Simcenter Amesim을 이용한 수소 동력 항공기 설계

지속 가능한 항공기 설계에 대한 요구가 계속됨에 따라 업계 전문가와 학계는 친환경 항공 가능성에 대한 연구에 전념하고 있습니다.

지금까지 전문가와 연구자들은 수소가 유망한 에너지원임을 확인했습니다. 수소가 경쟁력이 높은 것은 분명하지만 여전히 해결해야 할 문제가 있습니다.

본 백서에서 지속 가능한 항공기 설계의 미래인 수소 동력 항공기의 실행 가능성에 관한 최신 연구 동향을 살펴보십시오.

또한 본 백서에서는 하이브리드 추진(연료 전지 및 초고용량 커패시터) 시스템을 갖춘 중형 항공기(ATR-72)와 수소의 직접 연소로 추진되는 동일한 항공기를 시뮬레이션하여 성능을 비교합니다.

현재 수소 동력 항공기의 이점과 해결해야 할 문제

현재 수소가 지속 가능한 항공기 설계에 가장 경쟁력 있는 에너지라고 평가되는 가운데 가능성과 물류 상의 우려가 공존하고 있습니다.

수소는 온실 가스 배출량이 적고 터빈 엔진 버너 내부에서 직접 연소될 수 있다는 사실에 기반하여 미래의 연료 후보로서의 입지가 강화되고 있습니다. 대체 연료가 연소되면 CO2(이산화탄소)를 배출하고 생산 비용이 더 많이 든다는 점을 고려할 때 수소는 상당한 이점으로 차별화됩니다.

하지만 수소에는 지속 가능한 항공기 설계 분야에서 해결해야 할 몇 가지 물류 상의 단점이 있습니다. 수소는 운반이 까다롭습니다. 운반하려면 수소 가스를 섭씨 -253도까지 냉각하여 액화시켜야 합니다. 액체 수소는 극저온 상태이므로 휘발되기 쉽습니다. 적절한 인슐레이션 시스템과 열교환기가 없으면 액체 수소가 증발하여 화재가 발생할 위험이 있습니다.

Simcenter Amesim을 통해 ATR-72의 성능 시뮬레이션

Siemens의 Simcenter™ Amesim™ 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션한 결과에서 하이브리드 추진(연료 전지 및 초고용량 커패시터) 시스템의 성능과 수소의 직접 연소로 추진되는 동일한 ATR-72의 성능을 비교합니다.

본 백서에서 각 모델의 하위 파트의 설계, 구성 및 성능에 대한 분석을 확인하십시오. 또한 Simcenter Amesim과 Simcenter Amesim의 라이브러리 및 앱 컬렉션을 통해 모델을 실행하면 얼마나 효율적인지 파악할 수 있습니다.