인텔리젠트엔진: 미래 항공기 동력에 대한 비전

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인텔리젠트엔진:
미래 항공기 동력에 대한 비전

롤스로이스의 인텔리전트엔진 비전은 간단 명료합니다. 보다 나은 성찰을 통해 더욱 효율적인 엔진과 서비스를 이끌어 나가는 것입니다. 롤스로이스는 다음과 같은 방법으로 이를 성취 하고자 합니다.

지난 100년간 민간항공의 역사는 롤스로이스의 역사와 함께 해 왔습니다. 1919년 롤스로이스의 이글 엔진은 두 명의 용감한 영국 비행사 존 앨콕(John Alcock)과 아서 브라운(Arthur Brown)을 싣고 첫 대서양 논스톱 횡단비행을 한 비커스 비미 (Vickers Vimy)에 동력을 공급했습니다.

오늘날 트렌트 XWB 엔진은 세계에서 가장 효율적인 대형 항공기 엔진으로 290만 달러 가량(기존세대 엔진 대비 연간, 항공기 1대당) 의 연비절감 효과가 있으며, 오늘날 매 13초 마다 전 세계에서 트렌트 엔진이 탑재된 항공기가 이착륙을 하고 있습니다.

롤스로이스는 전기시스템이 점차 늘어나고, 가스터빈 엔진이 더 효율성이 높아질 새로운 항공시대로 진입할 준비가 되어있습니다. 롤스로이스의 인텔리전트엔진 비전은 민간항공업계의 민감한 요구를 해결할 뿐만 아니라 항공운송과 항공여객에 대한 미래수요를 예측할 수 있을 것입니다.

인텔리전트엔진 비전

인텔리전트엔진의 아이디어는 2018년 처음 등장한 이후 제품 엔지니어링에서 판매 후 서비스에 이르기까지 디지털 기술로의 변혁적 잠재력으로 밑받침되는 롤스로이스의 다양한 전문성을 하나로 묶었습니다. 이는 롤스로이스가 고객들에게 엔진을 공급하는 방식을 개선할 수 있도록 해주었습니다. 엔진 내부를 직접 다니며 문제를 진단하고 파악하는 자동화된 로봇 개발에서부터, 디지털 영역에서의 엔진설계, 시험 및 유지 보수에 이르기까지 인텔리전트 엔진의 철학은 롤스로이스 사업의 모든 측면과 상통되어 있습니다.

롤스로이스의 Chief Engineer 필 커녹(Phil Curnock)은 “인텔리전트엔진은 진정 롤스로이스의 컴퓨팅 능력과 데이터를 하나로 모아 고객을 위한 가치를 향상시키는 것” 이라고 말했습니다.

디지털 발전을 통한 효과 증대

롤스로이스의 인텔리전트엔진에 대한 비전은 서로 연결 되고, 빠른 상황인식과 스스로 종합적으로 이해할 수 있는 엔진을 만들어 내는 것입니다.

이 엔진들은 끊임없이 발전하는 생태계에서 다른 엔진들과 서로 연결될 것입니다. 이를 통해 롤스로이스는 운용환경 변화를 감지하고 대응할 수 있으며, 빅데이터를 통해 항공사의 운영효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

롤스로이스의 Chief Customer Officer 재키 서튼(Jacqui Sutton)은 인텔리전트엔진 비전이 보다 효율적인 운영을 위해 고객들의 끊임없는 요구에 대한 문제를 해결하는 데 도움이 될 것이라고 밝혔습니다.

“롤스로이스는 고객들에게 중요한 동력을 새롭게 개척하기로 결심했으며, 인텔리전트엔진 비전은 이것을 실현시켜 줄 것이다. 특히 이러한 기회를 파악하고 세계 최고의 제품과 서비스를 제공할 수 있는 올바른 인력과 기술 그리고 인프라를 갖추고 고객에게 훨씬 더 큰 가치를 제공할 수 있도록 지원하고 있다.”라고 말했습니다.

인텔리전트엔진 비전은 디지털과 데이터, 항공기의 가용성과 스마트 정비, 제품 혁신과 첨단 제조, 또한 전기, 대체 연료와 같은 신기술의 다섯 가지 광범위한 분야를 망라하고 있습니다.

디지털과 데이터

혁신적인 디지털 기술은 인텔리전트엔진이 존재할 수 있는 핵심입니다. 이는 제품 및 케어 서비스에서부터 비행효율성, 안전 및 항공기 가용성에 이르기까지 모든 것을 포괄하고 있기 때문입니다. 또한 롤스로이스의 디지털 제조방법을 변화시키고, ‘스마트 공장’의 가치를 깨닫고 엔진 운용분석에서 인사이트를 얻는 데 도움을 주고 있습니다.

그 중심에는 빅데이터가 있습니다. 롤스로이스는 여러 소스에서 데이터를 추출하여 귀중한 정보로 변환하는 데 오랫동안 앞장서 왔습니다.

