서울공대 항공우주공학과 이관중 교수 연구팀, 세계적 수직이착륙기 설계 대회 2위 쾌거

미국 수직비행협회 주최, AIRBUS 후원 경연

안영만 기자 / 서울대학교 공과대학은 항공우주공학과의 항공우주비행체설계 연구실(지도교수 이관중) 소속 학생팀 ‘HOPPER’가 미국 수직비행학회(VFS, Vertical Flight Society)가 주최하는 ‘제42회 국제 학생 설계 경진대회(Student Design Competition)’에서 대학원 부문 2위를 차지했다고 밝혔다.

서울대학교 항공우주공학과 이관중 교수 및 연구팀

HOPPER 팀의 이번 성과는 직전의 제41회 대회에서 대학원 부분 신인상(Best New Entry)을 수상한 이후 새로이 도전해 거둔 쾌거다.

‘VFS 학생 설계 경진대회’는 세계 수직이착륙기 분야에서 가장 권위 있는 설계 대회로, 매년 높은 기술력과 창의력을 요구하는 설계 과제가 참가자들에게 주어진다. 조지아공과대학교(Georgia Tech), 메릴랜드대학교(University of Maryland), 펜실베이니아주립대학교(Penn State), 델프트공과대학교(TU Delft), 밀라노공과대학교(Politecnico di Milano), 인도공과대학교(IIT) 등 전 세계 유수의 대학들이 참가해 치열한 경쟁을 펼친다.

올해의 과제는 글로벌 우주항공 방위산업 기업 에어버스(AIRBUS)의 후원 하에 수행하는 ‘수소 전기 추진 수직이착륙기(Hydrogen-Electric VTOL)’ 설계였다. 참가팀들은 수소 연료 전지 기반 추진 시스템을 활용해 실제 운용 가능한 미래형 항공기를 제안해야 했다. 여기에는 2인 탑승 가능 요구 조건, 기체 크기 및 배터리 무게 제한, 수직이착륙 및 장시간 비행 조건, 구조 안정성 확보 등 다수의 까다로운 제약 조건이 주어졌다. 전문가들 사이에서도 ‘현존 기술 수준에서 가장 어려운 과제 중 하나’로 꼽힐 만큼 도전적 내용이었다.

서울대 항공우주공학과 이관중 교수의 연구팀 소속 김정환 박사과정을 비롯해 총 10명으로 구성된 HOPPER팀은 이 기술적 난제를 해결하기 위해 다년간 쌓아온 기술을 대거 적용한 결과, 수소 연료전지 기반의 복합형 헬리콥터 디자인을 선보였다. 연구팀이 자체적으로 구축한 다학제적 설계 최적화(MDO) 프레임워크는 많은 주목을 받았다. 특히 수소 전기 추진 시스템의 성능해석 및 설계 기술을 독자적으로 확보해 새로운 설계 기술을 제시한 점이 높은 점수를 받았다.