미국 추진제 기업 사이클로키네틱스(CycloKinetics)는 최근 항공기, 미사일, 로켓의 연료 성능을 32% 향상시킬 수 있는 새로운 '슈퍼 연료' 시리즈 제품을 출시했다. 주로 방위 시장을 겨냥한 이 새로운 연료는 항공기가 더 무거운 탑재량을 운반하면서 더 멀리 비행할 수 있게 해줍니다.
실용연료 분야에서 수소연료는 에너지 밀도 측면에서 메탄이 2위를 차지하며 최고의 표준으로 여겨져 왔습니다. 그러나 극저온 연료라는 범주를 떠나 매일 사용되는 로켓, 미사일, 항공 연료에 초점을 맞추면 여전히 개선의 여지가 많습니다. CycloKinetics의 혁신적인 아이디어는 항공기나 엔진을 수정하지 않고도 모든 유형의 항공기에서 기존 연료를 대체할 수 있는 "플러그 앤 플레이" 연료를 개발하는 것입니다.
이 기술은 연료 자체를 구성하는 탄화수소 분자의 기하학적 구조를 변경하는 데 중점을 두고 있습니다. 전통적인 항공 연료는 선형 및 분지형 탄화수소 분자로 구성되어 단위 부피당 저장할 수 있는 에너지 밀도가 제한됩니다. CycloKinetics는 기존 연료와 동일한 공간에 더 많은 탄소와 수소 원자를 넣을 수 있는 고리 모양의 분자 구조를 가진 탄화수소인 사이클로알케인을 설계하기 시작했습니다.
이 기술 혁신의 실질적인 효과는 에너지 밀도가 같은 부피의 표준 Jet A 연료보다 32% 더 높다는 것입니다. 예를 들어, 표준 연료를 사용하여 1,500해리의 항속 거리를 가진 항공기는 이 새로운 슈퍼 연료를 사용한 후 1,950해리 이상의 항속 거리를 가질 수 있으며, 임무 중 정찰기의 비행 시간은 최대 30%까지 연장될 수 있습니다.
회사가 발표한 백서에 따르면 새로운 연료는 방향족 화합물이나 유황이 필요하지 않으며 엔진 냉각수로 사용할 때 마모성 탄소 침전물을 남길 수 있는 기존 연료처럼 "코크스화"되거나 분해되지 않습니다. 연기를 줄이면 엔진의 적외선 신호도 낮아져 더욱 은밀해집니다. 또한 이러한 슈퍼 연료는 열 안정성이 더 뛰어납니다. 즉, 품질 저하 없이 더 많은 열을 흡수할 수 있고 점성이 생기지 않고 매우 낮은 온도에서도 유체를 유지할 수 있어 특히 고고도 비행에 적합합니다.
CycloKinetics는 현재 세 가지 연료 유형을 생산합니다. 첫 번째는 터빈 구동 항공기 및 무인 항공 시스템에 사용되는 Jet A, JP-5, JP-8 및 JPTS 연료를 대체하도록 설계된 CycloJP입니다. 두 번째는 액체 로켓 엔진에 사용되는 RP-1 및 RP-2 정제 등유를 대체하도록 설계된 CycloRP 로켓 추진제입니다. 세 번째는 CK-10으로, 순항미사일과 원거리탄에 사용되는 JP-10 연료를 대체하는 데 사용된다.
보고서에 따르면 이 회사는 현재 2025년까지 연간 60,000갤런의 생산 능력을 보유하고 있으며 2027년까지 생산 능력을 더욱 확장할 계획입니다. 이러한 연료는 독점적인 발효 및 촉매 공정을 통해 만들어지기 때문에 제품 가격이 기존 연료보다 높을 수 있습니다. 제한된 생산 능력과 높은 비용은 장거리 임무에 대한 수요 증가로 연료 가격 우려가 상쇄되기 때문에 주요 고객 기반이 현재 국방 부문에 집중되어 있는 이유를 설명할 수 있습니다.
CycloKinetics Karanjikar의 CEO 겸 설립자인 Mukund는 이렇게 말했습니다. "고품질 연료를 만드는 것은 15년 동안 우리의 빵과 버터였으며 이 작업은 주요 항공사와 미군의 모든 부서의 신뢰를 얻었습니다. CycloKinetics를 국방 전용 기관으로 설립하는 것은 이러한 역사의 자연스러운 결과이며 이제 우리는 이 구조를 지원할 만큼 충분한 규모와 운영 깊이를 갖게 되었습니다. 국방 및 항공우주 부문에서 첨단 추진체는 더 이상 배경 변수가 아니라 고고도 정보, 감시 및 정찰부터 장거리 공격 시스템, 차세대 추진 및 우주 발사에 이르기까지 성능은 점점 더 플랫폼을 구동하는 에너지원에 의해 결정됩니다. 운영 요구가 발전함에 따라 고급 추진제는 이전에 달성할 수 없었던 범위를 확장하고 지구력을 향상시키며 새로운 임무 모드를 가능하게 하는 핵심 수단이 되었습니다."