한국항공우주연구원

최근 국내에서는 작년 시범대회에 이어 올해 본격적으로 1회 대회가 개최되는 인간동력 항공기가 주목을 받고 있다. 이 대회에는 한국항공우주연구원을 비롯해 국내의 여러 대학과 일반인 참가자들이 각기 고유의 비행체를 설계, 제작하여 참여하고 있는데, 엄밀히 말하면 항공기(aircraft)의 여러 형태 중에서, 고정형 날개를 가진 비행기(airplane)를 대상으로 하고 있다. 아직 국내에서 사람의 힘만으로 비행에 성공한 헬리콥터는 없는데, 지난 6월, 캐나다 토론토에서는 미국헬리콥터협회 (AHS, American Helicopter Society)에서 수여하는 시콜스키상을 수상한 팀이 나왔다. 이 상은 인간동력 헬리콥터가 3m 높이에서 60초 이상 비행을 지속하는 것을 주요 내용으로 하며, 지난 1980년 제정된 이래 2009년에 상금을 10만 달러에서 25만 달러로 높인 바 있다.

비행에 성공한 헬리콥터는 아틀라스 (Atlas)라는 이름을 가졌으며, 토론토대학교 졸업생인 토드 레이체트 (Todd Reichert)와 카메론 로버슨 (Cameron Robertson)이 설립한 에어로벨로 (Aerovelo)사에서 제작하였다. 이들은 기체 제작을 위한 초기 자금으로 3만 달러를 미국계 크라우드 펀딩회사인 킥스타터 (Kickstarter)를 통해 지원받았다. 아틀라스는 50m 길이의 축 두 개를 X자 형태로 묶고, 그 끝에 지름 20m 크기의 로터 4개를 장착하여 기체 폭이 58m에 이른다. 그러나 전기체 무게는 55kg에 불과하다. 아틀라스 프로젝트는 2012년 1월에 시작하여 8월에 비행시험을 하였으며, 8월 28일에 첫 비행에 성공했다. 이후 몇 번의 시행착오와 설계변경을 거쳐 2013년 6월, 토론토의 실내 축구장에서 5일간의 비행시험을 수행하였다. 시콜스키상 수상을 위한 기준 기록을 달성한 것은 계획된 일정의 마지막 날로, 국제항공연맹 (FAI, Federation Aeronautique Internationale)은 64초 동안 최대 3.3m 높이에서 비행에 성공하였음을 확인하였다. 7월 11일 시상식에서, 미국헬리콥터협회의 회장인 마이크 허쉬버그 (Mike Hirschberg)는 “몇몇 연구가 시콜스키상의 요구조건을 만족시키는 것은 과학적으로 불가능하다는 내용을 발표했지만, 오늘의 결과를 통해 그와 같은 회의론이 틀렸다는 것을 증명했다.”라고 축하의 말을 전했다. 비행을 성공으로 이끈 조종사인 토드 레이체트는 기체를 상승시키는 것보다 충돌하지 않도록 균형을 유지하며 하강하는 것이 가장 어려운 점이었다고 말했다.

한편, 상금이 증가한 2009년 이후 아틀라스의 가장 강력한 경쟁자로 매릴랜드 대학의 가메라 (Gamera)가 있었다. 그들은 지난 2012년 8월 28일, 65.1초 동안 비행에 성공한 기록을 보유하고 있다. 그러나 최고 높이가 2.4m로 시콜스키상 수상을 위한 기준 기록에는 미치지 못했다. 가메라는 다리로만 동력을 발생하는 아틀라스와는 달리 팔과 다리를 모두 이용하는 것이 특징이다. 그러나 적절한 자세를 제어하는 부분에서 아틀라스에 뒤진 점이 초기에 앞서나갔음에도 결국 시콜스키상 수상에 실패한 결정적인 이유가 되었다.

참고자료:
Human-powered helicopter
(Wikipedia, 2013.8.27)
Finally! A Human-Powered Helicopter Wins the $250,000 Sikorsky Prize
(Popular Mechanics, 2013.7.11) 

작성 : 한국항공우주연구원 황인성 (선임연구원)