한국항공우주연구원

  전 세계적으로 이산화탄소 배출을 줄이는 친환경 기술 개발 경쟁이 뜨겁다. 자동차 산업의 경우 전기차를 포함한 친환경차 판매 1위를 기록한 도요타는 매년 100만대 이상의 친환경차를 판매하고 있고, 현대·기아차도 2015년도에 7만3592대의 친환경차를 판매하여 글로벌 친환경차 시장에서 포드를 제치고 판매 4위를 차지했다고 한다. 이처럼 활발히 자동차 산업에 적용되고 있는 친환경 기술을 항공기에도 적용하기 위해 미국과 유럽의 항공선진국들을 중심으로 다양한 기술들을 개발 중이다. 이를 통해 2050년까지 항공기 이산화탄소의 배출량을 2005년 대비 50%를 줄이는 것을 목표로 하고 있다.   
  항공기에 적용 가능한 친환경 엔진 기술은 크게 4가지로 분류 할 수 있다. 배터리와 전기모터로만 구동되는 electric propulsion system, 발전기(generator)가 필요 없는 parallel hybrid electric propulsion system, 에너지 저장용 배터리가 필요 없는 turbo electric propulsion system과 발전기와 배터리를 포함한 series hybrid electric propulsion system이다. Parallel hybrid electric propulsion system은 보잉과 캠브리짓 연구팀이 혼다엔진을 이용하여 경항공기에 첫 적용하여 2014년에 비행에 성공함으로 적용 가능성을 확인하였다. 비슷한 급의 경항공기와 비교하여 30%정도의 연료 사용량을 줄일 수 있었다고 한다. 미국 NASA도 hybrid electric propulsion system을 적용한 비행기 개발을 위한 기초 연구를 수행 중이다. 그 예로, Boeing 777-200을 기본으로 하는 300인승 급과 Boeing 737을 기본으로 하는 150인승 급 개발에 관한 기초 연구를 수행하였다. 2008년 기술이 적용된 Boeing 737과 비교하여 hybrid electric propulsion system을 적용할 경우 60%의 연료소모량을 절감할 수 있고, 77-87%의 질소산화물 배출과 24-31 EPNdb cum noise을 줄일 수 있을 것이라고 한다. 최근의 2016년 2월의 NASA 발표를 보면 이런 최초의 계산보다 더 나은 연구결과를 얻어 앞으로 150인승 급 hybrid turbo-electric powered airliner 개발 연구에 집중할 것이라고 한다. NASA의 hybrid electric propulsion system을 적용한 비행기의 연구개발 계획은 아래의 표를 통해 확인할 수 있다. 유럽 항공사인 Airbus사도 2050년까지 hybrid electric propulsion system을 적용한 100인승 급 비행기를 개발할 계획이다.   

<표는 첨부 파일 참조>

※ 이 글은 아래 링크의 기사를 참조하여 작성하였습니다.
http://aviationweek.com/technology/nasa-surprised-hybrid-power-study-results
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20150000748.pdf
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20150002081.pdf
http://www.cam.ac.uk/research/news/watts-up-aeroplanes-go-hybrid-electric