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[글로벌-Biz 24] 비행 중 로봇처럼 변신하는 '비행기날개' 개발

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[글로벌-Biz 24] 비행 중 로봇처럼 변신하는 '비행기날개' 개발

나사와 MIT공대 개발…이륙, 운항, 착륙 등 각 단계 맞춰 날개모양 바꿔

변신하는 날개를 가진 비행기 상상도.이미지 확대보기
변신하는 날개를 가진 비행기 상상도.
변신로봇처럼 날면서 형태를 바꿀 수 있는 비행기날개가 개발됐다.

6일(현지 시간) 뉴스위크 등 외신들에 따르면 나사(NASA)와 매사추세츠공과대학(MIT)은 최근 비행상황에 맞춰 최적의 형태로 변화하는 비행기날개를 개발해 재료과학 학술지 스마트 머티리얼즈 앤드 스트락처(smart materials & structures)에 게재했다.
이 비행기날개는 다수의 적은 '서브유닛((voxels, 복셀)'으로 구성된 새로운 타입의 비행기 날개이며 제조공정에서 높은 유연성을 갖췄기 때문에 미래 항공기 제조의 생산성 향상을 가져올 것으로 기대된다.

MIT 연구자는 "주된 목표는 '복셀'이라는 재료블록을 사용해 제조공정을 디지털화하는 것"이라며 "복셀은 보다 큰 구성부품을 조립할 수 있다. 구성부품의 기능은 정밀하게 설정할 수 있고 고도기능을 저비용으로 실현할 수 있다"고 말했다.

이 비행기 날개는 완성후의 손질과 부품의 모양변경이 가능하고 목적에 맞춰 자유롭게 조정할 수 있다.

통상 비행기날개는 보조날개 등을 사용해 비행기 기체를 제어한다. 그러나 이 새로운 날개는 그 모양을 비행 중에 바꿀 수 있다. 강도가 큰 부품과 유연성을 가진 부품을 조립한 것으로 날개 전체 또는 일부를 구부릴 수 있기 때문이다.

비행기 날개는 동일한 모양을 가진 서브유닛인 복셀을 조립해 격자구조를 만들고 그것을 얇은 폴리머소재로 덮는다. 이 때문에 날개의 내부는 대부분 비어있고 강도가 높으면서도 저밀도를 실현할 수 있다. 이 격자의 강성도는 고무와 같지만 밀도는 1000분의 1정도다.

날개가 변형가능하게 된다면 이륙, 운항, 착륙의 각 단계에 적합한 모양으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라 기존의 날개보다 훨씬 가볍고 연비성능이 높은 설계가 가능하게 된다.
"나사 에임스 연구센터(캘리포니아) 연구자는 "다른 각도의 비행 부하에 날개의 모양을 적용시키는 것으로 에너지 효율을 개선할 수 있다"면서 "지금은 제조법을 찾아낸 단계다. 초기제조단계에서 공작기계설비에까지 투자가 필요하지만 그 후는 부품을 값싸게 만들 수 있게 된다"고 말했다.

현재 변신 비행기날개는 수작업으로 길이가 약 5m 정도로 작다. 복수의 자율형 로봇을 조합시킨다면 쉽게 날개 조립이 가능하고 사출성형을 통해 각 부품을 단 17초에 만들 수 있다.

새로운 날개 디자인이 작은 서브유닛으로 구성돼 있어 날개 모양의 자유도가 대폭 높아져 어떤 모양이든 바라는 대로 만들 수 있다.

이 나사 연구자는 "대부분의 향공기가 같은 모양인 것은 제조비용 때문이다. 그것이 가장 에너지 효율이 높다라고 할 수 없다"면서 "기체와 날개의 구조가 일체화된 항공기 개발로 이어질 가능성이 있으며 미래 다양한 수송수단의 성능향상 및 나아가 자원 절약을 가져오기를 기대한다"고 설명했다.

이 저비용 변신 비행기날개 개발은 새로운 수송수단의 혁신으로 이어질지 기대된다.


박경희 글로벌이코노믹 기자 hjcho1017@g-enews.com