클린 스카이 2, 지속 가능한 항공을 위한 30개 신규 프로젝트 결과 발표

6월 21일, 클린 스카이 2(Clean Sky 2)는 지금까지 조사 중인 여러 프로젝트 결과를 다루는 30개의 새로운 기사를 발표했다. 대부분은 새로운 기술로 항공의 지구 환경 영향을 크게 줄여 항공 과학을 상상의 한계를 넘어 추진한다는 조직의 비전을 다룬다. 엔진과 시스템부터 대형 여객기, 고속 회전익기 등까지, 이들 프로젝트 다수는 복합소재와 공정 적용도 목표로 한다. 각 프로젝트 간단 요약과 전체 기사 링크는 아래와 같다.

다시 태어나다: RESET으로 폐기 복합소재의 제2의 삶

항공기가 점점 더 복합소재를 사용함에 따라 항공기 열가소성 재활용 솔루션 찾기가 필수적이다. 특히 클린 스카이의 RESET 프로젝트는 PEEK(폴리에테르에테르케톤) 또는 PPS(폴리페닐렌 설파이드) 매트릭스로 강화된 탄소 섬유에 초점을 맞추고, 열가소성 재활용 공정 개발에 힘썼다.

순환 경제: 지역 항공기용 복합소재 동체 형상화

클린 스카이의 복합소재 동체 프로젝트는 지역 항공기 혁신 항공기 데몬스트레이터 플랫폼(IADP)의 일환으로, 첨단 지역 항공기 동체에 적합한 기술을 개발하고 풀스케일 데몬스트레이터 수준까지 통합 및 검증하는 것을 목표로 한다. 이 프로젝트는 혁신적인 저비용 및 저중량 복합소재, 첨단 제조 및 조립 공정, 구조 모니터링에 초점을 맞춘다.

더 큰 엔진, 더 큰 도전. 클린 스카이의 ASPIRE가 해결하다

2016년 초 시작되어 2020년 9월 종료된 ASPIRE 프로젝트는 울트라 하이 바이패스 비율(UHBR) 엔진 같은 신추진 시스템의 공기역학 및 음향 효율을 연구했다. 클린 스카이 2에 따르면 UHBR 엔진이 2025년경부터 중대형 여객선의 주류 동력 패러다임이 될 것이다. 새로운 탄소 섬유 복합소재 팬 블레이드와 감속 기어박스 기술이 향상된 공기역학적 및 공기음향 상호작용 달성의 핵심 인에이블러라고 한다.

쿨 고객: HEFESTO가 열을 막다

EU 호라이즌 2020 프로그램 지원을 받아 2020년 6월 완료된 클린 스카이의 HEFESTO(헬리콥터 엔진 데크 - 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 화재 및 열 보호를 위한 다기능 층상 단열) 프로젝트는 금속 구조 대비 중량 10% 절감과 내피로성 개선을 목표로 하면서 필수 열 차단과 방화 능력을 보장하는 복합소재 헬리콥터 엔진 데크/방화벽 설계에 초점을 맞췄다.

가볍게: 혁신적 툴링으로 레이서(RACER) 동체 경량화

레이서(RACER, Rapid And Cost-Efficient Rotorcraft)는 두 부분으로 구성된다. AFPMet 프로젝트(2020년 종료)는 레이서 측면 쉘의 적층 및 경화를 위한 자동화된 섬유 배치(AFP) 수행을 위한 특수 툴링의 혁신적 설계, 개발, 제조, 납품에 전념했다. RoRCraft 프로젝트(핵심 파트너 프로젝트)는 레이서 데몬스트레이터의 전방 및 중앙 동체 섹션 설계와 제조를 담당했다. 궁극적 목표는 2022년 초 레이서 비행 시험 프로그램을 통해 기술 성숙도 수준 6(TRL 6) 목표 달성이다.

SORCERER: 다기능 항공기 복합소재를 위한 클린 스카이 마법

클린 스카이의 SORCERER(Structural pOweR CompositEs foR futurE civil aiRcraft) 프로젝트는 전기 추진 항공기를 위해 추가 전기 에너지를 저장하고 공급할 수 있는 복합소재 개발과 경량화 과제 해결을 목표로 한다. 2017년 시작되어 2020년 7월까지 진행된 이 프로젝트는 클린 스카이의 다기능 동체 데몬스트레이터 프로그램에도 기여했다(다기능 동체 데몬스트레이터(MFFD) 전진 참조).

시간이 문제: 인간/로봇 협업으로 생산 속도 향상

유럽 항공우주 산업의 경쟁 우위 유지를 위해 클린 스카이 2는 자동화 및 인간/로봇 협업 시스템을 통해 경량 복합소재 기술과 시스템을 최적화했다. 이는 레오나르도 항공기 사업부가 조정했고, 세 가지 보완 프로젝트가 지원했다: 반자동 제조를 위한 SMART LAY-UP, 비파괴 검사(NDI)를 위한 ACCURATe, 신속 조립을 위한 LABOR.

울트라팬(UltraFan), 전력 질주 중

울트라팬 터보팬 엔진 데몬스트레이터는 클린 스카이와 롤스로이스(Rolls-Royce, 영국 런던) 협력으로, 연료 효율적이고 환경 친화적인 엔진 성능을 목표로 하며, 다양한 기술과 혁신적인 고온 소재, 새로운 기어드 아키텍처를 통합하여 달성한다. 핵심 기술에는 140인치 직경 탄소 섬유 블레이드가 복합소재 팬 케이스에 내장된 것이 포함된다. 탄소 섬유 프리프레그도 최근 엔진 나셀에 채택되었다.

클린 스카이의 첨단 후방 동체 데모 형상화

2023년까지 진행 중인 클린 스카이의 첨단 후방 동체 프로젝트는 혁신적인 소재와 새로운 제조 기술을 활용하여 미래 세대 중형 여객기의 항공기 후방 동체와 엠페나지 요소를 광범위하게 결합하여 중량 절감과 생산 속도 향상을 도모한다. 이 프로젝트는 복합소재 구조(프레임, 스트링거, 스킨) 개발에 초점을 맞춘다.

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건강의 초상: 클린 스카이의 SHERLOC, 단서 하나 놓치지 않다

클린 스카이의 SHERLOC(Structural Health Monitoring, Manufacturing and Repair Technologies for Life Management Of Composite Fuselage) 프로젝트는 지역 항공기 운영 및 환경 조건에서 복합소재 동체에 대한 기존 구조 건강 모니터링(SHM) 기술과 방법론에 대한 지금까지 가장 포괄적인 평가를 제시한다고 한다.

OPTICOMS, 자동화 복합소재 제조를 SAT 카테고리로

2016년 7월 시작된 6년간의 OPTICOMS(Optimized Composite Structures for Small Aircraft) 프로젝트는 소형 항공 운송(SAT) 카테고리에 자동화된 복합소재 항공기 구조 R&D의 혁신적 접근을 가져와, 소형 항공기 회사들이 자동화 인프라 구축을 정당화하고 저량 생산에서 투자 수익을 실현할 수 있게 하는 것을 목표로 한다. 프로젝트 목표에는 복합소재 설계 및 인증 비용 30% 절감, 복합소재 생산 비용 40% 절감, 구조 중량 20% 경감(금속 대비), 수명주기 비용 20% 절감이 포함된다.