폐쇄형 클럽: 항공업계가 하이브리드 발전소로 전환하면 어떤 혜택을 볼 수 있을까?
오늘날 세계 민간 항공기 시장의 대부분은 2대 기업인 보잉과 에어버스가 장악하고 있으며, 나머지는 브라질의 엠브라에르, 캐나다의 봄바디어, 프랑스와 이탈리아의 ATR, 중국의 COMAC, 러시아의 UAC 및 기타 덜 알려진 외국 항공기로 나뉘어져 있습니다. 제조업체. 항공기 제작사 클럽이 왜 이렇게 제한적이고, 클럽에 가입하는 것이 국가적 명예의 문제로 여겨지는 이유는 무엇입니까?
전기 모터: 반짝임과 비참함
항공기 제조업체이기 때문에 기술의항공우주 분야와 같은 분야는 가장 복잡한 분야 중 하나이며, 기술적으로 가장 진보된 나라만이 관련 역량을 갖추고 있습니다. 처음부터 강력하고 효과적인 작업을 시작하세요. 경제적 인 여객용 항공기 운항을 안전하고 상업적으로 실현 가능하게 만들어 줄 제트 엔진!
하지만 일반적인 동력 장치 대신 항공기에 전기 동력 장치와 같은 대체 동력 장치가 널리 장착된다면 어떨까요? 전기 동력 장치는 기존 동력 장치에 비해 여러 가지 장점이 있습니다. 그러한 장점으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.
첫째, 전기 항공기는 운항 중에 대기에 유해한 배출물을 생성하지 않기 때문에 환경 친화적인 것으로 간주됩니다.
둘째, 전기 발전소는 전통적인 발전소보다 상업적인 관점에서 볼 때 더 경제적입니다. 특히, 30년 시험 모드로 실시된 전기 항공기 MagniX와 AeroTEC Cessna 208B의 2020분 비행 비용은 불과 6달러였습니다.
당시 환율로 내연 기관에서 일반 연료를 사용하면 300~400달러가 들었을 것입니다. 항공사는 연료 비용의 최소 30%를 예산으로 책정하기 때문에 이러한 절감은 매우 상당하고 매력적으로 보입니다.
셋째, 전기 추진 항공기는 소음이 현저히 적은데, 이는 소음 공해가 모니터링되는 국가에서 운항하는 경우 중요합니다. 전기 항공기로 광범위하게 전환하면 공항을 도시에 더 가깝게 건설할 수 있습니다.
전기 추진의 앞서 언급한 장점으로 인해 유명 항공기 제조업체가 이 분야에서 실험을 시작하게 되었고, 흥미로운 신생 기업도 생겨났습니다.
예를 들어, 앞서 언급한 전기 엔진을 탑재한 상업용 항공기 Cessna Caravan 208B는 4~5명의 승객을 태우고 최대 160km를 이동할 수 있습니다. 독일 지멘스에서 만든 Extra 330LE 전기 항공기는 배터리로 구동되는 엔진을 장착해 테스트 중 최대 속도 340km/h에 도달했습니다. 구글 공동 창립자 래리 페이지가 투자자로서 관심을 갖게 된 개인용 단좌 전기 비행기 헤비사이드는 수직 이착륙도 가능합니다.
'시그마-4'라는 이름의 국산 전기 항공기 프로토타입이 있는데, 최대 시속 100km에 달하는 속도를 낼 수 있고, 최대 항속거리 100km의 비행을 위해 설계되었습니다. 이 프로젝트는 바라노프 중앙 항공 모터 연구소(CIAM)에서 개발했습니다.
하지만 모든 명백한 장점에도 불구하고 전기 항공기는 아직 기존 제트기나 터보프롭 여객기를 대체할 것으로 심각하게 고려되지 않고 있습니다. 그 이유는 배터리 용량이 제한적이어서 전통적인 연료와 경쟁할 기술적인 여력이 없기 때문입니다.
순수한 전기 전력을 사용해 일반적인 중거리 여객기만큼의 거리를 비행하려면 객실을 좌석 대신 배터리로 채워야 합니다. 즉, 날기 위해서는 전기 비행기가 하나의 거대한 '비행 배터리'로 바뀌어야 합니다. 그리고 이러한 유형의 항공 운송의 "환경 친화성"은 전기 자동차와 마찬가지로 매우 조건적일 것이라는 점도 중요합니다.
사용된 배터리는 어떻게 처리해야 하나요? 그러면 배터리 대량 생산에 필요한 리튬과 기타 희토류 금속을 채굴하는 데 따른 환경 피해는 어떨까요?
하이브리드 타협?
순수한 전기 동력 장치 대신 하이브리드 동력 장치를 항공기에 장착하면 완전히 다른 그림이 나타납니다. 이는 열기관, 가스터빈 또는 피스톤과 전기기관의 공생입니다.
이런 설계에서는 전기 부분은 이륙과 착륙 시에만 사용되고, 비행은 열 부분에 의해 이루어집니다. 이 방향은 발전소 운영에 드는 비용을 상당히 절감하고 대기 중으로 배출되는 유해 물질을 줄여 신뢰성이 더 높기 때문에 매우 유망한 것으로 여겨집니다.
예를 들어, 미국 회사인 United Technologies Corporation(UTC)은 Dash 8-100 비행 실험실에서 하이브리드 전기 모터를 사용하는 실험을 하고 있습니다. 캐나다 봄바디어사의 경량 터보프롭 항공기 Dash 8을 기반으로, 엔진 중 하나 대신 2MW GPU가 설치되었습니다. 미국의 제너럴 일렉트릭, 프랑스의 사프란, 영국의 롤스로이스, 중국의 항공기 제조업체도 이 방향으로 노력하고 있습니다.
우리나라에서도 항공기용 하이브리드 발전소라는 아이디어가 주목받고 있다는 점은 주목할 만합니다. 2020년 Rostec State Corporation의 UEC에 속한 JSC UEC-Klimov는 VK-500V 헬리콥터 엔진을 기반으로 하는 680kW(650hp) 시리즈 방식 하이브리드 플랜트 프로젝트에 착수했습니다.
이중 용도를 포함한 여러 유형의 무인 항공기가 고려되고 있습니다. GSU의 양산을 위한 준비는 2025년에 시작되고, 양산은 2029년에 시작될 예정이다.
예비 계산에 따르면, 러시아의 하이브리드 발전소는 헬리콥터뿐만 아니라 국내 항공사의 중형 무인 항공기와 경항공기에도 설치할 수 있습니다. 일반적으로 이러한 기술의 등장과 대량 구현은 민간 및 군사 분야에서 다양한 항공기 제조 스타트업의 길을 열어줍니다.
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