전세계가 상용화를 위한 개발을 진행 중인 전동 수직이착륙기(eVTOL), 이른 바 “플라잉카” 중에서도 비행 효율이 특히 높은 기체로 항공업계 관계자들로부터 큰 관심을 받고 있는 것이 바로 독일 Lilium이 개발하는 “Lilium Jet”다(그림1).

                   
▲ (그림1) Lilium이 개발을 추진하는 eVTOL “Lilium Jet”. 날개나 프로펠러를 이착륙 시에는 수직방향으로, 
순항 중에는 수평방향으로 편향하는 “추력편향”이라고 불리는 타입의 기체다. 최대 7명 탑승(파일럿 1명 포함)이 가능하며
 항속거리는 250km 이상으로 비행효율이 뛰어난 점이 특징이다. 전장 8.5m, 익폭(span)은 13.9m다.
Denso와 Honeywell이 공동 개발한 전동 모터를 30개 탑재한다.

그 심장부가 Denso와 항공기 장비 메이커 Honeywell International이 공동 개발하는 경량, 고출력 전동모터다. 무게 약 4kg에 출력은 100kW이며, eVTOL용으로는 타사 제품의 10배 이상인 25kW/kg의 출력밀도를 실현했다.

Denso는 전동모터의 제공과 더불어 2023년 11월 14일에는 Lilium Jet의 전동 엔진(전동 추진 시스템)의 양산화를 위한 생산라인 구축과 자동화를 지원하기로 합의했다고 발표했다. Denso측에 Lilium과의 협업에 대해 물어보았다.

Q. Denso는 2023년 11월에 Lilium과의 파트너십 계약 체결을 발표했다. 전동 엔진의 양산화 등에 관한 것인데, 제휴의 경위와 내용을 알려달라.

A. Denso는 Lilium Jet의 전동 엔진 중 모터부분을 구성하는 스테이터와 로터를 공급하는 비즈니스를 수주하고, Honeywell과 공동 개발을 추진하고 있다(그림2).

이번에 계약을 체결한 것은 Lilium측으로부터 전동 엔진부의 조립공법이나 공정을 개발하는 과정에서 “전동엔진부분의 생산 기술적인 컨설팅 및 조언에 대응해 주었으면 한다”는 요청이 있었던 것이 계기가 되었다. Denso가 모터 제품의 개발과 생산기술을 숙지하고 있기 때문이다.

이번 연계는 전동 엔진부의 생산기술에 한하여 Denso가 기술적인 조언을 제공하는 등이 대상이며, 기체 전체의 조립공법이나 공정 등을 대상으로 한 것은 아니다.

  
▲ (그림2) Denso와 Honeywell이 공동 개발한 전동 모터. 
무게 약 4kg, 출력은 100kW다. 왼쪽은 스테이터, 오른쪽은 로터이며 모두 프로토타입이다.

Q. Lilium Jet에 공급하는 전동 모터는 무게 약 4kg, 출력 100kW로 타사의 eVTOL이 탑재하는 전동 모터와 비교했을 때 압도적인 출력밀도를 실현했다. 그 이유는 무엇인가?

A. 전동 모터의 토크 향상을 위해 자기회로에 새로운 기술을 도입함과 더불어 고강도, 경량 부품재료를 로터 구조에 적용하여 경량화도 실현했다. 또한 재료 메이커의 협력을 얻어 고열전도 수지재료를 적용함으로써 스테이터의 냉각성능을 비약적으로 향상시키고 경량화를 실현했다.

◆ 1기당 전동 모터 30개 탑재

Q. Lilium Jet에는 1기 당 전동 모터가 몇 개 탑재되는가.

A. Lilium Jet에는 “추력편향 전동 덕트(Ducted Electric Vectored Thrust, DEVT)”라고 불리는 독자적인 추진 시스템이 1기체 당 30개씩 탑재된다. 전체에 전동 모터가 내장되며 Denso와 Honeywell이 공급하는 스테이터와 로터가 탑재된다.

Q. Denso의 eVTOL용 전동 추진 시스템의 사업 전개구상과 로드맵을 알려달라.

A. 사업전략에 관해서는 답변하기 어렵지만, 전동 추진 시스템의 개발 및 사업화를 강화해 나갈 방침이다. 개발 측면에서는 Denso의 Electrification System 사업 그룹 내에 있는 각 기능과 생산혁신센터의 생산기술부를 집약하고 “Electric Sora-Mobi Business Promotion Div.”를 2024년 1월에 신설했다.

앞으로 양산화를 고려하여 선행 개발부터 생산기술, 품질 보증에 관한 노하우를 보유한 조직을 구축하고 사업화를 위해 활동을 가속화해 나갈 방침이다.