저자의 이전 논문[1]에서 저자는 미국과 유럽의 회전익기 개발의 현황을 비교하였다. 본 논문에서는 미국에 경쟁적이 우위를 차지하기 위한 21세기를 대비하는 유럽의 회전익 기술개발 현황에 대한 좀 더 구체적으로 조사해 보고자 한다. 유럽은 21세기 초 회전익을 포함한 항공 사업을 효율적이며 조직적으로 운영하기 위해 범 유럽단위의 "ACARE"라는 비관료기관을 설립하였고, 이 조직을 중심으로 유럽연합에서 지원하는 전체 유럽의 차세대 항공사업 R&D 프로그램이 효율적이고 경쟁적이기 위한 의제를 설정하였다. 회전익기 분야의 개발에 대한 과정은 다음과 같다. 1) 객실의 소음/진동 절감(FRIENDCOPTER), 2) 회전익의 효율증가와 회전익에서 유도되는 소음 절감을 위한 핵심 기술의 개발(GRC), 그리고 최근에 시작된 고속/장거리 운행을 위한 차세대 회전익 개발(Fast Rotorcraft). 앞에서 언급하였듯이 이 모든 모든 R&D 프로그램들은 기본 연구 의제, 특히 환경 영향에 대한 요구조건을 만족하여야만 한다. 이러한 과정을 통하여 유럽 회전익 사업은 현재와 미래에서의 시장 점유에 성공적인 업적을 이루었을 뿐 아니라 시장의 요구(고속/장거리운행)를 만족하는 차세대 회전익기인 복합형/tiltrotor 형상의 개발에도 충분한 준비를 하게 되었다.
저자의 이전 논문[1]에서 저자는 미국과 유럽의 회전익기 개발의 현황을 비교하였다. 본 논문에서는 미국에 경쟁적이 우위를 차지하기 위한 21세기를 대비하는 유럽의 회전익 기술개발 현황에 대한 좀 더 구체적으로 조사해 보고자 한다. 유럽은 21세기 초 회전익을 포함한 항공 사업을 효율적이며 조직적으로 운영하기 위해 범 유럽단위의 "ACARE"라는 비관료기관을 설립하였고, 이 조직을 중심으로 유럽연합에서 지원하는 전체 유럽의 차세대 항공사업 R&D 프로그램이 효율적이고 경쟁적이기 위한 의제를 설정하였다. 회전익기 분야의 개발에 대한 과정은 다음과 같다. 1) 객실의 소음/진동 절감(FRIENDCOPTER), 2) 회전익의 효율증가와 회전익에서 유도되는 소음 절감을 위한 핵심 기술의 개발(GRC), 그리고 최근에 시작된 고속/장거리 운행을 위한 차세대 회전익 개발(Fast Rotorcraft). 앞에서 언급하였듯이 이 모든 모든 R&D 프로그램들은 기본 연구 의제, 특히 환경 영향에 대한 요구조건을 만족하여야만 한다. 이러한 과정을 통하여 유럽 회전익 사업은 현재와 미래에서의 시장 점유에 성공적인 업적을 이루었을 뿐 아니라 시장의 요구(고속/장거리운행)를 만족하는 차세대 회전익기인 복합형/tiltrotor 형상의 개발에도 충분한 준비를 하게 되었다.
In previous paper[1], the authors had compared the current status of European and US rotorcraft development status. In this paper, more detailed procedures have been studied how the European rotorcraft technologies are developed preparing for 21 st century to be more competitive to US. For the syste...
