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′이온바람′으로 나는 새 비행체 개발… 미래형 비행체로 주목

  • 한국알파항공
  • 2018-11-22 16:50:00
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MIT연구팀, '전자공기역학' 이용 비행 실험에 성공

초속 4.8m로 55m 12초간 날아 라이트형제 첫 비행시간과 같아 

이온바람을 이용한 비행체


비행체 앞부분의 전선을 횡렬로 배치한 전극에서 강력한 전기장을 형성해 공기 중의 질소에서 전자를 뺏어 양이온을 만들고 이는 음전하로 된 뒷부분의 날개형 에어로포일(aerofoil)로 이동하면서 공기분자와 충돌해 이온바람을 만든다.

터빈이나 프로펠러 없이 '이온바람'으로 하늘을 나는 새로운 개념의 비행기가 개발돼 미래형 비행체로 발전할 수 있을지 주목된다.

 

미국 매사추세츠공대(MIT) 스티븐 바레트 박사 연구팀은 지금까지 전혀 가능하지 않을 것으로 여겨지던 '전자공기역학(electroaerodynamics)'을 이용한 비행 실험에 성공했다고 과학저널 네이처(Natrure) 최신호에 공개했다.

 

이 비행체는 날개폭이 5m로, 약 55m를 초속 4.8m로 날았다.  

AFP 통신 등 외신들은 이 비행체가 초음속비행기와는 거리가 멀지만 새로운 비행방식을 도입했다는 점에서 성층권으로 날아갈 만한 "역사적" 비행이라고 격찬했다.

 

라이트 형제가 100여년 전 12초짜리 비행에 성공하며 비행 시대를 연 이후 비행기는 으레 연료로 프로펠러나 제트 터빈을 돌려 추력과 양력을 얻는 것으로 돼 있었다.

그러나 MIT 연구팀의 새 비행체는 터빈으로 동력을 얻는 비행기와 달리 화석연료가 필요하지 않고, 프로펠러를 이용하는 드론과 달리 소음도 없다.

 

이온바람을 이용한 비행체
 

터빈이나 프로펠러 등 움직이는 부품 하나 없이 오직 이온바람으로 추력과 양력을 얻는다.

이 비행체 앞부분에 전선을 횡렬로 배치한 전극에서 2만V의 전압으로 강력한 전기장을 형성해 공기 중의 질소에서 전자를 뺏어 양이온을 만든다. 이 이온은 음전하로 된 뒷부분의 날개형 에어로포일(aerofoil)로 이동하면서 공기분자와 충돌해 이온바람을 만들게 된다.

 

이온바람을 만드는 기술은 1960년대에 이미 개발됐지만, 그동안에는 항공기에 이용할 정도로 효율성이 있는 것으로 여겨지지 않았다.

연구팀은 이번 비행 실험을 통해 이온비행이 가능하다는 점을 보여줬을 뿐만 아니라 속도가 빨라지면서 효율성도 높아짐으로써 앞으로 더 크고 더 빠른 비행체가 개발될 것임을 예고한 것으로 받아들여 지고 있다.

 

바레트 박사는 시제품인 현 비행체보다 규모를 훨씬 더 크게 할 수 있을 것으로 믿고 있지만 이온바람 기술로 얻을 수 있는 추력에 한계가 있을 수 있다는 신중한 입장을 나타냈다.

그는 또 이온바람 기술을 민간 제트 항공기의 동체 표면에 적용하면 에너지 효율을 높일 수 있다고 덧붙였다.

 

MIT 체육관에서 이온바람을 이용한 비행체 실험 중인 연구팀
 

네이처는 논평을 통해 이번 비행실험 성공이 오랫동안 공상과학 영화에나 나오는 것으로 여겨졌던 기술을 다른 분야에서도 다시 들여다보는 계기가 될 것으로 평가했다.

이와함께 소음이 없는 드론이나 비행기, 적외선 신호가 없어 레이더에 감지되지 않는 엔진 등의 개발로 군사적으로도 활용이 가능한 것으로 내다보면서 "경이와 우려를 동시에 자극하는 것"이라고 했다.

 

바레트 박사 연구팀은 이번 비행실험과 라이트형제의 첫 비행이 모두 12초간 지속된 기분 좋은 우연의 일치에 고무돼 있다고 외신들은 전했다.

바레트 박사는 어린시절 매혹됐던 영화와 TV시리즈물 '스타트렉'에서 우주선이 소음 없이 매끄럽게 공간을 이동하는 모습을 보고 이온 비행체에 대한 영감을 얻게된 것으로 밝혔다.

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