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형상 기억 합금을 이용한 날개 변형 항공기





(NASA used a remotely-controlled flight testbed called Prototype Technology-Evaluation Research Aircraft, or PTERA, to test the shape memory alloy(Credit: NASA/Ken Ulbrich))


 비행 중에 주익의 형태를 변형할 수 있는 가변익기는 여러 가지 장점이 있습니다. 항공기는 이착륙 할 때와 높은 고도에서 고속으로 비행할 때 최적의 형상이 서로 다른 데 이를 어느 정도 맞출 수 있기 때문입니다. 하지만 가변익기는 구조가 복잡해져 유지 운용이 어렵고 무게가 증가해 이런 이득을 상쇄하는 문제가 있어 과거 일부 군용기에 주로 사용되다가 현재는 점차 사라지는 추세입니다. 


 하지만 그래도 새처럼 날개 모양을 비행 중 변형시킬 수 있는 항공기에 대한 꿈이 사라진 것은 아닙니다. 나사의 여러 연구 기관 (Armstrong Flight Research Center, Glenn Research Center, Langley Research Center) 및 보잉, Area-I Inc 등은 형상 기억 합금을 이용해서 날개를 원하는 각도로 접을 수 있는 항공기 주익을 개발하고 있습니다. 


 Spanwise Adaptive Wing 이라고 불리는 이 기술의 핵심은 온도에 따라 모양이 변하는 형상기억 합금 튜브로 과거 주익의 모양을 변형시키는 데 사용되었던 무거운 유압 시스템보다 80%정도 가볍다는 것이 핵심입니다. 단순한 구조와 가벼운 무게 덕분에 날개의 무게를 크게 증가시키지 않기 때문에 항공기의 비행 효율을 증가시킬 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 




(동영상) 


 물론 실제 항공기에 적용하기까지는 아직 많은 과정이 남아있지만, 축소 모델 시험기에서는 성공적으로 날개를 접었다 펼치는 시연을 보였습니다. 이 프로토타입 시험기는 Prototype Technology-Evaluation Research Aircraft (PTERA)이라고 부르는데 날개 끝을 70도 정도 아래 위로 구부렸다고 펼칠 수 있습니다. 


 개발팀은 이 새로운 기술이 비행 중은 물론 착륙 후에도 큰 이점이 있을 것으로 생각하고 있습니다. 날개가 큰 항공기의 경우 끝을 접어서 수납이나 이동이 쉽게 할 수 있기 때문입니다. 과연 현실에서 이런 날개를 지닌 대형 항공기를 보는 날이 올지 궁금합니다. 


 참고 




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