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2012년 8월 10일 금요일

차세대 항공기 - BWB 디자인의 무인기 보잉 X - 48



 현재 개발 되고 있는 여러 항공기 디자인 가운데 BWB (Blended Wing Body) 는 납작한 날개모양 동체를 이용해 양력의 대부분을 발생시키고 날개는 밸런스를 잡는 기능을 하는 디자인으로 날개와 동체가 하나로 연결된 듯한 모양의 항공기 입니다. 이는 YB-49 같은 flying wing 이나 B-2 같은 hybrid flying wing 사이와 일반적인 동체와 날개를 가진 항공기 사이의 중간에 위치한 디자인으로 볼 수 있습니다. 


 이런 블렌디드 윙 바디 디자인은 통상적인 디자인 항공기에 비해 양항비 (lift to drag ratio) 를 높일 수 있으며 높은 양력으로 인해 연료 효율과 항속 거리에서 이점을 가질 수 있습니다. 한마디로 동체 전부가 양력을 형성하기 때문에 동체를 뜨게 만드는 힘이 좋아져 연료를 절약할 수 있다는 의미죠. 그것은 더 많은 물건을 실거나 혹은 같은 연료로 더 먼 거리를 갈 수 있으므로 수송기 등의 목적으로는 제격이라고 할 수 있습니다. 



(나사의 BWB 디자인 컨셉   Source : NASA) 


 본래 이 계획은 맥도널 더글라스 (McDonnell Douglas) 사가 아직 존재했을 당시 연구되었습니다. 그러나 1997 년 이 회사가 보잉에 합병되고 난 이후 이 계획은 그다지 주목을 받지 못했는데 그 중요한 이유는 만약 사고가 났을 경우 승객의 신속한 대피가 거의 불가능한 디자인이었기 때문이었죠. 본래 이런 디자인을 도입하려 했던 것은 가장 큰 대형 항공기 시장은 여객기 시장을 생각하고 진행한 것이었는데 대형 여객기일 수록 안전에 대한 기준이 까다로워 이를 통과하기 힘들 것으로 예상되었습니다. 


 따라서 이런 형태의 대형 항공기는 주로 공중 급유기나 혹은 수송기 등의 용도로 용도가 한정될 수 밖에 없지만 그래도 확실한 항송거리나 탑재량에 이점이 있다면 의미가 있겠죠. 이런 이유에서 일단 크기가 작은 무인 모델부터 개발하고자 하는 움직임이 보잉의 팬텀 웍스 (Phantom Works) 에서 있었습니다. 


 이들은 나사와 협력해 1997 년 5.2 미터 폭의 프로펠러 추진 모델을 만들고 다음 단계로  X-48A 라는 10.7 미터 폭의 BWB 무인기를 만드려 했지만 결국 X-48A 는 취소되었고 대신 이보다 작은 크기의 X-48B 가 (너비 6.4 미터, 중량 178 kg) 대신 개발되었습니다. 여러 풍동 테스트 및 시험을 거친 후 X-48B 는 2007 년 7월 20일 첫 시험 비행을 하게 됩니다. 



(2006 년 에드워드 에어쇼에서 공개된 X - 48B 시제기   CCL 에 따라 복사 허용 저자 표시   저자  Alan Radecki )      


(2007 년 7월 20일 처녀비행에 나서는 X-48B     Source : NASA  )




 X - 48B 는 본래 계획한 항공기의 8.5% 스케일 모델이며 2대가 제작되었습니다. 두 번째 X-48B 는 두개의 엔진을 지닌 저소음 버전인 X-48C 로 개조되는데 2012 년 8월 7일 성공적인 시험 비행을 마쳤다고 합니다.  


 항공기를 통산 항공 수송 부분 역시 큰폭으로 성장하는 분야로 막대한 화석연료를 사용합니다. BWB 디자인을 통해 20 % 정도 연료 효율을 향상시킬 수 있다면 적지 않은 비용 및 온실 가스 축소가 가능할 것으로 생각됩니다. 물론 연료 효율이 향상되는 것 자체로 더 효율적인 공중 급유기로 사용될 가능성이 매우 높습니다. 일단 연료 효율이 좋아야 자신이 쓰는 것 이외에 많은 연료를 보급할 수 있기 때문이죠. 앞으로 풀 스케일의 모델이 나오기 까지는 꽤 많은 시간이 필요할 것 같지만 미래를 기대해 보기로 하겠습니다. 


참고 






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