롤스로이스의 Chief Digital Officer 스튜어드 휴즈(Stuart Hughes)가 말하듯 이러한 인사이트들은 롤스로이스의 고객들이 효율성을 높이려는 노력에 도움을 줄 수 있습니다. 이는 엔진을 더 오래 사용하거나, 연료를 덜 쓰거나, 더욱 안전하게 비행하는 것을 의미할 수 있습니다. 이는 곧 훨씬 더 가용적이고 더 지능적인 사업운용이 가능해짐을 의미합니다.

휴즈는 “롤스로이스가 지금 하고 있는 몇 가지는 정말 기술적이며, 진정으로 물리학의 첨단을 달리고 있는 것이다. 그래서 시뮬레이션과 모델링이 우리에게 있어 중요한 도구”라고 강조했습니다.

디지털 트윈(Digital Twin) 기술은 이중의 하나이다. 물리적 장치, 제품의 가상 복제본인 디지털 트윈은 물리적인 엔진 시험에서 허용할 수 있는 것보다 더 많은 수의 잠재적 상활을 모델링할 수 있게 해줍니다. 이는 결과적으로 롤스로이스의 고객들에게 더 나은 이해와 더 큰 효율성을 가져다 줍니다.

또한 휴즈는 “디지털 트윈은 롤스로이스에 있어서 매우 중요하다”면서 “많은 회사들이 수긍은 하지만, 롤스로이스는 실제로 액션을 취하고 있다. 그래서 인텔리전트엔진은 개념적으로 우리의 자원, 기술 그리고 사람들을 올바른 일에 집중시키는 데 정말 큰 도움이 되며, 그러한 결과를 확인하고 이해할 때 마법 같은 일이 발생한다.”고 말했습니다.

항공기 가용성 및 스마트 유지보수

롤스로이스의 Availability Services 수석부사장인 리 맥코넬로그 (Lee McConnellogue)는 “우리에게 가용성은 항공사가 그들의 항공기를 이용하여 승객운송을 원할 때 언제든 이를 보장하는 것”이라고 말했습니다.

이는 스마트 기술을 활용하여 엔진 가용성을 최대한 100%에 가깝게 관리함을 의미합니다. 이러한 방식은 수동적이고 전통적인 유지보수 개념을 훨씬 뛰어 넘습니다.

이미 완벽하게 운용되고 있는 한 가지 예로 항공사 지원팀이 있습니다.

맥코넬로그는 “롤스로이스는 실제로 항공사에 통합된 진정한 서비스 제공업체가 되었고, 그들의 운영방식을 이해하며, 밸류체인을 통해 모든 측면을 올바르게 제공하고 있다.”고 말했습니다.

완벽하게 연결된 인텔리전트엔진의 로드맵은 불과 몇 년 전만해도 공상과학소설의 영역이었던 로봇기술의 혜택을 받을 것입니다. 특히 롤스로이스는 내시경처럼 엔진 내부를 기어 다닐 수 있는 Snake 로봇을 개발하여 SWARM 로봇을 장착하고 접근하기 어려운 영역을 육안으로 검사하고 있습니다.

“SWARM 로봇과 다른 로봇자산들은 롤스로이스가 과거에는 할 수 없었던 것들을 검사하고 정비할 수 있도록 실제로 엔진 내부에 들어가는 새로운 방법을 제공해 준다.” 고 온-윙(On-Wing) 기술 전문가(로봇 점검) 제임스 켈 (James Kell)은 말했습니다.

켈은 이 비전이 실현되기 위해서는 발명이 필요하다고 지적합니다: 그는 “사용 가능한 기성 로봇시스템이 없어 우리는 처음부터 새로 디자인을 해야 했습니다. 이를 위해 우리는 매우 숙련되고 헌신적인 사람들을 활용해야 했고, 노팅엄 대학(University of Nottingham)과 협력해 서비스를 개선하고, 많은 비용이 발생하는 고객의 운영중단을 피할 수 있도록 맞춤형 로봇 솔루션을 개발하고 있습니다.” 라고 설명했습니다.

제품 혁신 및 첨단 제조법

향후 10년간 연료효율에 대한 추가 개선 필요성은 민간항공 분야에서 더욱 절실해질 것이며, 이것이 롤스로이스의 울트라팬(UltraFan®)이 필요한 이유입니다.

