효율을 높여주도록 날개짓하는 윙팁을 사용하는 에어버스사의 실증기체인 알바트로스 원이 새로운 이정표를 달성했다고 합니다.
연구팀은 'Gate to Gate' 방식 실증을 통해 풀 스케일 기술로 발전하기에 충분하단 개념증명을 이루었다고 합니다.
(수명주기평가 LCA의 방식중 하나입니다. 자세한 내용은 다음링크 참고 https://en.m.wikipedia.org/wiki/Life-cycle_assessment )
에어버스가 날개짓하는 날개의 개념을 공개한 게 거진 일년반 전인데, 새의 공기역학적 특성을 모사한 알바트로스 원의 날개설계는 비행중 굽힐 수 있는 반탄성 윙팁을 가지고 있습니다.
지난 2019년 축소모형으로 실증을 했던 에어버스 연구팀은 이번주 지난번 테스트 모델보다 75% 길어진 윙팁을 채용한 모델로 Gate to Gate 실증을 완수했다고 합니다.
지난번 보다 더 큰 크기로 자유롭게 날개짓하는 윙팁을 단 RC 실증기로 테스트가 진행되었는데 결과적으로 축소 모형 단계에서는 개념증명이 성공적으로 이루어진 셈입니다.
물론 실제 상용기체에 적용하기에는 가야할 길이 멀지만 기술 완성에 이르는 중요한 이정표를 세운 것이라네요.
비행기 개발 역사상 기체의 종횡비에서 고효율형 윙팁에 이르기까지 자연에서 영감을 받아왔는데 생체 모방으로 불리는 이 전략은 항공우주 혁신에 수많은 흥미로운 프로젝트로 이어져왔습니다.
에어버스가 최근 철새들의 집단비행에서 착안하고 제안한 Fello' fly 개념이나 기체 공기 저항을 줄이기 위한 상어피부형 동체 외장마감재 개발 등이 예입니다.
날개짓하는 윙팁은 알바트로스 새의 날개끝을 모방한 것으로 이 새는 바람을 가르기하기 위해 어깨를 개방해서 장거리비행과 난류 차단을 이끌어 냅니다.
이는 상용기체에 있어서 반 공탄성(공력탄성) 힌지식 윙팁을 통해 돌풍을 헤쳐나갈 때 주날개에 굽힘하중이 전달되지 않도록 해주는데 이는 결국 주날개에 탄소복합강화플라스틱등의 재료를 덜 써도 되고 강도를 높이지 않아도 되기에 무게 절감 비용절감으로 이어집니다.
또한 주날개에 윙팁 무게가 전가되지 않고도 윙팁의 길이를 늘릴 수 있게 됩니다.
이는 최종적으로 연료소모와 CO2배출 감소로 이어집니다.
그리고 보다 긴 날개폭을 가진 비행기를 만들 수 있게 되는데 대형 항공기에 발생하는 항력의 약 40%가 유도항력입니다.
반 공탄성 힌지식 윙팁을 사용하면 주날개 하중 증가없이 윙팁의 폭을 잠재적으로 50m 이상으로 늘릴 수 있게 된다고 합니다.
연구팀은 올 여름기간 두번째 비행시험을 마쳤는데 윙팁을 수직에서 수평 혹은 그 반대로 움직이는 실증과 이륙전 날개짓을 통해 롤제어를 개선하고 고부하 비행을 수행할 수 있었습니다.
그 밖에 여러 기체 한계테스트들이 수행되었습니다.
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기사에서도 언급되지만 날개짓하는 상용기체를 만나기 까지 많은 기간이 걸릴 겁니다. 어디까지나 기술실증 단계에 불과하니까요. ㅎ
윙팁이 펄럭여서 주날개에 부담을 줄이는 형태이기에 혹여나 아래 동영상 처럼 날개전체 펄럭이는 거 기대하시면 안됩니다. ㅎ
보잉의 윙팁은 주기장에서 날개끝의 작은(?) 윙팁을 접었다가 비행전 활주로에서 펼치고 날개와 고정해서 날개전체의 거동과 함께 적당히 휘며 윙팁의 비행성능효과를 얻지만
에어버스의 저건 힌지를 중심으로 윙틱부위가 주날개대신 휘기도 하고 적당히 바람을 가르며 각도를 조절하는 식으로 비행제어에도 쓰이고 유도항력 윙팁 볼텍스 제어등 적극적으로 개입한다고 보이네요. 새처럼요. 새만큼은 아니지만...
윙팁길이가 길어지면 길어질수록 유도항력도 줄어드니..ㅋ