철새 V자 비행 응용 전투기 연료 절약

두루미, 기러기 등 많은 철새들은 'V'자로 무리 지어 날아간다. 앞서가는 새가 일으키는 날갯짓으로 상승 기류가 생겨뒤에 있는 새는 수월하게 비행을 할 수 있기 때문이다.

최근 미항공우주국(NASA)은 이같은 철새들의 비행원리를 이용해 에너지를 절약할 수 있는 비행연구법을 개발하고 있다.'AFF(Autonomous Formation Flight)프로젝트'라 명명된 이 계획은 지난해 12월 NASA 드라이든(Dryden) 비행연구센터가F-18 전투기 두 대를 이용, 96분 동안 시험비행을 하면서 시작됐다.

첫번째 비행시험 결과 앞서가는 전투기가 발생시키는 날개 끝 와류(회오리 바람) 속을 비행할 경우 뒤 전투기의 연료소모율이 12% 감소하는 것으로 나타났다.

와류 속에서 비행한 전투기는 와류 밖에서 비행한 전투기보다 연료를 300kg 정도 적게 사용했다. 이는 편대 비행때 160 km 이상을더 비행할 수 있는 양으로 당초 목표치인 10%를 훨씬 넘어서는 수치였다.

특히 민간여객기의 순항조건과 비슷한 고도 1만m,마하 0.86 비행속도에서는 약 15%의 연료가 절감되는 것으로 나타났다. 또 고도 7천m, 마하 0.56 속도로 비행할 경우 뒤따르는 비행기는 약 20%까지 연료를 절감할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

NASA측은 앞으로 선두 비행기의 날개 끝 와류가 뒤따르는 비행기에 미치는 영향을 분석, '자동편대 비행장치'개발에 나설 예정이다.

기러기형 편대 비행이 에너지를 절약할 수는 있지만 비행중 선두 비행기의 날개끝에서 발생하는 와류가 뒤따르는 비행기를 불안정하게만들어( 롤링, 요잉, 피칭현상) 조종사가 조종면의 위치를 적절하게 유지하기 곤란하기 때문이다.

자동편대 비행장치 개발이 완성되면 와류속에서 비행하는 비행기의 편대형태를 자동으로 조절, 조종사가 일일이 계기판을 보고 공기역학적으로 안전한 위치를설정할 필요가 없다. 자동 편대비행 시험은 2002년 여름에 수행될 예정이다.

최창희기자 cch@imaeil.com