능동 흐름 조절 (AFC) 기술이 적용된 X-65 실험기

(출처: DARPA)

앞서 한 차례 소개했던 DARPA의 CRANE (Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors) 프로그램이 실증기 제작 단계로 넘어간다는 소식입니다. 기본적으로 항공기는 날개의 일부를 내리거나 들어올리는 방식으로 공기의 흐름을 조절해 움직임을 조종합니다. 당연한 일이기는 하지만, 이 방식은 결국 공기의 흐름을 조절하기 위해 복잡한 구동 부분이 필요하며 기계적으로 움직이는 부분이 있어야 하기 때문에 항공기 결함의 원인이 됩니다. 그리고 전투기의 경우 스텔스 기능에도 영향을 줄 수 있습니다.

능동 흐름 조절 (Active Flow Control (AFC)) 기술은 작은 노즐을 통해 공개를 직접 분사하는 방식으로 항공기 주변 공기의 흐름을 조절합니다. 따라서 외부에서 움직이는 부품이 없으며 구조도 더 단순해 질 수 있습니다. 이는 제조 단가를 낮추는 것은 물론 고장의 위험도를 낮출 수 있습니다. 초음속 비행인 경우 공기 저항을 크게 불러 올 수 있는 방법 대신 공기의 흐름을 직접 제어해 효율을 더 높일 수 있으며 전투기의 경우 공중 기동성을 높일 수 있을 것으로 기대됩니다.

(Active flow control of an aircraft explained)

이런 이유에서 앞서 소개한 것처럼 DARPA는 오로라 플라이트 사이언스를 사업자로 선정하고 실증기 제작에 돌입했습니다. 그리고 X-65라는 명칭을 부여받은 실증기의 디자인이 공개됐습니다.

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(X-65: Designed to Demonstrate Active Flow Control)

X-65 실증기는 무게 3,175kg에 날개 너비가 9m로 속도는 마하 0.7 정도입니다. 빠른 속도 덕분에 실제 제트 항공기와 비슷한 상황에서 어떻게 AFC 기술이 작동하는지에 대해서 실질적인 데이터를 얻을 수 있습니다. AFC 노즐은 주익과 수직 미익에 두 개씩 총 4개인데, 이것만으로도 비행이 가능하나, 아무래도 검증이 되지 않은 신기술이기 때문에 기존의 플랩 (Flap, 항공기 주날개 뒤에 장착되어 주날개의 형상을 바꿔 높은 양력을 발생시키는 장치) 보조 날개 (ailerons) 같은 전통적인 조종 시스템도 같이 사용합니다.

오로라 플라이스 사이언스 측은 X-65가 내년에 비행할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 시대가 시대이니 만큼 실험기도 드론 형태로 만들어서 조종사가 위험을 감수할 필요가 없다는 점도 흥미롭습니다. X-65가 AFC 기술의 타당성을 입증해 보이고 앞으로 차세대 항공기 기술로 적용될 수 있을지 결과가 주목됩니다.

참고

https://newatlas.com/aircraft/darpa-construction-x-65-plane/

https://www.darpa.mil/news-events/2024-01-03

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