2022.08.01 현대자동차그룹
AAM 테크데이 2022, 개발자 세션 발표자들의 이야기
AAM 테크데이 2022의 세미나 세션을 빛낸 다섯 명의 AAM본부 소속 연구원들을 만나 AAM과 관련한 여러가지 이야기들을 나눠봤습니다.
현대자동차그룹 AAM 사업의 비전을 만나볼 수 있었던 ‘AAM 테크데이 2022’의 오후 세션에는 실무진의 경험을 기반으로 한 연구사례 발표가 있었습니다. AAM을 개발하는 현직 개발자들의 현장감 넘치는 발표와 질의응답으로 구성된 해당 세션은 배정된 발표 시간이 부족할 만큼 큰 호응이 있었는데요. 행사를 준비한 운영진과 개발자 모두에게 많은 보람을 가져다준 시간이었습니다.
AAM 테크데이의 현장을 뜨겁게 달궈준 다섯 명의 개발 실무진에게 소감과 함께 못다 한 이야기를 들어봤습니다.
Q. 실무진들의 발표에 대한 현장 반응이 상당히 좋았습니다. 발표를 준비하면서 느꼈던 감정이나, 행사를 마치고 난 이후의 소감을 말씀해 주시겠어요?
김호건 책임연구원 | 떨리기도 하고, 설레는 와중에 많은 분들이 흥미롭게 발표를 경청해 주셔서 감사한 마음으로 발표에 임할 수 있었습니다. 그리고 보여드리고 싶은 내용과 자료가 많았지만 다 보여드리지 못해 아쉬웠어요. 특히 직무상담부스에서 석/박사생들과 이야기를 나눌 기회가 있었는데, 많은 분들이 흥미로운 연구 분야를 다루고 있었습니다. 저희에게는 최신 연구 트렌드를 엿볼 수 있는 좋은 기회가 되었던 것 같습니다.
양정아 연구원 | 같은 꿈과 목표를 가지고 항공우주 분야를 공부를 해온 사람으로서 참석자들이 어떤 생각을 가지고 행사에 참여했을지 가늠해 볼 수 있었어요. 그리고 제 발표가 참석자들에게 긍정적인 동기가 되면 좋겠다는 마음으로 최선을 다해 준비했습니다. 발표 후 이어진 질의 수준도 높았고, 열정적으로 참여해 주시는 모습을 보며 저 스스로도 긍정적인 에너지와 좋은 영감을 받을 수 있었습니다.
김종형 책임연구원 | 외부인을 대상으로 하는 발표다 보니 어떻게 주제를 잘 설명하고 공감대를 이끌어낼 수 있을까 고민했습니다. 외부의 시선으로 내부 기술을 설명할 수 있는 귀한 시간이었다고 생각해요. 개인적으로는 Lesson learn(과거 사례 학습) 측면에서 문서화가 중요하다는 것을 배울 수 있었고, 참석자들의 날카로운 질의를 통해 다양한 시각에서 개발 환경을 고려해가며 개발해야 한다는 것을 느꼈습니다.
문건희 책임연구원 | 후배 연구자분들, 특히 항공우주 분야를 전공하고 있는 분들께 우리의 신사업을 소개할 수 있게 되어 영광이었습니다. 그리고 직무상담부스에서 참석자분들과 소통하며 현대차그룹의 AAM 개발 사업을 성공적으로 이끌어가야 한다는 책임감을 느꼈습니다. 또한 아직 현업에 진출하지 않았음에도 불구하고 냉철하게 AAM 사업의 타당성을 해석하고, 분석하는 참석자들의 안목에 많이 놀랐습니다.
이희광 책임연구원 | 유수의 연구실에서 항공분야 연구를 하는 대학원생분들이 참석하신다고 해서 기대와 설렘을 안고 발표를 준비했습니다. 발표 자료에 들어갈 내용이 지루하지 않으면서 현재 하고 있는 연구도 잘 반영될 수 있게끔 힘썼고요. 이번 행사는 결과적으로 산업계와 학계가 자연스럽게 서로의 연구 분야를 교류할 수 있는 소중한 기회였고, 앞으로의 동반성장을 이끌 수 있는 주춧돌이 되었다고 생각합니다.
