한국항공우주연구원

2012년 8월 7일부터 NASA의 Dryden Flight Research Center에서 시작되었던 Blended Wing Body (BWB 혹은 Hybrid Wing Body) 연구 개발 시제기인 X-48C의 시험 비행 일정이 8개월이 지난 2013년 4월 12일, 30번째이자 마지막 시험 비행을 끝으로 종료되었다. NASA는 시험 비행 중에 수집된 자료들을 저소음, 고연비의 미래형 친환경 항공기 설계에 활용할 계획이며, Boeing사는 향후 잠재적인 군용기 설계 및 개발의 가능성을 타진하고 있다.

스텔스 폭격기와 같이 동체의 구분이 모호했던 flight wing 형태의 구조와는 달리, BWB는 별개의 날개 구조가 평평한 익형의 동체와 부드럽게 연결되어있는 형태를 띄고 있다. BWB 구조는 항공기 전체가 양력 발생에 기여하는 잇점으로 인해 연비 및 비행 거리 증가의 효과가 크며, 최근에 완료된 시험 비행은 BWB구조의 양력, 실속, 스핀 특성의 기반 데이터를 얻는 것을 목표로 하였다.

최초의 BWB개념의 원격조정 무인기는 프로펠러 동력 항공기로 개발되어 1997년 첫 비행시험을 수행하였다. 이후  NASA Langley Research Center와 Boeing Phantom Works 합작의 개념설계를 바탕으로 영국의 Cranfield Aerospace Ltd. 가 8.5%비율 크기의 만타레이 형상의 원격조정 무인기 X-48B를 제작하였으며, 이의 수정모델인 X-48C에 이르게 되었다.

X-48B의 소음 프로파일을 줄이고 저속 안정성을 연구하기 위하여, X-48C에서는 몇 가지 구조적인 수정이 이루어졌다. 우선은 주익 끝단에 위치했던 소형 수직 날개가 후미에 위치한 두개의 엔진 양 옆으로 옮겨져 꼬리날개의 역할을 수행하게 하였으며, 동체 후미가 약 2피트(0.6m)가량 연장되었다. 또한 세개였던 50파운드 엔진이 두개의 89파운드 엔진으로 교체되었다. 이러한 수정을 거쳐 완성된 X-48C는 2007년부터 2010년 까지 92회의 시험비행을 마쳤던 X-48B와 같은 21피트(6.4m)의 wingspan과 500파운드(227kg)가량의 중량을 유지하였다.

X-48B에서 X-48C로 개선되는 과정에서, 비행제어 소프트웨어 또한 두 모델의 운행특성의 차이점을 고려하여 수정되었다. 개발팀은 추후 개발될 full-scale blended wing 상용 항공기 운용에 적합한, 보다 강력하고 안전한 시범기의 비행제어가 가능해 졌다고 설명하고 있다.

X-48C의 총 30회의 시험 비행은 모두 캘리포니아의 애드워드 공군기지에 위치한 NASA의 Dryden Flight Research Center에서 수행되었다. 대부분의 시험 비행은 30분가량씩 이루어졌으며, 속도는 140mph (225km/h), 고도는 10,000피트 까지 도달하였다.

항공기가 환경에 주는 영향을 최소화 하고자 NASA에서 발족한 Environmentally Responsible Aviation (ERA) 프로젝트의 매니저인 Fay Collier는 “우리는 이착륙 및 비행시의 데이터베이스를 확보하고, 모든 비행영역에 걸친 저속 비행 제어성능을 입증하고자 하는 모든 목표를 완수하였습니다.”라고 말하였다. “매우 조용하고, 효율적인 hybrid wing body개념의 항공기는 NASA에서 제시한 미래 항공기 설계의 환경 기준을 모두 충족할 수 있음을 보여주었습니다.”

Boeing사의 선임 기술 위원이자 BWB 프로그램 매니저인 Bob Liebeck은 “NASA와의 긴밀한 협조를 통해, X-48의 시험 비행으로부터 우리가 시도한 새로운 개념들이 항공 공학에 있어서 매우 중요한 전환점이 될 수 있다는 사실들을 확인할 수 있었습니다. 이는 Boeing사에게 있어서 매우 큰 성공이었습니다.” 라고 말하였다. 

NASA는 BWB개념의 구조의 민간 여객 항공기를 20년 안에 개발할 수 있을 것으로 전망하고 있는 반면, Boeing사는 공중 급유 및 화물 수송 등의 군용 항공기 개발에 관심을 갖고 있는 것으로 알려졌다. BWB 개념의 대형급 천음속 시범기의 개발을 위해 NASA와 Boeing은 지속적인으로 협력해 나갈 계획이다.

※ 이 글은 아래의 링크 기사를 참조하여 작성하였습니다.
출처: “X-48C Blended Wing Body aircraft flight testing campaign comes to a close" http://www.gizmag.com/x-48c-blended-wing-body-campaign-completed/27066/ 

작성 : 한국항공우주연구원 박상욱 (선임연구원)