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새로운 BWB 항공기 디자인을 테스트하는 나사와 보잉



(Boeing engineer Stephen Provost checks out a blended wing body model before a wind tunnel test run at NASA Langley.
Credits: NASA/David C. Bowman)


 나사와 보잉은 블랜디드 윙 바디 (blended wing body, BWB)라는 새로운 디자인의 항공기를 개발하기 위해 이전부터 협력하고 있습니다. 기존의 항공기와 BWB의 가장 큰 차이는 바로 동체와 날개를 하나로 만든 디자인으로 사실 우리에게 아주 낯설지 않은 모습입니다. 왜냐하면 B-2 스텔스 폭격기 등에서 이미 선보인 디자인이기 때문이죠. 


 그런데 BWB의 목표는 물론 레이더를 피하는 것이 아닙니다. 그보다는 더 효율적이고 친환경적이며 소음이 적은 비행기를 만드는 것이죠. BWB는 동체 전체가 양력을 발생시키므로 같은 무게라면 더 많은 화물을 실을 수 있습니다. 동시에 큰 동체 위에 탑재된 엔진 구조는 동체 자체가 차단막 구조를 지녀 지상에 전달하는 제트 엔진 소음을 줄이는 특징을 가지고 있습니다. 


 하지만 이런 장점에도 불구하고 BWB 형태의 항공기는 극히 일부 경우에만 볼 수 있습니다. 여기에는 물론 그럴 만한 이유가 있습니다. BWB기는 일반적인 형태의 고정익기 대비 제어가 힘들고 동체 제작에 많은 기술과 비용이 들어갑니다. 엔진이 동체 위에 존재하는데, 이 엔진 주변의 공기 흐름 역시 일반적인 항공기와 달라 제어가 쉽지 않습니다. 


 그럼에도 불구하고 보잉과 나사의 엔지니어들은 BWB를 통해서 훨씬 연료를 덜쓰고 더 많은 화물을 실어나를 수 있는 항공기 개발이 가능하다고 보고 있습니다. 기술의 발전으로 앞서 말한 문제점을 극복할 수 있기 때문이죠. 


 연구팀은 특히 동체와 엔진 주변의 공기의 흐름을 면밀하게 검토해 최적의 BWB 디자인을 개발하기 위해서 노력하고 있습니다. 이를 위해 나사의 랭글리 연구소 (Langley Research Center in Hampton, Virginia)의 아음속 풍동에서는 레이저를 이용한 6% 스케일 모델 테스트가 진행중입니다. 




(동영상) 


 여기에 사용되는 기술은 PIV(particle imagery velocimetry)라는 것으로 기존의 풍동 실험에서 연기를 통해서 공기의 흐름을 보는 대신 레이저와 연기를 이용해 인간의 눈으로 보는 것보다 더 정확하게 주변 공기의 흐름을 측정하게 됩니다. 이를 통해 최적의 디자인을 결정하게 될 것입니다. 


 BWB를 이용한 대형 비행기의 등장은 아직 좀 더 기다려야 하지만, 갈수록 연료 효율성과 온실 가스 배출 규제가 심해지는 시대적 상황을 고려하면 언젠가 거대한 삼각날개를 지닌 BWB기의 모습이 등장하는 날이 올 가능성이 높습니다. 과연 얼마나 근사하고 미래적인 비행기가 될지 궁금하네요. 


 참고 





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