음속 58배 '꿈의 플라즈마 엔진' 개발 성공...베를린공대 "연료는 전기와 공기"
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음속 58배 '꿈의 플라즈마 엔진' 개발 성공...베를린공대 "연료는 전기와 공기"
  • 양의정 기자
  • 승인 2017.05.25 11:31
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미국 대학 교수 “대단한 업적... 이 기술로 항공기 운영비용 대폭 감소시킬 수 있어”
제트기 자료사진 <사진=Photo Archive>

 

독일에서 오직 전기와 공기를 사용해 지구에서 우주로 이동할 수 있는 꿈의 제트 엔진을 개발해 글로벌 과학 산업에서 화제가 되고 있다.

지난주 美 과학매체 뉴사이언티스트는 독일의 베를린 공과대학 (Technical University of Berlin, TUB) 연구진이 오직 공기와 전기로 가동되는 플라즈마 엔진을 개발했다고 보도했다.

현재 지구상에서 가장 빠른 속도를 내며 가장 보편적으로 쓰이는 일반 제트엔진의 원리는 압축된 공기와 연료가 만나 점화되는 것을 말하며, 혼합물이 엔진에서 분사돼 앞으로 이동시킨다.

이런 제트엔진과는 다르게 플라즈마 엔진은 전기를 이용해 전기기장을 만들어낸다. 플라즈마를 이용해 수소 연료를 수백만℃로 달구어 기존의 우주선보다 10배 이상 빠른 속도로 날 수 있도록 한다.

플라즈마 제트 엔진은 일반적으로 진공 상태 또는 저기압 층이 높게 나오는 환경에서 작동될 수 있도록 설계되는데, 이유는 플라즈마 제트 엔진에 기체를 다룰 수 있는 장비가 탑재되기 때문이다.

TUB 연구팀은 진공 상태 또는 저기압 층이 높은 환경이 아닌, 일반의 평지에서 작동 가능한 플라즈마 제트 엔진을 개발하는데 성공했다.

TUB 연구팀 팀장인 버칸트 고크셀(Berkant Göksel)은 뉴사이언티스트와 가진 인터뷰에서 "우리는 세계 최초로 지상에서 이용할 수 있는 가장 빠르고 강력한 플라즈마 제트를 개발했다. 이 플라즈마 엔진은 초당 20km로 이동할 수 있다"고 밝혔다.

연구팀은 10억분의 1초(nanosecond)의 빠른 방전 흐름 이용해 추진(推進)제 혼합물을 폭발시키는 방법을 사용했다. 이는 펄스 데토네이션 컴버스쳔 엔진(pulse detonation combustion engine)과도 비슷한데, 산소 혹은 산화제와 연료 혼합물의 폭발로 생기는 초음속 데토네이션파(wave)를 이용하는 추진 기관의 한 종류다.

제이슨 캐시브리 미국 앨라배마 대학교 교수는 펄스 데토네이션 기능을 플라즈마 스러스터(thruster, 반동 추진 엔진)에 접목시킨 사례는 이번이 처음이라며 아주 대단한 업적이라고 밝혔다. 그는 "이 기술로 모든 항공기의 운영비용을 대폭 줄일 수 있다"고 했다.

고크셀 연구팀 팀장은 "우리 팀은 현재의 스탠더드 제트 엔진이 갈 수 없는 고도 30km의 높은 상공에서도 사용할 수 있는 시스템을 개발하고 싶다“고 밝혔다. 따라서 고스켈 연구팀은 독일을 대표해 앞으로도 계속 플라즈마 엔진 연구에 심혈을 기울일 것으로 전망된다.

 

양의정 기자  eyang@greened.kr

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