한국전기연구원(KERI)은 7일 전동력시스템연구 홍도관 박사팀이 항공기 추진효율을 10%이상 향상하는 비접촉 마그네틱 기어 기반 상반회전 프로펠러' 기술을 세계최초로 개발했다고 발표했다.
‘상반회전 프로펠러'는 각각 반대로 회전하는 2개 프로펠러를 축 방향으로 배치한 형태다. 전방 프로펠러의 회전 에너지를 후방 프로펠러가 반대로 회전해 회수해 재활용한다. 추진 효율을 높일 수 있고 에너지 절감효과도 크다.
홍도관 한국전기연구원 박사팀은 기계식 기어의 단점을 자석을 통해 해결했다. 자석의 N극과 S극이 밀고 당기는 힘을 활용했다. 각 기어 부품들의 접촉 없이 동력을 전달할 수 있는 ‘비접촉 마그네틱 기어'를 만들었다. 마그네틱 기어가 태생적으로 상반회전이 가능하다는 점에 포인트를 두고, 이를 수중과 항공 추진체에 적용했다.
비접촉 마그네틱 기어를 활용한 상반회전 프로펠러는 높은 추진 효율성과 연료비 절감 효과 등을 보유했다. 비접촉 자석의 힘을 활용하는 만큼, 소음과 진동도 없다. 수명도 반영구적이라 유지보수도 크게 필요없다는 것이 장점이다. 국방 분야 등에서 크게 주목받을 수 있을 것으로 한국전기연구원은 보고 있다.
홍 박사팀은 3년간 비접촉 마그네틱 기어를 개발했다. 시제품 제작과 성능시험 평가 등을 차례로 통과했으며, 최근에는 창원 본원 인근 저수지에서 비접촉 마그네틱 기어의 최대효율 99%를 달성하는 수중 추진기 실증 테스트도 완료했다.
현재 개발된 비접촉 마그네틱 기어는 무인이동체용 3㎾급 출력을 보유하고 있다. 홍 박사팀은 올해 10㎾급 무인이동체용 출력을 달성하고, 2022년에는 사람도 수십명 탑승가능한 100㎾이상 급 성능을 구현한다는 목표다.
홍 박사는 "기존 방식인 전동기, 단일 프로펠러를 뛰어넘는 것이 전동기에 복잡한 기계식 기어를 더한 상반회전 프로펠러다"며 "이번 연구는 여기서 한 단계 더 나아가 기계식 기어를 대체하는 비접촉 마그네틱 기어를 적용한 세계 최초 시도다"고 설명했다.
이민우 기자 minoo@chosunbiz.com