비행 성능 2배 이상 향상돼, 프로펠러 개발 등 응용 기대
날아가는 곤충은 앞으로 가는 전진비행 외에도 제자리 비행이 가능하고 돌풍에도 뛰어난 안정성을 보인다. 특히 곤충의 빠른 날갯짓은 주위에 복잡한 소용돌이를 만든다. 고정된 날개를 가진 비행기가 소용돌이를 피해 효율을 얻는 방식과는 반대의 형식인 것이다. 장 교수 연구팀은 제자리비행에 능숙한 ‘박각시 나방’을 바탕으로 약 5배 크기의 날갯짓 로봇 모형을 제작한 후 곤충의 비행과 같은 환경을 구현해 실험에 들어갔다.
이를 통해 소용돌이의 안정성이 곤충의 최대 비행속도를 결정하고, 양력의 세기를 2배 가까이 올릴 수 있는 것을 밝혀냈다. 또 곤충 날개의 가로세로 형상이 소용돌이에 미치는 영향도 분석해 가로와 세로 비율이 3대1을 갖는 날개가 안정된 소용돌이와 큰 공기력을 만드는 것을 입증했다.
장 교수는 “곤충 비행에서 최적의 가로세로 날개 형상과 최적의 비행속도 영역이 있다는 것을 최초로 규명했다”며 “생체 모방형 차세대 드론과 프로펠러, 터빈 등 개발에 응용될 수 있을 것”이라고 말했다. 정재훈 기자 jjh119@cctoday.co.kr