In previous paper[1], the authors had compared the current status of European and US rotorcraft development status. In this paper, more detailed procedures have been studied how the European rotorcraft technologies are developed preparing for 21 st century to be more competitive to US. For the systematic procedure to develop next generation aviation technologies including rotorcraft, the pan-European organization, ACARE, was established, and proposed major research agenda for next generation aviation technologies and businesses. Based on the proposed research agenda, all the R&D programs supported by EU are reorganized to be more efficient and competitive. The procedures for the rotorcraft technologies are, first, cabin noise/vibration reduction program (FRIENDCOPTER), second, core technologies to increase of rotor efficiencies and reduce rotor noise (GRC), and then finally to develop fast/long-range next generation rotorcraft (Fast Rotorcraft). As mentioned in previously, all the R&D procedure has to satisfy basic research agenda especially the environmental impact. With theses procedure, the European rotorcraft business had successful achievements not only in current and future market share, but also preparing for next generation rotorcraft platform such as compound and tilt-rotor rotorcraft satisfying market needs.
In previous paper[1], the authors had compared the current status of European and US rotorcraft development status. In this paper, more detailed procedures have been studied how the European rotorcraft technologies are developed preparing for 21 st century to be more competitive to US. For the systematic procedure to develop next generation aviation technologies including rotorcraft, the pan-European organization, ACARE, was established, and proposed major research agenda for next generation aviation technologies and businesses. Based on the proposed research agenda, all the R&D programs supported by EU are reorganized to be more efficient and competitive. The procedures for the rotorcraft technologies are, first, cabin noise/vibration reduction program (FRIENDCOPTER), second, core technologies to increase of rotor efficiencies and reduce rotor noise (GRC), and then finally to develop fast/long-range next generation rotorcraft (Fast Rotorcraft). As mentioned in previously, all the R&D procedure has to satisfy basic research agenda especially the environmental impact. With theses procedure, the European rotorcraft business had successful achievements not only in current and future market share, but also preparing for next generation rotorcraft platform such as compound and tilt-rotor rotorcraft satisfying market needs.
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문제 정의
이 형상은 Airbus helicopter에서 제안한 비행체로 LifeRCraft(Low Impact, Fast & EfficientRotorCraft)로 명명되어있다. 개발 목표는 앞의 tilt-rotor 형상과는 차별성을 두어, Fig. 11에서 보듯이 응급구조 활동을 목표로 하고 있다. 기존의 헬리콥터를 사용하면 유럽 본토에서만 7-8개의 구조센터가 요구되지만 복합형(compound) 형상의 고속 회전익을 적용하면 모든 도서지역을 포함한 유럽 전역에 4-5 센터 운영할 수 있는 것을 장점으로 내세우고 있다.
이는 그동안 AgustaWestland(현 Leonardo helicopter)에서 진행되었던 AW-609(미국의 XV-15 기반의 형상 기체) 개발에 기반을 하여 성능 개발을 하는 프로그램이다. 목표는 이전의 NICETRIP 프로그램의 요구도를 만족시키는 것으로 Fig. 10에서 보여주듯이 기존의 AW-609의 변형으로 개발하는 것으로 되어있다.
본 논문에서는 21세기 들어 EC 지원의 유럽의 전반적 항공 사업을 포함하여 이들 항공 사업에서 지원하는 최근까지의 회전익 개발 현황을 조사하였다.
3에서 보듯이 FRIENDCOPTER (Integration of Technology in Support of a Passenger and Environmentally Friendly Helicopter), NICETRIP (Novel Innovative Competitive Effective Tilt Rotor Integrated Project)과 다음 단계인 GRC (Green RotorCraft), 그리고 현재 진행 중인 Fast Rotorcraft 프로그램으로 이어지고 있다. 본 논문에서는 이전 논문에서 언급된 GRC 프로그램까지의 개발 목표와 프로그램을 통한 결과에 대해 간략하게 요약하고 최근 시작된 Fast Rotorcaft에 대해 자세히 알아보고자 한다.
유럽의 회전익기 개발 단계는 이미 참고문헌[1]에서 구체적으로 다루었음으로 각 프로그램의 최종 목표와 그 결과만을 간단히 언급하고 최근 시작된 Clean Sky 2프로그램의 Fast Rotorcraft를 구체적으로 언급하고자 한다.
