수소 동력 항공기 : 항공수송의 미래

전문가 제언

○ 수소는 기존 가솔린엔진이나 터빈엔진 등 각종 내연기관을 조금만 개량하면 사용할 수 있는 온실효과가 없는 무공해 엔진 연료로 활용할 수 있어 수소엔진 자동차와 수소엔진 항공기가 개발되고 있다. 이 해설논문은 수소의 특성을 연구하여 미래 무공해 에너지로서 항공기 동력으로의 응용가능성을 기술하였다. 수소의 생산, 저장, 엔진배치, 항공기 형태 등의 타당성 평가를 위한 해석을 하였다.

○ 수소생산의 97%는 경제적인 천연가스 증기재형성법을 사용하며, 다른 수소 생산법은 물의 전기분해에 의한 것이다. 수소는 압축수소나 액체수소(LH2) 상태로 탱크에 보관한다. 가볍고, 내구성 있으며, 단열된 LH2 저장탱크를 항공기에 설치해야하며, LH2의 증발(boil-off)을 최소화 하도록 단열과 비용을 고려해야한다. 단열방법은 다층단열, 진공단열, 발포고무(foam)단열 등이 있다.

○ Sefain이 연구한 수소항공기 형태 중에 대표적인 Twin tail-boom 형태는 양쪽 날개와 꼬리표면을 연결하는 쌍둥이 탱크가 설치되어 있으며, Tail-tank 형태는 날개 뒤쪽 동체위에 2개의 탱크를 설치하고 있어 동체와 분리되어 있다.

○ 미국은 1960년대에부터 Pratt & Whitney, GE, NASA 등이 LH2를 이용한 폭격기 엔진과 가스터빈을 개발했고, 1988년 구소련은 TU-154 항공기에 수소연료 추진체를 사용했다. 2000년에 EC는 LH2 연료를 사용한 CRYOPLANE 프로젝트를 지원했으며, 2005년 Aero Vironment사는 세계 최초로 LH2 동력 지구촌 관측항공기와 고고도 내구성 항공기를 개발했다

○ 국내의 수소엔진 개발은 1990년대부터 성균관대와 한국기계연구원에서 직접분사식 수소엔진을 개발하여 수소엔진자동차를 제작한바 있으나 항공기용 수소엔진 개발은 아직 별로 없는 상태이다. 앞으로 수소엔진 개발연구가 확대되어 수소엔진자동차 실용화와 수소동력 항공기에 대한 기반실험을 수행해 나가야 할 것이다.

저자

B. Khandelwal, A. Karakurt, P. R. Sekaran, V. Sethi, R. Singh

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

정밀기계

연도

2013

권(호)

60

잡지명

Progress in aerospace science

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

45~59

분석자

이*희

분석물

• 수소동력 항공기-항공수송의 미래.pdf [353,386 byte]

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