도심항공모빌리티(UAM)의 구조와 운항 환경에 따른 에너지소비에 관한 연구 = A Study of Urban Air Mobility (UAM) and Its Energy Consumption under Various Operational Environments

국문 초록 (Abstract)

세계적으로 도시화가 심해지는 상황에서 도심의 교통체증을 해결하기 위한 미래형 도심 교통수단으로 주목받고 있는 도심항공모빌리티(UAM: Urban Air Mobility)의 정의와 구성요소, 요구되는 핵심 기술을 분석하였다. 또한 eVTOL 기반 UAM과 전기자동차의 운행 환경에 따른 전력 소비 특성을 비교분석하였다. 본 연구에서는 항공기 기체, 이착륙 인프라(버티포트), 항공 교통관리, 통신 기술 등 UAM 운영에 필요한 기반 요소를 검토하였으며, Joby Aviation 사의 S4 eVTOL과 Tesla Model S를 대상으로 도심 및 도시 간 운항 환경에서의 에너지 소비량과 운행 비용을 비교분석하였다. 분석 결과 eVTOL 기반 UAM은 도심에서는 EV 대비 약 3배 도시 간에서는 약 2.5~2.7배 더 빠르게 운송할 수 있으나 단거리 운항에서 에너지 효율성이 크게 떨어졌고 도시 간 운항에서도 EV보다 3배 이상 많은 전력을 소비하는 것으로 나타났다. UAM 시장이 활성화되기 위해서는 eVTOL 자체 기술 개발과 더불어 소비자들의 호응도가 높은 경로와 서비스를 개발하고 재생에너지 기반 전력 공급 체계와 연계하여 에너지의 효율성을 높이는 등의 노력이 동반되어야 할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With the accelerating pace of urbanization worldwide, Urban Air Mobility (UAM) has emerged as a promising next-generation transportation solution to alleviate urban traffic congestion. This study analyzes the definition, components, and core technologies required for UAM, and compares the power consumption characteristics of electric Vertical Take-Off and Landing (eVTOL)-based UAM and Electric Vehicles (EV) under different operational environments. With Joby Aviation’s S4 eVTOL and the Tesla Model S energy consumption and power energy costs were quantitatively assessed for both urban and intercity operations. The analysis revealed that eVTOL-based UAM offers approximately three times faster than EVs in urban environments and 2.5–2.7 times faster in intercity routes. However, a short-distance operations of eVTOL showed significantly lower energy efficiency, and even for long-distance operations, eVTOLs consumed over three times more electricity compared to EVs. To get widespread market adoption, advancements in eVTOL technology, demand-responsive route and service design, integration with renewable energy-based power supply systems, and improvements in energy efficiency are necessary.