‘변형 가능한 날개’ 구조 개발중

미 항공우주국 나사(NASA)와 MIT 연구팀이 날개 자체를 변형시키는 구조를 개발 중이락 한다.

비행기 날개는 이륙하고 순항, 착륙하는 비행 단계마다 필요한 동작을 얻기 위해 날개 단면 형상을 바꿔주는 플랩을 조작해 양력을 제어하게 된다. 하지만 연구팀이 개발 중인 건 플랩과 에일러론(보조날개) 같은 게 아니라 날개 자체를 변형하도록 하려는 것이다.

연구팀은 재료공학 전문지인 스마트 재료·구조물(Smart Materials and Structures)에 비행기 날개를 근본적으로 재설계하는 방법을 주제로 논문을 게재했다. 새로운 날개는 성냥개비 같은 지주로 만든 수천 개에 이르는 작고 가벼운 격자 프레임을 조합해 얇은 폴리머로 덮은 구조다.

중공 구조를 취하기 위해 밀도는 고무보다 1,000분의 1 미만 밖에 안 될 만큼 가볍다고 한다. 내부 기둥 구조는 날개가 공기 역학적 상황에 따라 자동으로 변형되면서 일반 항공기 날개보다 에너지 효율을 높일 수 있게 해준다.

항공기 날개 자체 형상을 바꾸는 이 구조는 지난 2016년 만들어졌다. 연구팀은 날개를 구성하는 부품 하나하를 생산하는 데 몇 분씩 걸리던 걸 3D 금형과 폴리에틸렌 수지를 이용해 사출 성형하는 방법으로 개발해 개당 17초 만에 제조할 수 있게 됐다고 한다. 이제 저렴하고 대량으로 부품을 제조하는 방법을 확립했다는 설명이다.

가벼울 뿐 아니라 스스로 변형하는 날개는 현재 튜브 1개에 날개를 장착한 유형인 항공기 형태를 확 바꿔버릴 수도 있다. 마치 새와 같은 동체에 날개를 일체화한 효율적 기체 구조가 만들어질 수도 있는 것이다.

항공기 외에도 예를 들어 풍력 발전용 프로펠러를 재설계해 효율성과 저소음화 같은 변화를 기대해볼 수도 있다. 또 우주용이나 교량 등 높은 성능 설계를 요구하는 구조물에도 응용하게 될 가능성도 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.