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항공기용 제트엔진의 에너지 절감 기술

전문가 제언: ○ 항공기 분야에서는 에너지 절감과 지구온난화 방지를 위해 연료소비량의 감소, 추진효율의 향상, 열효율의 개선, 엔진 중량의 감소 등 새로운 기술개발에 주력하고 있다. 엔진의 고 효율화는 재료의 내열성을 증대시켜 기존의 중량재료를 경량재료로 대체하거나 엔진의 작동온도를 높임으로써 열효율을 증대시키며, 엔진의 경량화에 의해 항공기 전체의 무게를 줄일 수 있다.

○ 항공기 재료의 경량화는 엔진 재료의 고 효율화와 기체 재료의 경량화에 의해 에너지의 효율을 증대시킨다. 기체의 복합재료 화에 의한 항공기의 경량화는 이산화탄소 발생을 억제하여 지구온난화 방지에 기여할 수 있으며, 실제로 기체를 50% 경량화하면 연간 2,700톤의 이산화탄소 절감효과를 거둘 수 있는 것으로 발표되고 있다.

○ 효율적인 에너지 절감을 위해서는 기체와 엔진의 중량을 줄이는 경량화가 필수적이며, 항공기 용 엔진은 성능향상과 동시에 소형경량화를 추구해야 하므로, 대형 항공수송기 용 추진시스템분야는 소형경량이면서도 큰 출력을 발휘하는 제트엔진이 주류를 이루고 있다. 미래 엔진시스템의 새로운 기술 개발 방향은 기체와 엔진이 보다 면밀하게 연결되는 형태의 기체 최적화와 추진시스템 최적화 방안이 모색되어야 한다.

○ 미래 엔진의 연구개발은 유럽을 중심으로 중간 냉각·재생사이클 엔진의 형태로 이루어지고 있으며, 이차전지와 연료전지의 적용도 적극적으로 검토되고 있다. 최근에는 엔진 시스템의 전동 화에 의해 항공기 시스템의 경량화와 효율의 개선을 도모하고 있으며, 앞으로는 항공기 시스템 전체의 에너지 관리 통합기술의 실용화와 전동 화 요소의 경량화에 대한 개발이 이루어질 것으로 예상된다.

○ 향후 민간 항공기용 엔진은 성능향상과 경량화를 목표로 기술개발이 추진되어야 한다. 국내에서는 퍼스텍이 항공기 가스터빈엔진의 지식통합 전자 엔진제어장치(FADEC)를 스마트 시스텍, 항공우주연구원과 공동으로 국산화 개발하고 있다. FADEC는 높은 신뢰도를 요구하는 발전, 조선, 플랜트 산업분야에도 응용이 가능한 것으로 평가되고 있다.

저자: Hiroshi Miyagawa
자료유형: 학술정보