김호건 책임연구원의 “항공기 설계를 위한 공력해석 업무 소개”
Q. 공력 해석 업무를 소개하는 발표를 하셨는데요, 가장 강조하고 싶었던 부분은 무엇인가요?
김호건 책임연구원 | CFD의 정확도를 높임으로써 항공기 발전에 많은 도움을 줄 수 있다는 이야기를 발표했어요. 기체의 공력 개발에서는 풍동 시험(wind tunnel)보다 컴퓨터 시뮬레이션(Computational Fluid Dynamics, CFD) 방식, 즉 *디지털 트윈을 통한 방식이 더 빠르고, 실제 시험에서 구현하기 어려운 다양한 상황에서의 시뮬레이션이 가능하다는 점을 강조하고 싶습니다. 물론, 실제 크기의 기체를 CFD로 해석하는 데에는 어려움이 많은 것이 사실이에요. 그러나 적극적인 연구 지원에 힘입어 저희는 실제 크기와 디테일한 모델에 대한 공력 및 공력소음(Aeroacoustics) 해석까지 가능한 시스템을 구축했고, 지금도 이를 계속 발전시켜 나가고 있습니다.
* 디지털 트윈(Digital Twin) : 현실의 기계나 장비 등 물리적 사물을 가상의 디지털 세계에 구현하는 것
Q, 공기 유동 해석 및 시뮬레이션 과정에서 중요한 기술 요소는 무엇인가요?
김호건 책임연구원 | 자동차는 지면 위를 달리기 때문에 공력 특성 측면에서 지면효과(Ground effect)가 중요시됩니다. 반면에 항공기는 이착륙 시를 제외하면 지면과 멀리 떨어져 있죠. 특히 프로펠러를 활용한 항공기는 프로펠러에서 발생한 난류가 항공기 공력 특성에 많은 영향을 줍니다. *UAM이나 *RAM과 같이 프로펠러가 많으면 복잡한 유동과 빠른 운행속도로 인한 공력소음이 더욱 중요시됩니다. 여기에 결빙(icing) 현상이 항공기 공력성능에 많은 큰 영향을 미칠 수 있기에 이 두 가지의 해석 기술과 성능 향상 기술들이 요구되고 있어요. 이처럼 다양한 변수의 정확한 분석이 곧 항공기의 안정성과 직결된다고 볼 수 있습니다. 저희는 이와 같은 연구를 수행하기 위해 일반적인 CFD보다 더 정확하고 정교한 CFD 시뮬레이션을 활용하고 있고, 수만 개의 데이터를 더욱 빠르게 해석하고 처리할 수 있도록 자동화 시스템을 구축하고 있습니다.
* UAM(Urban Air Mobility) : 복잡한 도심 속에서 이용 가능한 비행형 이동 수단
* RAM(Regional Air Mobility) : 항공 서비스가 부족한 지역 간의 이동을 지원하는 항공 모빌리티
김종형 책임연구원의 “하늘 위 모빌리티, AAM의 착륙장치 기술 개발기”
Q. 이전에도 랜딩 기어에 대한 기술 내용을 인터뷰로 다룬 적 있는데요, 이번 세미나에는 어떤 것을 이야기하고 싶었나요?
김종형 책임연구원 | 제 발표는 두 가지로 요약할 수 있을 것 같아요. 첫 번째는 착륙 장치의 개발 환경과 체계화된 개발 환경을 구축했다는 점이고, 두 번째는 개발 환경을 구축했는데도 불구하고 실제 개발 시에는 예상하지 못했던 많은 문제점과 돌발 상황을 해결해야 한다는 것입니다. 발표 때도 말씀드렸던 것처럼 ‘Project managing은 엔지니어링이 아닌, 인문학적 접근이 필요하다’고 생각하는데요. 기술적으로는 착륙하중을 감안해 동체에 전달되는 하중 경로를 고려하고, 구조물의 중량과 안정성 사이에서 최적의 *Trade-off 관계를 도출했습니다.
