미국 국방고등연구계획국(DARPA)이 오로라 플라이트 사이언스(Aurora Flight Sciences)와 X-65라는 실물 크기 항공기 제작 계약을 체결했습니다. 기존의 스위칭 제어 표면을 AFC(능동형 공기 흐름 제어) 액추에이터로 대체하고 제어를 위해 에어 제트를 최대한 활용하는 새로운 기술을 테스트할 예정입니다.
비행기의 날개 좌석에 앉아 본 적이 있다면 아마도 밖에서 많은 활동이 있다는 것을 눈치챘을 것입니다. 플랩, 슬레이트, 에일러론, 스포일러 등이 모두 움직이며, 엘리베이터와 방향타도 항공기 뒤쪽에서 눈에 띄지 않게 작동합니다. 이는 모두 매우 극적이지만 이 모든 일이 일어나도록 하려면 기계 및 제어 시스템의 복잡한 협력도 필요합니다.
DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)는 언젠가 이러한 비싸고 부피가 큰 제어 표면을 모두 완전 자율 비행 제어(AFC)로 교체하고 동일한 작업을 수행하기 위해 제트기에 의존하는 훨씬 간단한 시스템으로 교체하기를 희망합니다. AFC 시스템은 움직이는 제어 표면 대신 날개의 아래쪽 가장자리에 장착된 일련의 노즐을 사용합니다. 이 노즐에서 압축 공기를 분사하면 근처의 공기 압력을 변경하고 익형 위의 공기 흐름을 변경할 수 있습니다. 이러한 방식으로 시스템은 항공기의 롤, 피치 및 요를 변경할 수 있습니다.
DARPA에 따르면 로봇 X-65는 강도를 높이기 위해 독특한 다이아몬드 모양의 디자인을 갖게 될 것입니다. 그러나 AFC 액추에이터만으로 제어되지는 않습니다. 대신 AFC 시스템과 전통적인 기계 제어 시스템을 모두 갖게 됩니다. 이 설정의 목적은 실험 항공기의 안전을 보장하고 엔지니어에게 두 시스템을 비교할 수 있는 기준 데이터를 제공하는 것입니다. 테스트가 진행됨에 따라 AFC 시스템이 완전히 제어될 때까지 기계적 제어 장치가 잠기고 선택적으로 교체됩니다.
X-65는 미 국방고등연구계획국(DARPA)의 CRANE(Novel Effectors)을 이용한 혁명적 항공기 제어 프로그램의 일부입니다. 승무원의 조작 없이도 빠르게 변형이 가능한 모듈형 설계를 채택하고 있습니다. 무게는 7,000파운드(3,175kg)가 넘고 날개 길이는 30피트(9미터)에 이릅니다. 공중 비행 시 속도는 마하 0.7 정도에 이를 것으로 예상된다. 사양은 군용 훈련용 제트기와 유사하므로 테스트 데이터가 실제 세계와 쉽게 연관될 수 있습니다.
DARPA는 Aurora Flight Systems가 X-65의 제작을 시작했으며 내년 초에 서비스에 들어갈 것으로 예상된다고 말했습니다.
성공한다면 AFC 기술의 영향력은 엄청날 것이다. 무게를 줄이고 시스템을 단순화함으로써 엔지니어는 비용 절감 효과를 활용하여 기체를 더 가볍고 강하게 만들어 항공기를 크게 개선할 수 있습니다. 아마도 언젠가는 이 기술이 날개에서 항공기 전체로 확장되어 항공기를 마찰 없는 공기층으로 감싸 항공기가 공중을 활공할 때 항력을 크게 줄일 수 있을 것입니다.
DARPA의 CRANE 프로그램 관리자인 Richard Wlezien 박사는 "'우리는 AFCX 항공기를 제작하고 있습니다'라고 말할 수 있게 되어 정말 기쁩니다."라고 말했습니다. "저는 유체 동력에 대한 이해를 개척하는 데 도움이 된 MicroAdaptive Flow Control이라는 프로그램 작업을 위해 1999년 DARPA에 왔습니다." 과학에 대한 이러한 근본적인 이해는 궁극적으로 CRANE의 탄생으로 이어졌습니다. 저는 MAFC 프로그램을 관리한 후 2003년에 DARPA를 떠났고 이제 돌아와서 초기 작업이 본격적인 실제 항공기에 결실을 맺는 것을 볼 수 있는 기회를 얻었습니다. 이것은 일생에 한 번뿐인 기회입니다. 항공우주 엔지니어는 자신의 노력이 결실을 맺는 것을 지켜보기 위해 살아갑니다."
컴파일된 소스: ScitechDaily