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페이스북 바로가기미공군, 연료소모를 줄이기 위해 소용돌이를 탄다
- 이름 관리자
- 작성일 2012-10-29
- 조회 6064
(121026)항공동향.pdfVortex surfing은 비행 중에 날개 끝에서 발생하는 난류 소용돌이를 의미한다. 난기류와 항력을 발생시키기 때문에, 항공 엔지니어들은 이것을 최소화하기 위해서 최선을 다한다. 날개 끝에 작은 윙렛을 다는 것도 이 때문이다. 미 공군은 지금 이 소용돌이를 제거하려는 노력 대신에 연료절감을 위해서 이것을 이용하려고 하고 있다. 항공에 관련된 최첨단 기술 같지만, vortex surfing은 오래전부터 있던 것이다. 사실 자연은 이 현상을 이미 수백만 년 동안이나 이용하고 있었다. 거위들은 편대비행을 할 때 소용돌이를 탄다. 선두의 새는 날면서 소용돌이를 발생시키고 다른 거위들은 slipstream으로 알려진 난기류 파도 안쪽으로 자리를 잡는다. 앞에서 나는 새는 힘들겠지만, 발생된 소용돌이는 뒤따르는 새들에게 양력을 증가시켜준다. 앞에 있을수록 더 열심히 날아야 하지만, 날개 짓을 하는 순 에너지는 절감된다. 왕새우 역시 소용돌이를 이용한다. 왕새우는 “lobster quadrilles”라고 하는 줄을 길게 서서 이주한다. 원리는 거위들과 똑같다. 앞에선 왕새우가 물을 밀면 소용돌이를 휘젓게 되고 뒤에선 왕새우들은 slipstream의 이득을 얻어서 행렬이 쉬워진다. 에어버스 또한 미래의 항공여행을 들여다 볼 수 있는 "Smarter Skies" 계획의 일부로 연료 소모를 절감할 수 있는 “고속항로”에서 상업용 항공기를 편대로 비행시키는 것을 제안하였다. 미 공군은 이것이 장거리 수송 비행에서 연료 소모를 줄일 수 있는 방법이라고 보고 있다. Surfing Aircraft Vortices for Energy 또는 $AVE로 불리는 프로그램의 일환으로 미 공군은 캘리포니아 에드워드 공군기지에서 9월과 10월에 시험을 수행하였다. 두 대의 C-17 Globemaster III 수송기를 사용하여 거위들에게서 일어나는 현상들이 과연 M1 전차를 실을 수 있을 만큼 큰 비행기에서도 일어나는지 알아보았다. 시험에 사용된 비행기 두 대 중 한 대는 앞에서 날고 다른 한 대는 뒤에서 날면서 추가적인 연료소비 없이 상승기류를 얻기 위해 선두기의 소용돌이를 탔다. 아쉽게도 vortex surfing은 현명한 비행 이상의 것이 필요했다. 기동을 수행하기 위해서 조종사의 보조 없이도 항공기가 소용돌이의 적당한 위치를 스스로 유지하도록 C-17의 오토파일럿 소프트웨어를 수정해야만 했다. “오토파일럿이 위치를 굉장히 잘 유지합니다. 심지어 소용돌이에 가까워도요” 시험비행 조종사들 중 한 명이자 지휘관인 Zachary Schaffer 기장이 말했다. “우리가 수행한 어떠한 편대비행에서도 손을 떼고 있을 만큼 비행 조건이 매우 안전했었습니다. 이전 시험에서는 비행경로에서 10퍼센트의 연료가 절감되는가를 보았다. 미 공군은 다음과 같이 말했다. "항공수송사령부는 일 년에 8만회의 비행을 수행하고 있습니다. 따라서 10퍼센트의 연료절감은 수백만 달러의 절약으로 해석될 수 있습니다." 미 공군 연구소는 현재 시험자료를 분석 중에 있으며 다른 항공기와 임무에 vortex surfing을 적용하는 것을 계획하고 있다. 작성: 한국항공우주연구원 이석천 출처: “U.S. Air Force goes vortex surfing to cut fuel consumption," reported by David Szondy, October 17, 2012, Gizmag |