ESI의 관점: '변화는 지금 이루어지고 있다', 항공우주의 미래에 대한 다른 시각

최근에 항공우주 산업 담당 Slaheddine Frikha와 함께 앉아,

그의 시각을 듣고 현재 산업의 상태 및 디지털화를 채택하여 미래를 준비하는 방법에 대해 알아보았습니다.

올해 초에 열린 파리 항공 쇼에 참석하셨습니다. 이는 항공 업계에서 가장 큰 이벤트 중 하나입니다. 해당 행사를 통해 어떠한 결론을 얻었습니까?

4년 만에 열린 첫 번째 세션이었으며, 항공 산업이 매우 영향을 받은 시기를 겪었으며, 산업의 생존을 위한 많은 적응을 해야 했습니다. 올해는 분명히 미래를 위해 조정되었으며, 모든 것이 산업이 회복되고 미래를 준비하고 있다고 말하고 있었습니다.

SAFRAN의 프로토타입 부스에 전시된 새로운 Open Rotor 엔진을 보았을 때 정말 감명받았습니다. 이는 이미 연료 소비량을 상당히 절약하여 오염 물질 배출을 줄이는 훌륭한 기술적 성과인 Leap 엔진 옆에 전시되었습니다. Open Rotor는 더 나아가려는 목표를 가지고 있으며, SAFRAN의 부스에 전시되어 있음은 이것이 가까운 미래에 이루어질 것임을 증명하는 것입니다.

도시 항공 이동성 차량들이 전용 전시관에서 슈퍼스타로 등장했습니다. 4년 전에는 그저 새로운 개념으로 소개되었을 뿐이었지만, 올해에는 여러 OEM이 완전 크기의 eVTOL 항공기를 전시하고 방문객들에게 내부에 들어가 체험할 수 있는 기회를 제공했습니다. 4년 동안 이루어진 진전은 절대적으로 놀라운 것입니다.

산업이 앞으로 나아가는 정신을 보여주는 또 다른 사실은 새로운 인재를 채용하기 위한 매우 높은 관심이었습니다. 평소 연구와 혁신에 전념해 온 콩코드 홀은 이번에는 인재를 유치하고 내년의 도전을 이루기 위해 필요한 직업과 기술을 홍보하는 데 헌신했습니다. 

따라서 항공쇼의 일반적인 메시지는 "변화는 지금 이루어지고 있다"는 것이었으며, 산업은 연구와 혁신으로부터 나온 기술적 돌파구를 받아들이기 위해 언제나 준비된 상태입니다.

항공우주 산업이 미래를 바라보고 혁신하며 전진하려는 모든 노력은 긍정적이지만, 여전히 산업이 직면한 일부 도전이 있을까요?

항공 산업은 매우 강력한 두 가지 트렌드 사이에 갇혀 있습니다. 환경 영향을 줄여야 하는 동시에 여행 수요가 급증하고 있는 상황입니다. 우리는 이번 여름에 이를 목격했는데, 지난 몇 년 동안과 비교하면 항공편을 찾기가 매우 어려웠습니다. 따라서 항공기를 디자인, 제조 및 운영하는 방식에 매우 기본적인 변화를 도입할 수밖에 없습니다.

이 변화는 항공에서 시간이 오래 걸리지 않는 10년 내에 이루어져야 합니다. 새롭고 더 지속 가능한 항공기만 필요한 것이 아니라, 모든 생태계가 포함된 전체적인 변화가 필요합니다. 예를 들어, 지속 가능한 연료를 사용하는 새로운 엔진은 항공기 구조 및 디자인에 깊은 변화를 가져올 것이며, 그 외에도 공항, 지상 시설 및 안전 장치와 같은 전체 생태계가 적응해야 합니다. 이러한 변화는 함께 원활하게 작동해야 하는 여러 획기적인 기술의 통합으로만 가능합니다.

디자인 및 생산 관점에서 설계 및 제조에서 변화가 필요하다고 언급했습니다. 이에 대한 구체적인 도전이 있는지 어떻게 보십니까?

