전기로 나는 제트비행기 가능성…포항공대 플라스마 추진기관 구현

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연료 필요 없는 기술 세계 최초로 선보여

(포항=연합뉴스) 손대성 기자 = 연료 없이 전기로 움직이는 제트엔진이 세계 최초로 구현됐다.

포항공대(POSTECH)는 기계공학과 이안나 교수, 이정락 박사, 한국기계연구원 강홍재 박사 연구팀이 대기업에서 작동하는 공기흡입 전기추진 기술을 세계 최초로 선보였다고 11일 밝혔다.

비행기는 공기를 빨아들인 뒤 연료를 태워 뜨거운 가스를 뒤로 내뿜으며 앞으로 나아간다.

이 과정에서 이산화탄소와 각종 배출물이 발생한다.

이 때문에 탄소중립 시대를 앞두고 대체 방식을 찾으려는 연구가 이어지고 있다.

연구팀은 고체·액체·기체와 다른 '제4의 물질 상태'인 플라스마를 활용한 전기추진에 주목했다.

전기를 이용해 기체를 이온 상태로 만들어 뒤로 밀어내면 추진력이 생긴다.

플라스마 전기추진은 연료를 태우지 않아 배출가스가 없다는 장점이 있어 공기가 거의 없는 우주 공간이나 높은 상공에서 주로 연구됐다.

다만 공기가 빽빽한 대기압 환경에서는 플라스마를 만들기 어렵다는 단점이 있다.

연구팀은 회전하는 플라스마 불꽃을 이용해 대기압에서도 안정적인 방전을 유지하는 '회전 글라이딩 아크' 구조로 문제를 해결했다.

새롭게 설계한 추진기관 안에서는 공기가 빨려 들어오며 소용돌이를 만들고 그 흐름 속에서 회전 플라스마가 형성된다.

이 플라스마가 공기를 빠르게 가열한 뒤 뒤쪽으로 밀어내면서 추진력이 발생한다.

실험 결과 이 기관은 대기압 조건에서도 플라스마 방전이 안정적으로 유지됐고 기관 내부 압력이 약 5.7 기압까지 올라가는 상황에서도 계속 작동됐다.

연구팀은 이 기술을 발전시키면 전기만으로 움직이는 비행기나 장시간 하늘에 머무는 무인기와 같은 차세대 항공 이동 수단 등에 적용할 수 있다고 밝혔다.

이 연구 성과는 항공우주분야 국제학술지인 '어드밴시스 인 스페이스 리서치'에 실렸다.

이안나 교수는 "연료를 태우지 않고 전기만으로 추진력을 만드는 전기제트엔진 개념을 실제 작동하는 시스템으로 구현했다는 점에서 의미가 있다"고 말했다.

sds123@yna.co.kr

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