이 두 형태의 회전익은 Fig. 9에서 보듯이 이전의 기존 헬리콥터나 복합형/tilt-rotor/고정익 비행체가 채워주지 못한 영역을 만족시키는 것을 목표로 개발을 진행하고 있다.
이 프로그램은 2004-2009년까지 FP6,7의 지원으로 VERITAIR EEIF(유럽 항공업체 연합 산한의 단체)의 주도하에 이루어졌다. 이 프로그램의 목표는 이름 그대로, 기존 헬리콥터(엔진 성능을 위하여는 EC135와 Arrius 2엔진, 객실 소음을 위해서는 A109와 EC135 기체를 실험기로 사용)의 부수적인 개선을 통하여 승객의 편안함과 친환경성을 보완하는 것이다. 프로그램의 총 액수는 €32.
제안 방법
ACARE 조직은 우선 유럽 항공사업 개발의 기본 정책(SRIA:Strategic Research Innovation Agenda)[10]으로 다음의 5개를 목표로 삼고, 이 정책을 기준으로 하여 모든 개발 원칙을 정하였다. 1) 사회/시장의 요구(mobility), 2) 업체의 경쟁력(competitiveness), 3) 환경 보호와 에너지 공급, 4) 안정성과 보안성, 5) 연구/실험/인적교육 육성.
대상 데이터
이 목표를 위해 14개 유럽국가 34기관이 연합하여 프로그램을 수행하였다. 흥미로운 것은 EC의 지원 액수에 비해 상대적으로 많은 기관이 참여했다는 것이다.
이 프로그램은 2004-2009년까지 FP6,7의 지원으로 VERITAIR EEIF(유럽 항공업체 연합 산한의 단체)의 주도하에 이루어졌다. 이 프로그램의 목표는 이름 그대로, 기존 헬리콥터(엔진 성능을 위하여는 EC135와 Arrius 2엔진, 객실 소음을 위해서는 A109와 EC135 기체를 실험기로 사용)의 부수적인 개선을 통하여 승객의 편안함과 친환경성을 보완하는 것이다.
성능/효과
3) 이상적인 비행조건에서 고속 전진 비행 시 6%의 요구 동력을 줄일 수 있음을 확인하였고, 실제적으로 이 프로그램을 통하여 얻어진 결과를 적용하여 Fig. 5에서 보여주고 있는 EC 175와 AW GRAND New의 새 기종을 개발한 성과를 얻었다.
후속연구
초기 목표는 민수용 regional aircraft 목표로 11톤, 20인승, 순항속도 330kts의 시작되었으나 EC의 지원이 충분치 않아 겨우 명맥을 유지하였고 이후 GRC 프로그램의 일부로 편입되었다. 그러나 이 프로그램을 통해서는 Fig. 7에서 보여주고 있는 초기 형상인 ERICA(Enhanced Rotorcraft Innovative Achievement)에 대한 전반적인 상세 설계과정이 이루어졌으며 실험용 mock-up까지 제작되었으나 실재 기체 제작은 이루어지지 못했다.
아직 충분치는 않지만 사회적 분위기로 보면, 작성된 로드맵[32]을 통하여 많은 예산 투입과 기술 개발이 이루어질 것으로 예상된다. 많은 사람들이 우려를 하지만, 앞으로 투입될 정부/민간의 예산, 인력 양성, 그리고 개발과정에 대한 장기적이며 체계적인 전략이 필요할 것이다.
이와 같은 신규 헬리콥터 사업과 기존 헬리콥터의 성능 향상사업이 진행되고 있는 상황에서 헬리콥터 선진국들이 어떠한 과정을 통하여 그들 자신만의 핵심기술을 개발하였는지를 참조하면 국내 헬리콥터 사업의 기술 발전에 도움을 줄 수 있을 것으로 확신한다. 특히 유럽의 경우 21세기에 들어서면서 적극적인 헬리콥터 기술 개발의 발전을 통하여 유럽 헬리콥터가 세계 시장 점유율을 늘여가는 것을 보면, 우리나라에서도 그들의 기술 개발과정을 참고하여 좀 더 효율적인 개발 방법을 찾을 수 있을 것으로 생각되며 또한 차세대 회전익 개발의 방향을 참조하여 핵심 기술 습득에 대비를 하는데 도움이 될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
"ACARE"라는 비관료기관이 설치된 이유는 무엇인가?
