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유인 전기동력기 최초비행

100년의 비행역사에서 한 취약한 에너지원은 유인 항공기를 이륙에서 착륙까지 성공시킨 적이 없었다. 그 에너지원은 바로 전기 동력이다. 하지만, 매사추세츠 연구원들은 이달 라이트형제의 첫 비행 기념일 전에 E-플레인을 띄울 계획을 하고 있다. E-플레인은 도요타 프리우스 배터리와 100마력 모터로 움직이는 소형 2인승 탄소 복합소재 항공기다.

초기의 전기자동차와 마찬가지로 E-플레인은 비실용적이리만큼 운항거리가 짧다.(75마일이 채 안된다) 수소산소 연료전지를 동력원으로 하는 업그레이드버전은 내년에 모습을 드러낼 예정이다. 3단계는 연료전지만으로 비행을 하는 것으로 운항거리가 500마일 이상으로 늘어날 것으로 보인다. NASA로부터 지원을 받은 ATP(Advanced Technology Products)는 프랑스가 개발한 DynAero 경량항공기를 개조하고 있다.

설립자겸 CEO인 짐 던은 연료전지 항공기는 소음이 적고 효율성이 높다고 말한다. “프로펠러가 유일한 소음원이죠. 게다가 일반 연료보다 효율성을 3배나 증대시킬 수가 있습니다”라고 그는 말한다. 900g의 수소로 한 시간을 비행할 수 있다고 한다. 연
료전지동력 모터가 제트엔진을 대체하려면 수십 년이 걸리겠지만 NASA 연구는 저비용 경량 연료전지가 육중한 피스톤 엔진을 대체할 날이 올 것이라는 던의 믿음을 뒷받침하고 있다. 단, 자동차산업이 연료전지 자동차로 가는 길을 열게 된다면 말이다. - 빌 스위트먼

배터리
향후 항공기 날개에 장착된 프리우스 배터리는 리듐이온 배터리 팩으로 대체될 전망이다. 이 배터리 팩은 이륙과 착륙을 무난히 소화할 만큼의 출력증강을 제공하여 항공기가 초기 테스트에서의 다소 약했던 연료전지로도 비행할 수 있게 될 것이다.



연료전지
내년 초 ATP는 E-플레인의 배터리 파워를 수소연료전지로 증강할 예정이다. 수소연료전지는 수소가스를 사용하여 오염물질이 없고 수명도 길다. 보잉이 후원하는 또 다른 연료전지 항공기 프로젝트가 먼저 비행을 할 수도 있다.

모터
가솔린 엔진과는 달리 E-플레인의 영구자석 전기모터는 낮은 RPM에서도 최대출력을 발휘한다. 증가된 토크는 프로펠러가 저속에서도 높은 피치로 움직이게 만들어 이륙시에도 소음이 거의 없다. 단일 회전체인 모터는 고장 날 가능성이 적다.

수소 탱크
후기 모델에서 수소가스는 탄소섬유와 유리섬유 복합소재로 만들어진 경량 탱크에 5,000psi 정도 저장될 수 있을 것이다. 이 탱크는 심각한 충동상황을 제외하면 어떤 상황에서도 견디어낼 만큼 튼튼하며 기체 후면에 설치된다. 후방배치 항공기는 그다지 많지 않다고 던은 말한다.
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