항공기 원천제조업체(Aircraft OEM)와 그들의 공급망에 집중해 보겠습니다. 그들은 반드시 변화가 필요하며, 그 변화는 빨리 이루어져야 합니다. 그 결과, 그들은 두 가지 도전에 직면하게 될 것입니다. 첫 번째 도전은 지속 가능한 항공기를 설계하고 새로운 프로그램을 가속화하여 새 항공기를 하늘에 올릴 준비를 하는 데 성공하는 것입니다. 두 번째 도전은 많은 구식 항공기를 대체하고 대규모 배출 감소를 시간 내에 달성하기 위해 충분한 새 항공기를 생산하는 것입니다. 따라서 지속 가능성 측면에서의 목표는 생산 속도가 현재 함대를 빠르게 대체하고 저렴한 비용으로 새로운 항공기를 생산할 수 있도록 허용할 때만 달성될 수 있습니다. 이러한 두 가지 도전의 결합은 전체 방정식의 복잡성을 더욱 증가시킵니다. 항공기 원천제조업체와 공급업체들은 시장에 빠르게 진입하기 위해 설계 초기 단계에서 생산 효율성을 고려하여 설계 및 공학 프로세스를 재고해야 하며, 생산을 위한 비용 효율적인 기술을 확보해야 합니다.

우리는 이미 지난 10년 동안 연료 소비를 줄이기 위한 첫 번째 단계로 CFM56 엔진(등)에서 LEAP 엔진으로의 전환으로 달성된 연료 소비 감소의 첫 단계를 보았습니다. 이는 단일 통로 항공기의 운영 비용을 급격하게 줄여 수요를 크게 증가시켰으며, 이로 인해 생산률이 전례 없이 증가하고 항공기 원천제조업체인 에어버스와 보잉 및 그들의 공급망이 어려움을 겪고 있습니다.

지난 10년 동안 연료 소비를 줄이기 위한 엔진 및 항공기 기술의 획기적인 발전은 대부분 운영 비용 감소로 인한 비즈니스적 목표를 충족시키기 위해 개발되었습니다. 그러나 오늘날까지도 운영 중인 항공기의 절반 이상이 전반적인 경제적 균형 때문에 구식 기술로 비행하고 있습니다.

오늘날의 기후 중립과 관련된 새로운 도전은 임무 중심적인 목표로 다뤄져야 합니다. 이제는 선택사항이 아니라 생존을 위한 의무입니다.

새로운 생산 증대를 돕기 위해 설계된 이러한 새로운 활성화 기술 및 새로운 프로세스의 채택은 종종 원천제조업체(OEMs)에 대해 상당히 느릴 수 있습니다. 이에 대한 이유는 무엇이라고 생각하십니까?

항공 산업은 인증에 매우 의존적입니다. 항공기의 설계는 비행 중에 발생할 수 있는 어떠한 위험, 사고 또는 심각한 사건도 허용할 수 없습니다. 오늘날 새롭게 바뀐 것은 인증이 설계 자체뿐만 아니라 생산에도 영향을 미친다는 점입니다. 이는 별도의 설계 여유 공간을 피함으로써 추가 비용을 줄이고 제조 불확실성 및 제조 과정의 다양성으로 인한 선도시간 증가를 방지합니다.

여기서의 주요 가능성은 개발 주기 전체에 걸친 교차 프로세스, 디지털화 중심, 모델 기반 공학 워크플로로 이동하는 것입니다. 이제 처음부터 우리는 설계를 최적화할 뿐만 아니라 제조 및 조립 과정도 최적화하여 우리가 생산하는 것이 설계와 일치하고 다양한 시나리오와 변화의 효과를 더 정확하게 예측할 수 있도록 할 수 있습니다. 생산 능력과 공정의 인증은 그러한 예측에 의존할 수 있습니다.

기업들이 채택하기를 희망하는 디지털 기술 중에는 가상 현실(VR), 디지털 트윈의 활용, 혹은 인공지능(AI) 등이 있는데 어떻게 생각하시나요?"

