JetZero: 이 새로운 비행기 디자인이 항공의 미래일까요?

상업용 항공기의 기본 설계는 지난 60년 동안 크게 변하지 않았습니다. 보잉 787 및 에어버스 A350과 같은 현대 여객기는 1950년대 후반에 제작되어 오늘날에도 여전히 사용되고 있는 "튜브 및 날개" 폼 팩터를 확고히 한 보잉 707 및 더글라스 DC-8과 일반적인 모양이 동일합니다.

이는 상업용 항공이 안전을 우선시하고 검증된 솔루션을 선호하며, 재료 및 엔진 등의 다른 개발로 인해 기존 설계가 여전히 유효하기 때문입니다.

그러나 업계가 탄소 배출을 줄이기 위한 방법을 절박하게 모색하면서 핵심 기술이 다른 분야보다 더 어려운 과제에 직면하게 되었습니다. 새로운 것을 시도할 때가 무르익었을 수도 있습니다.

한 가지 제안은 "블렌드 날개 몸체"입니다. 완전히 새로운 이 항공기 모양은 상징적인 B-2 폭격기와 같은 군용 항공기에서 사용되는 "비행 날개" 디자인과 유사해 보이지만 혼합 날개는 중간 부분의 볼륨이 더 큽니다. 보잉과 에어버스 모두 이 아이디어를 고민하고 있으며, 세 번째 기업인 캘리포니아에 본사를 둔 JetZero도 2030년에 혼합 날개 항공기를 운행하겠다는 야심찬 목표를 세웠습니다.

JetZero의 공동 창업자이자 CEO인 Tom O'Leary는 "우리는 대형 제트기에서 배출가스 제로를 향한 길에 대해 매우 강하게 생각하고 있으며, 혼합형 날개 기체는 연료 소모량과 배출가스를 50% 줄일 수 있습니다."라고 말합니다. "이것은 업계가 익숙했던 것과 비교할 때 엄청난 도약입니다."

혼합형 날개 개념은 전혀 새로운 것이 아니며, 이 디자인으로 비행기를 제작하려는 최초의 시도는 1920년대 후반 독일에서 시작되었습니다. 미국의 항공기 설계자이자 산업가인 잭 노스럽(Jack Northrop)은 1947년에 제트 동력 비행 날개 디자인을 만들었고, 이는 1990년대 B-2에 영감을 주었습니다.

날아다니는 날개와 전통적인 "튜브와 날개" 사이의 일종의 하이브리드인 혼합 날개를 사용하면 전체 항공기가 양력을 생성하여 항력을 최소화할 수 있습니다. NASA는 이러한 형태가 "연비를 높이는 데 도움이 되고 항공기 중앙 본체 부분에 더 큰 탑재량(화물 또는 승객) 영역을 생성합니다"라고 말합니다. 해당 기관은 실험용 비행기 중 하나인 X-48을 통해 이를 테스트했습니다.

2007년부터 2012년까지 약 120회 이상의 시험 비행을 통해 두 대의 무인 원격 조종 X-48이 개념의 실행 가능성을 입증했습니다. "이 유형의 항공기는 보잉 747보다 날개 길이가 약간 더 길며 기존 공항 터미널에서 운항할 수 있습니다."라고 기관은 덧붙입니다. 또한 항공기의 무게가 더 가볍고, 소음과 배출 가스가 덜 발생하며, 운영 비용도 더 저렴할 것이라고 덧붙였습니다. 똑같이 발전된 재래식 수송기보다요.”

2020년에 에어버스는 길이가 약 6피트인 소형 혼합 날개 시연기를 제작하여 향후 대형 항공기 추구에 대한 관심을 나타냈습니다. 하지만 모양이 그렇게 효과적이라면 왜 우리는 아직 그것을 기반으로 평면을 만드는 방향으로 전환하지 않았습니까?

O'Leary에 따르면 제조업체를 방해하는 주요 기술적 과제가 하나 있습니다. "그것은 비원통형 동체의 압력입니다."라고 그는 튜브 모양의 평면이 각 비행에 따른 지속적인 팽창 및 수축 주기를 더 잘 처리할 수 있다는 사실을 지적합니다.

“'튜브와 날개'에 대해 생각하면 하중이 분리됩니다. 즉, 튜브에 가압 하중이 있고 날개에 굽힘 하중이 있습니다. 그러나 혼합 날개는 본질적으로 이들을 혼합합니다. 이제 가볍고 강한 복합재료로 그렇게 할 수 있게 되었습니다.”

이러한 근본적으로 새로운 모양은 비행기 내부의 모양과 느낌을 오늘날의 광동체 항공기와 완전히 다르게 만들 것입니다. O'Leary는 "동체가 훨씬 더 넓어졌습니다."라고 말했습니다. “일반적인 단일 통로 비행기에는 3x3 좌석이 있지만 이것은 일종의 더 짧고 넓은 튜브입니다. 동일한 수의 승객을 확보할 수 있지만 각 특정 항공사가 이를 어떻게 구성하는지에 따라 객실 전체에 15~20줄이 있을 수 있습니다.