실용적인 하이브리드 항공기를 위한 사브 340B 하이브리드

 (A modified Saab 340B aircraft in flight powered in part by a hybrid electric system built by GE Aerospace, along with NASA, BETA Technologies, and Boeing. Credit: GE Aerospace)

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전기차와 달리 전기 비행기는 개발하기 쉽지 않습니다. 배터리의 에너지 밀도가 너무 낮을 뿐 아니라 항공유와 달리 비행할수록 사라져서 가벼워지지 않기 때문입니다. 따라서 전기 비행기는 항속 거리에서 상당한 제약이 있을 수밖에 없습니다.

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현재 가능성 있는 대안은 하이브리드 항공기입니다. 항공기에서 에너지를 많이 사용하는 이륙시 전기 모터의 힘을 이용하면 연료 효율을 크게 높일 수 있기 때문입니다.

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나사의 협력으로 GE Aerospace가 제작한 메가와트급 하이브리드 전기 엔진이 이런 경우인데 최근 이 엔진이 쌍발 엔진 중소형 비행기인 사브 340B 항공기에 장착되어 영국에서 열린 판버러 국제 에어쇼에서 시범 비행을 했습니다.

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사브 340B 하이브리드 시스템은 하이브리드 전기 동력 항공기 최초로 3만 피트(약 9.1km) 이상 고도 비행에 성공했고, 2시간이 넘는 최장 시간 하이브리드 전기 비행 기록을 세웠습니다.

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사브 340B 제원

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승무원: 조종사 2명

수용 인원: 34명, 최대 적재량 : 7,500파운드 / 3,400kg

길이: 19.73m (64 피트 9 인치)

날개 길이: 21.44m (70 피트 4 인치)

높이: 6.97m (22 피트 10 인치)

날개 면적: 41.81 [ 41 ] m 2 (450.0 sq ft)

에어포일 : 뿌리: NASA MS(1)-0316 ; 끝: NASA MS(1)-0312 [ 42 ]

공허중량: 8,618kg (19,000lb ) (평균 운항 공허중량)

최대 이륙 중량: 13,154kg (29,000lb ), SAAB 서비스 게시판(SB) 340-51-033(수정 번호 3655)에 따라 340B 모델의 경우 30,000파운드로 증가됨

연료 적재 용량: 5690lb / 2580kg

동력 장치: 제너럴 일렉트릭 CT7-9B 터보프롭 엔진 2 개 , 이륙 출력 각각 1,390kW (1,870shp ) (ISA, APR)

프로펠러: 4날 Hamilton Standard 14RF19 [ 41 ] (또는 Dowty Rotol ), 직경 3.35 [ 41 ] m (11 ft 0 in) 4날 정속, 완전 페더링 가역 프로펠러 [ 41 ]

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성능

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순항 속도: 524km /h ( 326mph, 283 노트)

항속거리: 승객 34명과 수하물을 싣고 1,350km (840 마일, 730 해리) 장거리 순항 가능

최대 가동 높이: 7,620m (25,000ft )

상승률: 10.2 [ 41 ] m/s (2,010 ft/min)

연비: 0.94kg /km (3.3lb /mi)

이륙 거리: 4220피트 / 1285미터

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이번 성과는 하이브리드 엔진 항공기가 중소형 항공기 시장에서 실제로 상용화될 수 있는 가능성을 보여준다는 점에서 의의가 있습니다. 하이브리드 엔진 항공기가 이론적으로 연료 효율이 아무리 좋다고 해도 실제 환경에서 기존 항공기와 비슷하게 운용할 수 없다면 의미가 없기 때문입니다.

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사실 이번 성과는 10년이 넘는 연구의 결과입니다. 나사 산하 여러 센터에서 전동 동력 장치 비행 시연 및 아음속 비행체 기술 및 도구 프로젝트에 참여한 수백 명의 사람들과 GE 항공우주 및 파트너 회사들의 협력적인 노력 덕분에 가능한 결과이기도 합니다.

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사실 10년 전 나사의 엔지니어들에 하이브리드 시스템을 구상하기 시작했을 때, 전기 모터를 사용하여 일부 에너지를 보충하는 것만으로도 엄청난 공학적 난제였습니다. 나사는 약 7년 동안 예비 연구를 수행하면서 중소기업 및 기타 파트너와 협력하여 기술적 장애물과 하이브리드 시스템의 잠재적인 상업적 타당성을 검토했습니다. 그 기간 동안 연구팀은 전력, 열 및 배터리 기술, 그리고 전력 시스템, 엔진 및 항공기의 통합을 포함한 여러 구현 장벽을 해결했습니다.

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GE와 협력을 통해 더 가볍고 효율적인 전력 시스템을 개발하고 주요 부품의 크기를 획기적으로 줄였습니다. 2022년 GE Aerospace는 오하이오주 샌더스키에 있는 NASA의 닐 A. 암스트롱 시험 시설 내 전기 항공기 시험대에서 자사 추진 시스템의 통합 버전을 시험했습니다. 이 시험을 통해 해당 시스템은 상업 항공기가 비행하는 고도인 45,000피트와 유사한 환경에서 작동할 수 있었습니다.

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다만 이러한 인상적인 성과에도 불구하고 상용화까지는 좀 더 연구가 필요한 상황입니다. 무엇보다 전체 시스템을 경쟁력 있는 가격에 제공해야 시장에서 성공을 거둘 수 있을 것입니다. 실제 하이브리드

항공기가 서비스에 들어갈 수 있을지 주목됩니다.

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참고

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https://techxplore.com/news/2026-07-hybrid-electric-aircraft-feet-flights.html

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https://en.wikipedia.org/wiki/Saab_340

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