* Trade-off : 두 개의 목표 가운데 하나를 달성하고자 할 때, 다른 목표의 달성이 늦어지거나 희생되는 양자 간의 관계
Q. 발표 내용 중 랜딩 시 사상자 관련 통계자료가 인상 깊었습니다. 기존 항공기들과 비교했을 때 AAM 랜딩 기어는 어떻게 만들어야 한다고 생각하시나요?
김종형 책임연구원 | 이착륙 거리가 짧은 항공기(STOL, Short Take-Off and Landing)는 활주로만 있다면 전 세계 어디든 이동이 가능하며 운용 자유도도 높습니다. 또한 다목적 차량과 연계하면 더욱 다양한 목적으로 승객과 화물을 운송할 수도 있고요. 따라서 착륙장치 설계 시 낙하 속도(Sink-speed)와 순간 제동력에 대한 높은 신뢰성, 그리고 성능적인 측면에서 보다 다양하고, 높은 요구 조건을 만족시켜야 합니다. 현대차그룹이 자동차 개발을 통해 축적한 높은 신뢰도의 Safe-factor 및 대량생산을 고려한 초기 설계 역량은 AAM 기체 개발에 있어 실질적으로 많은 도움이 되고 있습니다. 이러한 부분이 현대차그룹 AAM사업부가 가지는 큰 장점이라고 생각합니다.
양정아 연구원의 “컨셉개발 업무, 그리고 기술 소개”
Q. 컨셉 개발이라는 직무를 간단히 설명해 주실 수 있나요?
양정아 연구원 | 개념설계란 개발의 첫 단계에서 “백지에 밑그림을 그려내는 일”이라고 보면 되는데요. 현재 저희는 수요의 예측과 시장 분석을 거쳐 사업초기계획과 초기 요구도를 만들고, 이로부터 항공기 전체 형상과 기체 개념을 수립하고 있습니다. 넓은 설계 공간에서 더 많은 적정성 검토(Trade study) 및 타당성(feasibility) 확인을 하고, 짧은 시간에 보다 많은 시행착오를 경험하기 위해 경험 중심의 설계 방식과 물리 기반의 발전된 설계방식을 모두 적용하고 있습니다.
Q. 컨셉 개발이라는 직무는 무에서 유를 창조해야 하는 만큼 상당한 인내와 창의력을 필요로 하지 않을까 싶습니다. 업무를 진행하면서 가장 어려운 일은 무엇인가요?
양정아 연구원 | 선택된 몇 개의 결과를 내기까지 중간에 탈락되기도 하는 실패작들과 많은 시도들이 있어요. 그래서 고민과 노력, 시간, 자원이 필요한 인내의 과정이 필수라고 생각합니다. 처음부터 좋은 형상을 만들어 내기는 어려운 것은 당연하고, 저희가 목표로 하는 컨셉을 찾아가는 과정에 여러 분야의 참여와 이해를 바탕으로 한 리더십과 지원이 필요합니다. 시각은 다양하지만 같은 방향성을 가지고 독자적인 컨셉을 만들어내야 하는 과정에서 관점을 설득하는 과정이 가장 어려운 것 같습니다. 그럼에도 불구하고 현대차그룹이 혁신과 함께 업계의 ‘게임 체인저’가 되려면 이러한 개념설계를 통한 고유의 컨셉을 만들어가는 과정이 반드시 필요하다고 생각합니다.
이희광 책임연구원의 “AAM을 위한 전동화 추진 시스템 소개”
Q. 자동차 설계 및 제조 노하우에서 비롯된 이점이 있을 것 같습니다. 실제 업무를 하면서 체감이 되는 부분이 있을까요?
이희광 책임연구원 | 이번 발표에서 파워트레인의 전동화에 대한 전반적인 내용을 공유했는데요. 항공용 파워트레인의 전동화를 연구하고 개발하는 데에 있어 현대차그룹이 뛰어난 역량을 발휘하고 있는 이유는 전기차에 대한 연구 개발 결과를 기반으로 하기 때문입니다. 또한 같은 이유로 경쟁 업체보다 접근 자체가 빠르다는 장점도 있습니다. 비록 항공과 지상이라는 환경의 차이로 인해 동일할 수는 없지만, 전기에너지를 동력에너지로 전환하는 장치의 개발 과정에서 현대차그룹이 지금까지 연구 개발한 설계 방법과 시험 검증 방법은 상당한 도움이 되고 있습니다.
