 2028년부터 100인승 모나크도 운항을 시작한다는 목표를 가지고 있다.

리젠트는 오션 플라이어를 포함해 하와이 항공과 미국 통근기 전용 항공사, 그리고 영국 페리 업체 등 전 세계에서 이미 NZ$ 72억의 주문을 받았다.

리젠트는 빌리 탈하이머(Billy Thalheimer) 대표를 비롯해 보잉에 근무했던 직원들을 주축으로 설립했으며, 연구진에는 ‘아메리카스 컵 요트대회’에 참가한 ‘오라클 팀 USA’의 기술자들도 포함돼 시글라이더가 선박이라는 사실을 실감하게 한다.

또한 투자자 중에는 온라인 지불 시스템인 페이팔(PayPal)을 엘론 머스크(Elon Musk)와 함께 창업한 뉴질랜드시민권자이기도 한 피터 틸(Peter Thiel)과 미국 NBA 농구팀 구단주이자 억만장자인 마크 큐번(Mark Cuban) 등이 포함돼 있다.  

이들은 해안 도시 간 운송 비용을 획기적으로 줄이고 전기를 동력으로 해 탄소 배출을 제로화하며, 기존 배터리 기술로 최대 180마일, 차세대 배터리로는 최대 500마일을 순항속도 시속 300km로 운항할 수 있는, 조종사 2명과 승객 12인용의 시글라이더로 불리는 위그선을 만드는 게 우선적 목표이다.

제작사가 공개한 바이스로이 사양을 보면, 프로펠러가 날개 양쪽에 각각 4개씩 모두 8개가 달려 있고 기체 너비는 20m, 길이 17.5m, 그리고 높이는 4.7m이고 최대 이륙중량은 약 7톤이며 좌석은 소형 여객기처럼 배열됐다.

제작사는 시글라이더는 표면 효과를 이용해 바다 위를 스치듯 나는 새 형태의 비행체로 수중익선과 비행기 기능이 함께 갖춰져 있으며, 통상 10m 높이로 날지만 최고 30~40m까지 올라가 파도가 별 문제 안 된다고 전하고 있다.

시글라이더의 승객석

<삼각형으로 이어지는 남태평양 서비스 꿈꾸는 오션 플라이어>

한편 웰링턴에 본사가 있는 오션 플라이어는 현재 ‘에어 네이피어’의 소유주인 샤 아슬람(Shah Aslam)과 전직 뉴질랜드 공군 사령관(2002~2006)이자 전역 후에는 크라이스트처치 지진 당시 정부 민방위국 국장을 역임했던 존 해밀턴(John Hamilton)이 이끌고 있다.

이미 오션 플라이어는 시글라이더를 구입하고자 리젠트에 15대의 ‘바이스로이’를 포함해 그다음으로 출시될 예정인 100인승의 ‘모나크(Monarch) 시글라이더’ 10대 등 모두 25대를 주문한 상태이다.

이를 위해 오션 플라이어는 $100만 보증금을 지급했으며 전체 도입 금액은 $7억에 달하는 것으로 알려졌는데 오션 플라이어는 리젠트의 출시 일정에 맞춰 2025년까지는 우선 바이스로이를 도입해 해안 도시 사이를 최대 시속 540km 속도로 오가겠다는 구상이다.

특히 황가레이와 오클랜드 사이는 운항시간 30분에 예상 운임 $30, 크라이스트처치와 웰링턴은 1시간 걸리는데 요금은 $60에 불과해 기존 항공 요금보다 훨씬 저렴한 서비스가 가능하다고 주장하고 있다.

또한 오클랜드와 와이헤케 구간은 소요 시간 12분에 요금은 $12달러, 그리고 웰링턴과 블레넘은 25분에 $25부터 요금이 시작될 거라고 전하고 있는데, 현재 웰링턴과 크라이스트처치 등 국내선을 오가는 Air NZ의 터보 프롭 ATR 기종의 순항속도는 시속 510km이다.  

나아가 오션 플라이어는 국내에서 서비스 망이 구축되면 이후 태즈먼 전역과 태평양 지역까지 운항 노선을 크게 확장하겠다는 입장엔데, 회사 관계자는 뉴질랜드와 호주 및 피지, 통가, 사모아 같은 태평양 국가를 삼각형으로 연결한다는 야심을 갖고 있으며 이러한 노선이 완성되는 시점을 2030년 이전으로 잡고 있다.

또한 운항 속도도 A320 또는 B737 제트 항공기와 같은 시간에 타스만 해를 가로지를 것이라 주장하면서, 스튜어트 섬 같은 곳을 대상으로 하는 탄소 배출 제로 형태의 관광 서비스도 이뤄질 수 있다고 전했다.

시글라이더의 조종석

<안전 규정이나 조종사 훈련과정 도입 등 갈길 멀어>

한편 오션 플라이어 측은 시글라이더는 현재 항공기 및 선박 안전 규정과 동일한 안전기준에 따라 제작돼 안전에도 문제가 없다고 강조하고 있다.

시글라이더는 이미 선박으로 규정됐기 때문에 감독기관은 ‘뉴질랜드 해사 당국(Maritime NZ)’이며 해사 당국 관계자도 뉴질랜드는 국제 시스템을 따르는 만큼 자기들이 감독한다면서 이를 확인했다.

관계자는 시글라이더는 해상의 충돌 방지 규칙을 준수해야 하고 기체 설계 및 제작과 장비 모두 해사 당국의 새로운 선박 규정에 따라 규제될 것이며, 회사 측에서는 안전 지침과 함께 기체를 안전하게 작동하고 유지 관리하는 방안을 제출해야 한다고 전했다.

한편 해사 당국은 회사 측과 협력해 직원 훈련 방법을 결정할 것이며 현재 국내에는 훈련 프로그램이 없지만 훈련 과정이 미국에서 개발 중이므로 국내에서 가까운 장래에 과정이 준비되지 못하면 이를 승인하는 방안을 찾아볼 것이라고 밝혔다.

다만 이러한 운송기기가 아직은 실물화된 상황이 아니고 안전에 대한 사례도 없기 때문에 회사 측과 협조해 당국이 바라는 안전 기대치를 이해하고 이를 충족시키는 적합한 기준을 개발하겠다는 입장을 관계자는 밝히면서, 아직은 탑승객에게 어떤 보안 규정이 필요한지를 결정하기는 이르다고 전했다.

또한 ‘뉴질랜드 해운연합(NZ Shipping Federation)’ 관계자도 이 상황을 흥미롭게 지켜보고 있다면서, 시간이 지나면 시글라이더가 상업적으로 가능하고 또 수요가 있는지 등을 알 수 있을 거라고 말했다.

하지만 그는 시글라이더는 뉴질랜드 수역에서 가장 빠르게 움직이는 수단이 돼 자칫하면 치명적인 사고가 발생할 수도 있으므로 레저용 보트처럼 외따로 떨어져 있는 배들을 피할 수 있는 방안 등이 필요하다고 지적했다.

또 해양 관련 기관의 또 다른 관계자도 시글라이더를 항공기로 지칭하면서 이를 위해 사전에 지정된 항로가 필요하다면서, 이 새로운 기술이 뉴질랜드에서 운영될 수는 있겠지만 해양 규칙을 강화해야 한다고 주장했다. [KR]