4차 산업혁명(인더스트리 4.0)은 여러 산업 분야의 생산 및 제조 방식을 혁신적으로 변화시켰으며, 항공 산업 또한 예외는 아닙니다. 최근 유럽 연합의 지원을 받는 MORPHO라는 연구 프로젝트도 인더스트리 4.0의 흐름에 합류했습니다. 이 프로젝트는 항공기 엔진 흡입구 블레이드에 광섬유 센서를 내장하여 블레이드 제조 과정에서 자율적인 판단 능력을 갖추도록 하는 것을 목표로 합니다.
지능형, 다기능, 다중 소재 엔진 블레이드
엔진 블레이드는 다양한 소재로 설계 및 제작되었으며, 핵심 구조는 3차원 편조 복합 소재로, 블레이드 앞전은 티타늄 합금으로 만들어졌습니다. 이러한 다중 소재 기술은 LEAP® 시리즈(1A, 1B, 1C) 항공 엔진에 성공적으로 적용되어, 무게 증가에도 불구하고 엔진이 높은 강도와 파괴 인성을 발휘할 수 있도록 합니다.
프로젝트 팀 구성원들은 FOD(이물질 손상) 패널 시연의 핵심 구성 요소를 개발하고 테스트할 것입니다. FOD는 일반적으로 항공 환경 및 파편으로 인해 손상되기 쉬운 서비스 환경에서 금속 재료의 고장을 일으키는 주요 원인입니다. MORPHO 프로젝트는 FOD 패널을 사용하여 엔진 블레이드의 시위, 즉 특정 높이에서 블레이드의 앞전에서 뒷전까지의 거리를 나타냅니다. 패널 테스트의 주요 목적은 제조 전에 설계를 검증하여 위험을 최소화하는 것입니다.
MORPHO 프로젝트는 블레이드 제조 공정, 서비스 및 재활용 공정의 상태 모니터링에서 인지 기능을 시연함으로써 지능형 다중 소재 항공 엔진 블레이드(LEAP)의 산업적 적용을 촉진하는 것을 목표로 합니다.
본 보고서는 FOD 패널 사용에 대한 심층 분석을 제공합니다. MORPHO 프로젝트는 3D 프린팅된 광섬유 센서를 FOD 패널에 내장하여 블레이드 제조 공정에 인지 기능을 부여하는 것을 목표로 합니다. 디지털 기술과 다중 소재 시스템 모델의 동시 개발을 통해 FOD 패널의 전체 수명 주기 관리 수준이 크게 향상되었으며, 분석 및 검증을 위한 실증 부품 개발이 프로젝트 전반에 걸쳐 진행됩니다.
또한, 유럽 연합이 발표한 새로운 순환 경제 실행 계획을 고려하여, MORPHO 프로젝트는 레이저 유도 분해 및 열분해 기술을 활용하여 고가의 부품을 환경 친화적으로 재활용하는 방법을 개발함으로써 차세대 지능형 항공 엔진 블레이드가 효율적이고, 환경 친화적이며, 유지보수가 용이하고, 신뢰성 있는 재활용 특성을 갖도록 할 것입니다.
게시 시간: 2021년 9월 28일