본 논문에서는 미국에 경쟁적이 우위를 차지하기 위한 21세기를 대비하는 유럽의 회전익 기술개발 현황에 대한 좀 더 구체적으로 조사해 보고자 한다. 유럽은 21세기 초 회전익을 포함한 항공 사업을 효율적이며 조직적으로 운영하기 위해 범 유럽단위의 "ACARE"라는 비관료기관을 설립하였고, 이 조직을 중심으로 유럽연합에서 지원하는 전체 유럽의 차세대 항공사업 R&D 프로그램이 효율적이고 경쟁적이기 위한 의제를 설정하였다. 회전익기 분야의 개발에 대한 과정은 다음과 같다.
최근 회전익의 개발에 도입된 개념은 무엇인가?
최근 회전익의 개발은 도심용 공중 모빌리티(UAM : Urban Air Mobility)의 개념이 도입되면서 새로운 전환점을 맞이하고 있다[2]. 이는 도심 Airtaxi의 개념으로 Uber가 제시한 조건들[3], 기본적으로 저고음, 수직이착륙 등, 전기 동력을 사용한 다수 회전익(multi-copter)의 형태가 가장 주목을 받고 있으며 많은 업체들이 이 개념을 이용하여 개발이 진행 중에 있다.
항공사업 개발의 기본 정책 5가지는 무엇인가?
ACARE 조직은 우선 유럽 항공사업 개발의 기본 정책(SRIA:Strategic Research Innovation Agenda)[10]으로 다음의 5개를 목표로 삼고, 이 정책을 기준으로 하여 모든 개발 원칙을 정하였다.1) 사회/시장의 요구(mobility), 2) 업체의 경쟁력(competitiveness), 3) 환경 보호와 에너지 공급, 4) 안정성과 보안성, 5) 연구/실험/인적교육 육성.
참고문헌 (32)
Oh, S. J., and Kim, S. H., "Next Generation Rotorcraft Technologies of U.S. and Europe," Journal of The Korean Society for Aeronautical and Space Science, Vol. 42, No. 8, 2014. pp.713-721
Hwang, C., "Status and Challenges of Urban Air Mobility Development," Current Industrial and Technological Trends in Aerospace, Vol. 16-1, 2018.
Moore, M. D., "Personal Air Vehicles: A Rural/Regional and Intra-Urban On-Demand Transportation System," AIAA Paper, 2003.
en.wikipedia.org/wiki/number_of_heliopter
en.wikipedia.org/wiki/Framework_Programs
"European Aeronautics : A VISION for 2020, Report of the Group of Personalities," Jan. 2001.
www.acare4europe.org
Flightpath 2050 Europe's Vision for Aviation, European Commission, 2011.
Success stories and benefits beyond aviation, ACARE Report, 2013.
ACARE Strategic Research Innovation, Vol. 1&2, 2017.
Commission Staff Working Paper : Impact Assessment, (Communication from the Commission 'Horizon 2020 - The Framwork Programme for Research and Innovation'; European Commission, 2011.
www.create-mobility.eu
www.cleanskyju.eu
www.sesarju.eu
ACARE : Success Stories Final Report, 2015.
Clean Sky Final Annual Activity Report, 2014.
Clean Sky 2 Joint Technical Programme, 2015.
Aviation Week Intelligence Network, 2015.
www.friendcopter.org
FRIENDCOPTER Publishable Final Activity Report, 2009.
www.aviastar.org/helicopters_eng/eurotilt.php
Stabellini, A., "The European Tilt-Rotor-Status of ERICA Design and Test Activities," EU FP6 workshop, Mar. 2011.
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