Q. 전기 모터가 핵심 동력일 텐데, 자동차와는 달리 상공 환경에서 운용되는 만큼 차이가 있을 것 같습니다. 어떤 차이가 있을까요?
이희광 책임연구원 | 자동차의 모터/인버터와 항공용 모터/인버터는 운전 영역, 운용 환경, 설치 환경의 차이로 크게 구분할 수 있을 것 같아요. UAM은 운용 고도가 낮아 어느 정도 비슷한 환경이라고 볼 수 있겠지만, RAM은 운용고도가 높아 전기를 사용하는 기기들의 절연 설계나 냉각 설계 등에서 큰 차이를 보입니다. 또한 항공용 모터나 인버터는 외부에 노출되도록 장착되는 경우가 있기 때문에 전자기 간섭이나 낙뢰 같은 요소들로부터 부품을 보호하기 위한 추가적인 보호설계를 고려해 개발해야 합니다.
문건희 책임연구원의 “AAM 자율비행 기반 기술 개발 소개”
Q. 항공기의 자율비행에 대해서 발표해 주셨습니다. 항공기는 ‘고도’라는 요소로 복잡한 알고리즘과 기술이 필요할 것 같은데, 자동차의 자율주행과는 어떤 차이가 있나요?
문건희 책임연구원 | 자율주행에 비해 쉬운 부분도 있고, 더 도전적인 부분도 있습니다. 하늘이 전부 열려있는 것 같아도, 실은 엄격하게 통제되는 항로가 존재하기 때문입니다. 항공안전법은 안전한 항공기 운항을 위한 법체계로, 모든 사용자가 정해진 규범에 따라 예측 가능한 행동을 해야 합니다. 눈에 보이지 않는 항로를 잘 따라가기 위해서는 정확한 위치 속도 제어와 함께 정밀한 항법 측위가 반드시 필요합니다.
항공기는 이동속도가 빠르기 때문에 차보다 더 먼 거리의 물체와의 충돌에 대비해야 합니다. 자동차의 V2V처럼, 항공기에서는 TCAS(Traffic Collision Avoidance System)나 ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)와 같은 장비로 서로의 위치 정보를 송수신해 충돌을 피하는 기술을 오래전부터 사용해오고 있습니다. 보행자가 없는 대신에 항공기의 자율비행에는 새 떼나 소형 드론과 같이 통제할 수 없는 비행 물체들의 위협이 존재합니다. 미래에는 자동차의 FCA(Forward Collision-Avoidance Assist)와 유사한 DAA(Detect and Avoidance)라는 기능을 활용해 장애물을 회피하게 될 겁니다.
Q. 자율비행에 필요한 장비는 자동차의 ADAS와도 기술적으로 유사한 점이 많을 것 같아요. 그룹사와의 협업이 이루어지고 있나요?
문건희 책임연구원 | 자동차의 ADAS는 자율비행 기술과 유사한 부분이 많습니다. 때문에 ADAS 관련 부서와 협업점을 찾아가며 기술개발을 하고 있습니다. 또한 최근에는 현대차그룹이 Supernal, Motional, 42Dot, Boston Dynamics 등과 같은 신사업 분야에 공격적인 투자를 하고 있고, AAM사업부 역시 이러한 기업들과 협업하며 기술 성숙도를 높여가는 중입니다. 아직은 그룹사의 항전장비기술이 자동차 업계 수준(Automotive Level)이라 볼 수 있지만, 모빌리티 혁신이라는 관점에서 이들 모두의 지향점은 같다고 생각합니다. 현대자동차그룹의 역량을 증진시킨다는 관점에서 지속적으로 그룹사들과의 협력을 확대해 나갈 예정입니다.
AAM 테크데이 2022의 개발자 발표 세션은 실제 현업에 종사하는 개발자들이 어떤 모습으로 일하는지 확인할 수 있는 시간이었습니다. 또한 참석한 대학(원)생들이 열정적으로 질문하고, 대담에 참여하는 모습도 인상적이었습니다. UAM과 RAM으로 대표되는 현대차그룹 AAM 사업의 지속적인 성장과 외부의 뛰어난 개발자들이 이와 같은 성장에 함께 할 수 있도록, 저변을 확대하고자 하는 선배 개발자들의 노력은 계속될 예정입니다.
* Interviewer : 현대자동차그룹 황성재 책임매니저, 윤시현 매니저
