[고든 정의 TECH+] 가오리 닮은 비행기 타고 해외 여행? BWB 개발에 진심인 항공기 제조사들

[서울신문 나우뉴스]

에어버스의 BWB 디자인 수소 비행기. Credit: Airbus

세계 각지를 연결하는 대형 여객기 덕분에 우리는 편안하게 세계 어디든 날아갈 수 있습니다. 코로나19로 잠시 타격을 받기도 했지만, 전 세게 항공 여객 수요는 앞으로도 꾸준히 증가할 것으로 예상됩니다. 항공 화물 수요 역시 기복은 있지만, 전체적으로 보면 증가하는 추세입니다. 하지만 이에 따라 온실가스 배출도 증가한다는 것이 문제입니다.

배터리는 무겁기 때문에 전기 비행기는 현재 기술로는 대안이 될 수 없습니다. 바이오 연료처럼 지속 가능한 원료로 만든 지속 가능 항공 연료 (SAF)의 경우 기존의 제트 엔진에 그대로 적용할 수 있어 더 현실적이지만, 생산량이 적어 아직은 초기 보급 단계를 벗어나지 못하고 있습니다. 이런 상황에서 항공기 제조사들은 기존의 제트 엔진 탑재 여객기의 연료 효율을 크게 높일 방법을 연구하고 있습니다.

에코젯. Credit: Bombardier

가장 대표적인 방법이 날개와 동체를 하나로 이어지게 만든 블랜디드 윙 바디 (Blended Wing Body, 이하 BWB) 동체 디자인입니다. 기존의 항공기가 주로 날개에서 양력을 만들고 승객과 화물은 동체에 탑재하는 방식이라면 BWB기는 날개와 이어진 가오리 같은 동체 전체가 날개 역할을 해 양력을 발생시키는 디자인입니다. 기존 항공기보다 제작이 까다롭지만, 에너지 효율은 높이고 공기 저항은 줄일 수 있는 디자인이라고 할 수 있습니다.

보잉과 나사는 몇 년 전 6% 축소 스케일 BWB 여객기 모델을 개발해 테스트했습니다. 실제 BWB 디자인의 항공기를 만들기 위해서는 동체는 물론이고 항공 전자 장비와 객실, 그리고 엔진까지 맞게 바꿔야 하므로 처음부터 실물 크기 항공기를 개발하기는 어렵습니다. 따라서 실제 항공기를 개발하기 전에 소형 축소 모델로 디자인을 검증해야 합니다.

나사/보잉의 BWB 디자인. Credits: NASA/David C. Bowman

보잉의 경쟁자인 에어버스 역시 수소 연료 전지 항공기 기술을 개발하면서 200인승 규모의 BWB 디자인의 항공기 콘셉트를 제시한 바 있습니다. 실제 크기의 항공기 개발은 아직 미래의 일이지만, 현재 엔진과 수소 연료 전지 같은 기반 기술과 동체 디자인 연구가 진행 중입니다.

여기에 캐나다의 항공기 제조사인 봄바디어 (Bombardier) 역시 기존의 제트 엔진을 사용한 BWB 디자인의 여객기인 에코젯 (Ecojet)을 개발에 뛰어들었습니다.

보잉이나 에어버스처럼 일반 대중에게 친숙하지 않은 제조사이지만, 사실 봄바디어는 세계 3위의 항공기 제조사로 비즈니스 제트기처럼 중소형 항공기 분야의 강자입니다. 에코젯 역시 친환경 비즈니스 제트기가 목표입니다. 에코젯은 연료 소비량을 최대 50% 줄이는 것을 목표로 하고 있습니다.

봄바디어는 첫 번째 7% 축소 모델을 드론 형태로 개발해 테스트했습니다. 그리고 다음 단계로 15% 축소 모델인 두 번째 연구용 프로토타입을 제작해 작년 말부터 비행 테스트를 진행 중입니다.

100% 크기의 풀 스케일 모델을 만드는 것은 언제인지 공개하지 않았지만, 보잉이나 에어버스와 달리 처음부터 중소형 비즈니스 제트기를 목표로 한 만큼 생각보다 빠르게 진행될 가능성도 있습니다. 에코젯이 처음부터 중소형 비즈니스 제트기를 목표로 했기 때문에 대형 여객기를 염두에 둔 보잉이나 에어버스보다 BWB 디자인 적용이 빠를 수 있다는 것입니다.

안전성 및 경제성 문제 등 여러 가지 해결해야 할 문제가 남아 있지만, 갈수록 강력해지는 환경 규제와 항공 산업의 지속 가능성 요구를 생각하면 앞으로 BWB 여객기의 전망은 밝다고 할 수 있습니다. 2차 대전 이후 지금까지 크게 바뀌지 않았던 여객기 디자인이 21세기에 들어 획기적으로 바뀔 수 있을지 미래가 주목됩니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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