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.
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.
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