21세기 항공기의 추진기와 동력 시스템(Propulsion and power for 21st century aviation)

전문가 제언

□ 21세기의 항공기는 안전성, 신뢰성 및 환경 대응성을 개선시켜야 한다. 비행기의 안전성과 신뢰성은 과거부터 거론되었던 문제이다. 최근 환경의 중요성을 인식함에 따라 소음 감소과 유해 물질(CO2와 NOx)의 배출을 줄이면서 효율을 높이는 것이 점차 강조되고 있다. 이러한 것들을 달성하기 위해서 항공기에서 핵심 기술인 추진 및 동력 시스템의 혁신적인 개선이 필요하다.

□ 분산형 추진기는 전통적인 2개의 큰 엔진을 다수의 소형 또는 초소형의 추진 시스템으로 바꾸는 개념이다. 예로서 소형 엔진이 날개 길이부와 동체에 붙거나 유동/순환의 제어와 추력을 위하여 기체 표면에 마이크로-터빈 엔진이 붙어 있는 구조이다. 여기에 따라 분산형 벡터 추진 기술과 분산형 엔진, 공동코어 다중 팬 추진기 및 분산형 연소기 등의 개념 연구가 이루어지고 있다. 점차 증가하는 수송 능력에 따라 커진 동체를 운항하기 위하여 추진기의 용량이 커져야 한다.

□ 혁신적인 개념은 펄스 폭발 엔진(PDE, Pulse Detonation engine)으로 잠재적으로 기존의 가스터빈 엔진을 대체할 수 있다. 이것은 잠재적으로 낮은 비용, 고효율 추진기를 위한 혁신 추진 시스템이다. 공기를 흡입하는데 로켓과 같은 방식을 사용하므로 PDE는 전통적인 추진기 방식에 비하여 많은 장점이 있다.

□ 최종적으로 전기를 일으켜 추진력을 얻는 연료전지를 기반으로 한 전기 구동의 추진기까지 생각할 수 있다. 연료전지 비행기의 장점은 유해가스 배출이 거의 없다는 점, 간단하다는 것, 신뢰성 있는 동력과 추진 시스템으로 인한 안전성, 낮은 유지보수 비용, 추진 시스템의 동력 발생 시 나타나는 소음을 크게 감소한다는 점이다.

□ 일부 해결해야 할 과제는 연료전지와 동력 관리 시스템의 중량과 수소연료 시스템의 체적이다. 아직까지 단위 중량당 동력을 비교해 볼 때 불리한 시스템이다. 현재는 큰 이륙 동력이 필요한 항공기에서 사용할 수는 없으나 연료전지의 동력 사용이 증가되는 추세이고, 채용 시의 장점이 많으므로 미래에 주목받는 기술이 될 것이다.

저자

Sehra, AK; Whitlow, W

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

정밀기계

연도

2004

권(호)

40(4-5)

잡지명

Progress in Aerospace Sciences

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

199~235

분석자

임*생

분석물

• 21세기 항공기의 추진기와 동력 시스템.pdf [204,685 byte]

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