우한대학교 연구소팀, 연료를 사용하지 않는 항공기용 제트엔진 프로토타입 발표

 

 

 

우한대학교 연구소팀, 연료를 사용하지 않는 항공기용 제트엔진 프로토타입 발표

 

 

 

Fossil fuel-free jet propulsion with air plasmas

Jet propulsion by microwave air plasma in the atmosphere

 

 

 

인류는 수송에 있어서 가솔린 등 화석 연료에 의존하고 있습니다만, 화석 연료는 "온실 가스를 만들어 낸다" "매장량이 한정되어 있다"고 하는 문제가 있습니다. 그런 화석 연료를 필요로 하지 않는 '전기만으로 구동하는 항공기용 제트 추진 장치' 프로토타입을 우한대학교 기술과학연구소 연구팀이 발표했습니다.

 

 

 

종래형 제트엔진은, 흡수한 공기에 포함되는 산소와 화석 연료를 연소시켜 열 에너지를 만들어내고, 이 열 에너지에서 연소가스를 가열·팽창시켜 추진력을 얻고 있습니다. 즉, 제트엔진에 있어서 화석 연료는 '열 에너지를 만들어 낸다'고 하는 것에 활용하고 있습니다.

 

이 열 에너지를 '플라즈마로 만들어 낸다'고 하는 제트엔진의 프로토타입을 우한대학교 기술과학연구소 연구팀은 작성했습니다. 우한대학교가 개발한 화석 연료를 필요로 하지 않는 엔진은 공기를 고압에 압축하고, 마이크로파로 이온화해 열 에너지를 생성해서 추진력을 만들어 냅니다.

 

구동시는 먼저 마그네트론을 사용해서 1kW 고출력 마이크로파를 생성합니다. 이 마이크로파가 동파관의 가장 좁은 부분에 접합된 석영관 입구부근에서 강력한 전계를 만들어 냅니다. 이 전계를 통과하는 듯이 석영관을 향해서 압축 공기를 따라넣는 과정에서 압축 공기중의 질소와 산소로 전자가 제거되어, 저온 동시에 저압 플라즈마가 생성. 동파관 안에서 플라즈마내 하전 입자가 압축되어, 이온·원자·전자가 진동하는 것으로 빈번하게 서로 충돌되어, 열 에너지를 빠른 속도로 만들어 냅니다.

 

 

 

 

과열된 플라즈마에 의해, 석영관 안에서 토치형 불꽃이 형성됩니다. 이 불꽃은 전력에 의해 출력이 변동하고, 최대출력시는 1000℃이상에 달합니다. 연구팀은 '이 프로토타입기가 만들어 낸 추진력은 28N/kW, 상용항공기 제트엔진에 필적합니다'라고 말합니다.

 

 

 

 

이번 발표된 것은 어디까지나 프로토타입입니다. 항공기용 제트엔진과는 스케일이 다릅니다. IT계 뉴스 사이트 Ars Technica는 '이 프로토타입이 만들어낸 기류는 실제의 제트엔진에 비교해 1만5000분의 1 크기, 추진력·출력도 1000분의 1 이하입니다'라고 지적하고, 이 프로토타입을 실물크기 사이즈로 했을 때에 플라즈마가 안정되지 않는 가능성을 들어, '많은 과제가 남아 있습니다'고 지적했습니다.

연구팀 Jau Tang 씨는 '우리들 설계에서는 화석연료는 불필요하고, 온실효과나 지구온난화를 일으키는 탄소배출은 없습니다' '이번 발표한 프로토타입은, 종래의 화석 연료에 의한 제트엔진이 잠재적인 대체 수단이 될 수 있는 것을 증명합니다'라고 말했습니다.