[이원주의 하늘속談]비행기도 ‘하이브리드’ 있습니다

GE에어로스페이스가 개발한 하이브리드 시스템이 장착된 항공기. GE에어로스페이스 제공 이원주 산업1부 기자 지난달 20∼24일 영국 판버러에서 열린 판버러 에어쇼에서 특이한 비행기 한 대가 주목받았다. 전기모터와 엔진을 모두 장착한 ‘하이브리드’ 비행기였다. 스웨덴 항공기 제작사 ‘사브’의 340B 기체에 GE에어로스페이스가 모터와 엔진, 배터리를 결합한 하이브리드 시스템을 개발해 장착한 비행기로 미국에서 영국 행사장까지 다섯 번을 기착하며 대서양을 건너 날아왔다. 한 번에 2시간가량을 하이브리드 시스템을 써서 비행한 것이다. 이 비행기가 공개되기 이전에도 하이브리드 항공기에 대한 연구나 시험 비행이 없었던 건 아니다. 하지만 이 비행기가 파리 에어쇼와 함께 ‘세계 2대 에어쇼’라 불리는 판버러 에어쇼에서 주목을 받은 이유는 비행 고도에 있다. 이 비행기가 9100m(약 3만 피트) 이상의 고도를 비행해 행사장에 왔기 때문이다. 우리가 주로 타는 민항 여객기가 장거리를 비행할 때 유지하는 높은 고도다. 즉, 이 비행기는 고고도(高高度) 비행 실용성을 처음 입증한 하이브리드 항공기인 것이다. 고고도 비행은 그동안 하이브리드 비행기나 전기 비행기의 최대 난제로 꼽혀 왔다. 이 고도에서는 공기가 희박해 고전압 시스템을 원하는 대로 제어하기 어렵기 때문이다. 지표면에서는 공기가 훌륭한 절연체(전기가 흐르는 것을 막아주는 물질) 역할을 한다. 틈새에 약 1mm 정도의 틈만 있어도 공기는 최대 3000V의 전압을 차단해 줄 수 있다. 우리가 고압선 근처에 서 있다고 감전되지 않는 이유도 공기가 전기 흐름을 막아주기 때문이다. 하지만 3만 피트 고도에서는 공기의 밀도가 지상의 30% 정도밖에 안 된다. 그만큼 공기의 절연 능력도 떨어진다. 반면 비행기에 쓰이는 하이브리드 시스템은 자동차와 비교할 수 없을 정도의 고전압 배터리를 쓴다. 이번에 공개된 비행기의 제원이 정확히 공개되지는 않았지만 수천 V 수준의 배터리가 쓰인 것으로 알려졌다. 이 정도 높이에서는 발열도 문제가 된다. 배터리나 모터 등에서 발생하는 막대한 열을 식혀줄 공기의 양 자체가 부족하기 때문이다. 이 때문에 이 비행기의 엔진 덮개(카울)는 기존 항공기 엔진 덮개를 설계하는 상식적인 방식과 전혀 다른 방식으로 설계됐다고 제작사 측은 설명했다. 외부의 차가운 공기를 최대한 엔진 안에 머무르도록 해 하이브리드 시스템을 냉각하기 위해서다. 이번 시험비행 성공으로 ...