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   hoseobyoon (2012-02-17 13:00:25 )
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   자투리 연구?


[수도권I] "태양광 야간비행 가능성 열렸어요"
2012.02.15 22:33, 서지혜 리포터 이메일sergilove00@naver.com

['겨울철 12시간 연속 비행' 성공 항공대 배재성·박상혁 교수]
교수 연구비 3억여원 모아 모형 글라이더 개조 연구… 상승기류 말려 추락사고도 "올해 24시간 연속 비행 도전… 3년내 세계 수준 오를것"

지난 1월 14일 새벽 6시. 고양시 덕양구 화전동 항공대 활주로 위로 무인항공기 한 대가 날아올랐다. 항공대 항공우주 및 기계공학부의 배재성, 박상혁 교수와 연구팀이 개발한 '태양광 무인항공기' 펄사 2호다. 까만 밤 하얀 달 아래에서 펄사 2호는 별처럼 반짝였다. 해 뜨는 시각 7시 46분. 드디어 펄사 2호의 기체 내로 생명의 박동이 울리기 시작했다.

◇국내 최초 12시간 연속 비행

항공대 교수진과 연구진의 합작품인 태양광 무인항공기의 시작은 배재성(40) 교수의 개인적인 관심에서부터 출발했다. 3년 전 태양전지판을 만지면서 무한정으로 갖다 쓸 수 있는 청정에너지를 어떻게 이용해볼 수 있을까 하는 생각이 자신의 전공 분야인 항공공학과 겹쳐졌다. 이듬해 무인항공기의 자동비행을 연구하는 박상혁(41) 교수와 틈틈이 모형 글라이더를 개조하면서 '자투리 연구'가 시작되었다.


  태양광 무인항공기 12시간 연속 비행을 성공시킨 항공대 연구팀. 왼쪽부터 박상혁 교수, 정민정, 고승희, 안일영, 최수민 연구원과 배재성 교수. /서지혜 리포터 그러나 모형 글라이더를 개조해 태양광 무인항공기를 만드는 일은 쉽지 않았다. 가벼운 몸체로 공기역학을 이용해 오랫동안 떠 있어야 하고, 태양전지에서 나오는 전력을 컨트롤하기 위해서는 비행기를 새로 만드는 정도의 노력이 요구됐다. 이를 위해 홍예선(유공압제어), 김학봉(항공역학), 이수용(복합재료역학·항공기구조) 교수가 팔을 걷어붙였다. 2010년 연구팀은 자신들의 기술을 융합해 날개 길이 2m, 무게 1.7㎏의 태양광 무인항공기를 탄생시켰다. 햇빛을 받아 태양전지에서 발전이 일어나면 이것이 배터리로 저장돼 비행 동력으로 쓸 수 있는 무연료 비행기의 기초가 완성된 것이다.

2011년 초 이보다 크기와 무게를 늘린 펄사 1호를 만들면서 12시간 연속 비행이 본격적으로 시도됐다. 그러나 대학 내 활주로 사용이 일요일만 허락된 데다가 날씨마저 받쳐주지 않아 비행을 접는 날이 많았다. 이 와중에 연속 비행에 도전했던 펄사 1호가 상승기류에 말려서 970m 상공으로 치솟았다가 추락하는 사고가 일어났다. 연구진이 미처 예상치 못한 변수였다. 같은 해 여름 펄사 2호를 만들어 이번에는 상승기류에 대비한 비행 프로그램을 새로 짜 넣었다. 지난해 9월 25일 청명한 가을 하늘 아래서 펄사 2호는 12시간 연속 비행을 달성하였다.

◇저궤도 인공위성 대체 가능

지난해에 이어 올해 초 펄사 2호는 12시간 연속 비행을 또다시 달성했다. 연구팀은 "겨울철 12시간 연속 비행은 야간 비행의 가능성을 열어놓은 것"이라고 평가한다. 올해 도전할 '24시간 비행'에 희망이 보인다는 것이다. 최근 영국의 민간회사에서 고도 15~20㎞에서 14일간 연속 비행을 성공시킨 태양광 무인항공기가 세계 기록에 올랐는데 그 대당 가격이 1000만달러였다. 태양광 무인항공기의 진가가 서구에서는 높이 인정받는 데 반해 아시아 및 국내에서는 주목을 받지 못하고 있다. 배재성 교수는 세계적인 수준에 도달하기까지 3년 정도를 내다보았다.

"현재 펄사 2호의 비행 고도는 200~400m입니다. 주위에서 '빨리 고도를 높이자'고 하는데, 저희는 일단 태양광으로 24시간, 48시간 연속 비행하는 것을 목표로 하고 있습니다. 그후 지상 5㎞까지 고도를 높일 수 있을 것 같습니다. 그런데 그 다음 단계는 대학 연구실에서 하기가 힘들어요. 고도가 높아질수록 지금의 조종·통신시스템은 쓸 수가 없고, 기체가 더 가벼워져야 하는 것뿐 아니라 배터리의 에너지 밀도도 높여야 합니다. 그때는 정부나 기업으로 기술을 이전해야 할 것 같습니다."

주위에서 고도를 높이자고 하는 것은 성층권 진입의 장점이 크기 때문이다. 성층권 내 고도 15~20㎞지점은 일년 내내 태양이 내리쬐는 공간으로 바람이 없어 태양광 무인항공기가 비행하기에 최적의 조건이다. 게다가 인공위성의 기능을 탑재한 무인항공기는 과학, 통신, 국방, 기상의 역할을 시간 지연 없이 빠르게 수행할 수 있다. 현재 미국에서는 해안선 감시로 태양광 무인항공기가 활용되고 있다.

연구팀은 교수 개인의 교비를 아껴 지난 3년간 3억원 정도를 무인항공기 개발에 사용했다. 이제부터는 성능을 높여야 하는 단계라 연구비 마련이 당면과제다. 하지만 걱정보다 긍정의 마인드다. "태양광 무인항공기 연구는 '기다림의 미학'입니다. 비행기 띄워놓고 뜨거운 여름과 추운 겨울을 활주로 위에서 견디는 것, 쉽지 않습니다." 배재성 교수와 박상혁 교수가 활주로 위에서 쌓은 내공이 향후 3년을 기대하게 한다.

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자비 모아, 자투리 연구, 기다림의 미학...
순수한 분들의 처지를 실감나게 다가오는 말들,

앞으로의 기대와 전망에 관계없이도
제 마음을 풍요롭게하는 신나는 소식입니다.

과학기술에 대한 이야기지만 소박한 느낌이 들어
흐믓해 하며 여기 소개합니다.

*^^*









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