울트라팬은 엔진 심장부에 있는 기어박스를 포함하는 엔진 구성의 중대한 단계적인 변화를 의미합니다. 파워 기어박스는 엔진 전면의 팬이 더 느린 속도로 작동 할 수 있도록 하면서 엔진 코어의 샤프트가 매우 빠른 속도로 작동하도록 설계되었습니다. 특히 울트라팬은 전세계 항공 여행에 필요한 보다 효율적인 동력을 제공하기 위해 가스 터빈의 기능을 더욱 강화할 것입니다. 필 커녹(Phil Curnock)에 따르면 이러한 성능향상을 위해서는 진정한 혁신을 필요로 합니다. 특히 그는 “기어박스를 엔진 중앙에 위치하도록 하는 것은 완전히 새로운 영역으로, 이전에는 아무도 시도해 본적이 없었습니다.” 라고 말했습니다.

이러한 중요한 발전은 모두 인텔리전트엔진을 특징으로 하는 혁신적인 디지털 기술에 의해 뒷받침되어 왔습니다. 필 커녹과 그의 팀에게 가상현실(VR)에서 울트라팬 기어박스를 시험하는 것은 엔지니어가 작동방법에 대한 보다 포괄적인 이해에 도움을 주고 있습니다.

그는 “이 팀은 이전에 그런 스타일의 기어박스를 조립해본 적이 없었다.”면서 “우리는 가상현실(VR)에서 여러 번 시험했다. 처음 충돌이 일어났을 때 전혀 일이 제대로 되지 않았다. 하지만 시간이 흐르면서 가상현실 덕분에 어떤 효과가 있을지 알 수 있게 되었다.”고 말했습니다.

미래에 대한 이러한 창의적인 비전은 엔진의 모든 요소로 확대할 수 있습니다. 통상적인 엔진에서 3만개의 부품들을 더 가볍고 효율적으로 제작하기 위한 이러한 방식은 1년 365일 연중 운용입니다. 스마트 공장과 더불어 사물인터넷(IoT)과 3D프린팅(적층 제조법; ALM)이 제조를 더욱 경제적이고 비용효율적으로 만들어가고 있습니다.

전기화로 가는 여정

롤스로이스는 더욱 깨끗하고 지속가능한 동력을 제공하기 위해 수십 년간 노력을 계속하고 있습니다. 특히 전기화와 같은 흥미로운 이점을 제공할 수 있도록 잠재력을 가진 모든 기술을 탐구하고 있으며, 현재의 엔진이 훨씬 더 효율적이 되도록 노력하고 있습니다. 또한 하이브리드 전력기술과 완전한 전기화 솔루션을 향한 발걸음을 내딛고 있습니다.

롤스로이스의 롭 왓슨(Rob Watson) 전기 부문 이사는 롤스로이스가 많은 전기동력 프로젝트에 협업, 협력, 혁신을 해나가고 있다고 말했습니다.

그는 “오늘날 롤스로이스가 제품을 제공하고 있는 대부분의 모든 곳에서 전기화에 대한 수요가 증가하고 있다.”면서 “이렇게 핵심기술을 중심으로 현재 제품의 성능을 최적화하고 미래를 위한 새로운 시장을 개척하는 새로운 전기시스템을 도입할 수 있는 좋은 기회를 가지고 있다.”라고 밝혔습니다.

한가지 예로 2020년 늦은 봄에 전기추진 항공기의 세계 속도 기록에 도전할 1인승 시험기 프로젝트인 “ACCEL(Accelerating the Electrification of Flight)”이 있습니다. 왓슨은 “롤스로이스는 전력스펙트럼의 다른 쪽 끝에 E-FanX를 가지고 있으며, 에어버스와의 협력생산으로 메가와트 수준의 전력을 공급할 수 있다.” 라고 말했습니다.

E-FanX는 하이브리드-전기추진을 이용한 도시간 단거리 비행(city hopper flight) 가능성을 연구할 BAE 146 중형기에 전기동력 모터를 장착하는 것을 목표로 하고 있습니다.

이러한 발전은 롤스로이스가 항공에 대해 생각하는 방식의 변화를 가져올 것이며, 인텔리전트엔진 비전은 이 단계적인 변화의 중심에 있습니다.

이에 대해 필 커녹은 “인텔리전트엔진은 제품 및 서비스 기술과 디지털 기능을 결합하여 고객에게 제공될 가치를 높이는 방법에 관한 것”이라며 “이것은 롤스로이스가 엔진을 제공하고 그 작동을 최적화하는 방법일 수도 있고, 엔진 개발단계부터 고비용의 테스트 대신에 컴퓨터로 분석할 수 도 있다. 여러 다양한 방식과 형태의 새로운 제품으로 드러날 수 있을 것”이라고 말했습니다.

디지털 기술의 혁신과 최첨단을 활용해 인간의 독창성과 상상력을 최대한 활용함으로써 롤스로이스는 세계 항공운송과 여행 니즈에 부응할 수 있도록 노력할 것입니다. 이는 동력 개척이 향후 100년간, 그 이상으로 민간항공사업에 대한 우리의 야망이기 때문입니다.

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Rolls-Royce develops and delivers complex power and propulsion solutions for safety-critical applications in the air, at sea and on land.






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