 | ▲ 맞춤형 블레이드- NASA는 현재 차세대 대형 로켓에 사용할 3D 프린팅 부품들의 성능을 시험 중이다. 언젠가는 사진과 같은 터보팬 엔진의 부품을 3D 프린터로
인쇄하는 날이 올지도 모른다. |
작년 가을 항공기 엔진 및 항공시스템 전문기업 GE 에비에이션은 소규모 3D 프린팅 회사 모리스 테크놀로지와 래피드 퀄리티 매뉴팩처링을 조용히 인수했다.
그리고 3D 프린팅 기술이 항공기의 미래를 바꿔 놓을 것이라고 강조했다.
실제로 보잉 리서치&테크놀로지스의 엔지니어 브랫 라이언스에 따르면 우주항공 기업들은 이미 지난 10년 동안 3D 프린팅을 통해 특정 부품의 시제품을 제작해왔다.
“금형과 지그를 이용했던 과거보다 훨씬 빠르고 경제적인 방법이죠. 그만큼 신제품 개발에 필요한 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있습니다.”
다만 최근까지 우주항공 기업에서 사용 가능한 3D 프린팅 기술이나 소재는 제한적이었다. 가장 대표적인 것이 ‘선택적 레이저 소결법(SLS)’으로 레이저를 이용해
금속박막이나 열가소성 플라스틱 소재를 녹여서 적층 인쇄하는 방법이다.
그러나 상황이 최근 바뀌고 있다.
SLS의 레이저 대신 전자빔을 활용하는‘전자빔 용해법(EBM)’이 등장해 부품 제작에 쓰이고 있으며 3D 프린팅 소재 또한 티타늄·세라믹·합성수지 등으로 늘어났다.
덕분에 현재 기업들은 프로토타입을 넘어 상용제품에 실제로 사용 가능한 상용부품까지 3D 프린터로 만들 수 있게 됐다.
일례로 보잉의 787 드림라이너에는 3D프린터로 만든 부품이 30여점 들어있다.
경첩이나 통풍구 같은 것들이기는 해도 꽤 고무적인 숫자다.
핵심부품의 3D 프린팅도 시간의 문제일 뿐이다.
작년 11월 미 항공우주국(NASA)은 차세대 대형 로켓에 채용하기 위한 3D 프린팅 부품들의 성능 테스트에 들어갔고, 미국의 DIY로켓은 3D 프린팅이 가능한 로켓
엔진 개발을 위해 경진대회를 열기도 했다.
또 작년 가을에는 미국 버지니아대학팀이 거의 모든 부품을 3D 프린터로 만든 전폭 2m의 무인기를 개발, 비행에 성공했다.
이뿐만이 아니다. 에어버스의 객실 엔지니어인 바스티안 새퍼는 아예 자가용 제트기의 전 부품을 3D 프린터로 제작하려 한다.
부품 중 일부가 현재의 3D 프린터로는 인쇄할 수 없을 만큼 크다는 게 문제지만 2050년 완성을 목표로 작은 부품부터 인쇄를 시작할 계획이다.
“제 설계대로라면 80×80m의 3D 프린터가 필요해요. 2050년쯤에는 그런 프린터가 개발될 것으로 믿습니다.”
플라잉 카는 지금 어디에?
삼손 모토웍스 스위치블레이드
미국 삼손 모토웍스의 ‘스위치블레이드(Switchblade)’는 기존의 통념을 깨는 플라잉 카다.
엔진 기어 등 다양한 옵션사양을 바탕으로 반조립 상태의 차량을 고객이 DIY하여 완성하는 형태로 판매된다.
엔진만 해도 160마력, 170마력, 190마력 중 하나를 선택할 수 있다.
직접 조립 비중은 약 51% 정도며 최고시속은 지상모드 160㎞ 항공모드 322㎞다.
올 4월 시제품의 부품생산에 돌입했는데 DIY 방식 덕분에 가격이 대당 약 8만5,000달러로 저렴하다.
환경친화적 제트유
대기환경에 유해한 화석연료 제트유의 퇴출 시나리오
시대적 변화
이제껏 항공기 연료는 화석연료에 의존했다. 제트유 또한 초창기 때부터 현재까지 석유계열 연료를 사용한다.
그러던 3년 전 변화의 바람이 시작됐다.
항공사들이 재생가능에너지의 사용이 가능하도록 항공기용 제트유의 규정을 변경한 것 이에 항공사들은 현재 재생
가능에너지와 기존의 제트유를 50%씩 혼합해 사용할 수 있다.
그리고 지금껏 승객을 태운 여객기 1,500편이 바이오연료로 비행을 완수했다.
연료 기술
바이오연료를 50% 혼합하면 연비가 1~3% 개선된다.
또한 보잉은 제트유의 불순물 함유량을 더 낮추고 빙점 등 연료의 물성을 제어할 기술도 갖고 있다.
고고도에서 극지를 장거리 비행할 때는 1만m 상공에서도 얼지 않는 연료가 필요한 데 우리에게는 이미 그런 연료를 만들 능력이 있다.
바이오연료의 미래
지금은 바이오연료 시대의 초창기다.
보잉은 그동안의 실증을 통해 바이오연료로 항공업계의 탄소배출량을 획기적으로 저감시킬 수 있다고 믿는다.
탄소배출이 0이 되거나 경우에 따라 마이너스로 만들 가능성도 있다.
미래에는 50%가 아닌 100%의 바이오연료를 사용하는 날이 올 것이다.
그런 미래로 가는 길에 장애물은 없다.
- 빌리 글로버 보잉 글로벌 비즈니스 개발 및 정책담당 부사장
지그(jig) 부품을 가공할 때 사용하는 고정 장치의 일종.
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