V1의 부활? 펄스 젯 엔진 탑재 드론이 하늘을 날다.

(Credit: North American Wave Engine Corp)

펄스젯 (pulsejet) 엔진은 가장 원시적인 형태의 제트 엔진으로 자연 흡기된 공기에 엔진을 연소시킨 후 그 반동으로 추진력을 내고 이후 진공 상태가 된 엔진 내부에 공기가 유입되어 다시 사이클을 반복하는 형태의 엔진입니다. 따라서 움직이는 부분이 아예 없던가 거의 없어 제조가 매우 쉬우며 고장도 나지 않는다는 장점이 있으나 출력이 약해 현재는 널리 쓰이지 않고 있습니다. 가장 유명한 실용화 사례는 독일이 2차 세계 대전 때 사용하던 V1 로켓 혹은 순항 미사일입니다.

V1에 사용된 아르구스 (Argus) As 109-014 엔진은 앞쪽의 흡기구가 크고 배기구는 작은 형태로 되어 있는데, 가장 일반적인 펄스젯 엔진이라고 할 수 있습니다.

(아르구스 (Argus) As 109-014 엔진과 작동 방식. 출처: 위키피디아)

펄스젯 엔진 관련 스타트업인 웨이브 엔진 (North American Wave Engine Corp)은 2016년부터 메릴랜드 대학에서 이들이 개발한 독특한 형태의 펄스젯 엔진을 테스트해왔습니다. 최근 이들은 DARPA 에서 300만 달러, 미공군에서 100만 달러 그리고 민간 투자자에서 350만 달러를 추가로 받아 상용화에 나서고 있습니다.

웨이브 엔진이 개발한 J-1 엔진은 이름처럼 J자를 옆으로 길게 늘린 것 같은 외형을 지니고 있는데, 움직이는 부분이 전혀 없이 자연적으로 공기를 흡기하고 연소한 후 진공 상태에 의해 공기를 빨아들이는 구조입니다. 아르구스 As 109-014보다 더 단순하지만, 아마도 길게 뻗은 나팔 같은 부분이 진공 상태를 더 많이 만들어 공기를 더 많이 흡입하는 구조가 아닐까 생각해 봅니다. J-1은 정지 상태에서도 55lbf(245N)의 추력을 만들어서 45kg 정도의 고정익기 드론을 이륙시킬 수 있습니다. 크기는 14 x 32 x 163 cm, 무게는 8.5kg 정도입니다.

(동영상)

괴상한 모양이긴 하지만, 매우 저렴하게 만들 수 있다는 점에서 미공군과 DARPA의 관심을 끄는 것으로 보입니다. 어쩌면 상용화가 가능할지 모르겠다는 생각도 듭니다. 2020년에 이 회사는 이미 J-1 엔진을 글라이더에 설치해 비행 거리를 늘리는 테스트를 해왔습니다. 그리고 K-1 이라는 220lbf (978.6N)급 엔진 역시 개발하고 있습니다. 450kg의 경비행기를 이륙시키거나 혹은 순항 미사일에 적용할 수 있는 크기입니다.

과연 상용화에 성공해 괴상한 모양의 엔진을 단 비행기가 날 수 있을지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/aircraft/wave-engine-corp-j1-uav-test-flight/

https://en.wikipedia.org/wiki/Pulsejet

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