주요 동기 중 하나는 통합의 필요성을 이해하는 것입니다. 다양한 새로운 기술을 통합하면 이전 항공기에 대한 지식이 더 이상 유효하지 않을 수 있으며 시행착오 접근법이 선택사항이 아닐 수 있습니다. 이것은 점진적으로 진화하는 것에 익숙한 항공기 산업에 매우 새로운 것입니다. 저희의 디지털화 가치 연결에서의 역할은 가상 프로토타입을 주요 가능 도구로 위치시켜 이러한 통합을 체계적으로 테스트하고 검증하여 팀이 자연스럽게 작업할 수 있도록 하는 것입니다. 민첩성과 협업은 매우 중요합니다.

또한, 산업에서 사용할 수 있는 수준의 준비가 된 현실적인 메타버스 기술을 도입하는 것은 디지털화에 대한 매우 좋은 예입니다. 이것은 기초를 구축하는 것입니다. 자신의 손으로 작동할 수 있는 실제 크기의 모델을 보유하고 매우 낮은 비용으로 놀라운 경험을 만들어내어 더 많은 지식, 통찰력, 심지어 더 많은 데이터를 얻을 수 있습니다.

이러한 분야에서 혁신을 촉진하는 ESI 솔루션의 예시를 좀 받을수 있을까요?

ESI가 오늘날 수행하고 있는 작업은 다음과 같습니다.

첫째, 우리는 강력한 가상 현실 솔루션을 통해 산업 메타버스를 현실로 만들고 있습니다. 이 솔루션은 실제 세계의 문제에 대응하며 사람들이 물리적 프로토타입 없이 가상 세계에서 함께 작업할 수 있도록 합니다. 사람들은 동일한 장소에 있지 않아도 상호 작용하고 평가하고 결정할 수 있습니다. 팀은 실물 모형 주변에서 모이고 그것을 실제로 체험할 수 있습니다. 이것은 민첩성과 협력적 엔지니어링 측면에서 큰 간극을 메우는 것입니다. 저희의 IC.IDO 소프트웨어는 조립 및 유지 보수 작업을 정의하고 검증하여 동시에 "제품과 프로세스"를 테스트하고 검증하기 위해 맞춤화되었습니다. 우리는 이러한 종류의 기술의 선구자로 자부할 수 있으며, 이는 여러 다른 엔지니어링 분야로 확장될 것입니다. 우리가 구축하고 있는 출발점은 많은 가능성을 불러일으키며 혁신을 가속화하는 디지털 능력을 활용할 것입니다.

둘째, 우리가 매우 중요한 역할을 수행하고 있는 영역은 항공기 산업이 재료 성능 측면에서 새로운 높이에 도달하는 것을 지원하는 것입니다. 이는 산업을 위한 지속 가능성 목표를 달성하는 매우 중요한 목표입니다. 항공 산업은 추진 시스템 성능을 증가시키고 동시에 항공기의 총 무게를 감소시키고 안전하고 내구성 있는 구조 및 시스템을 확보해야 합니다.

이에 대한 상징적인 예는 터보젯 엔진의 고압 터빈입니다. 이것은 기본적인 공기역학, 구조 및 고성능 재료의 주요 개선을 통해 현대 항공기 엔진의 에너지 효율을 대폭 향상시켰습니다. ESI는 세계적인 엔진 제조업체 및 그들의 부품 공급업체의 선호 파트너로, 고급 재료 물리적 모델링 능력을 기반으로 제조 공정 시뮬레이션에 대한 맞춤형 솔루션을 제공합니다. ESI의 ProCAST는 단결정 재료의 고강도 및 고온 성능의 높은 수준에 도달하도록 이끕니다. 이러한 성능을 뛰어넘는 것은 미래의 에너지 효율적인 가스 터빈 엔진에 대한 중요한 목표입니다.

셋째, ESI는 신흥 eVTOL 산업이 에너지 효율성부터 저렴한 비행 거리, 안전 요구사항 및 사회적 수용성까지의 중요한 도전에 직면할 때 지원하는 것입니다. 소음 수준은 승객 편의 및 커뮤니티 영향에 대한 주요 기준입니다. 새로운 도시 공기 이동성의 채택은 궁극적으로 혁신적인 음향 설계를 필요로 합니다. 여기서도 ESI는 전체 주파수 음향 시뮬레이션을 위한 첨단 솔루션을 주요 플레이어에게 제공함으로써 핵심적인 역할을 하고 있습니다.

ESI VA-One을 사용하면 내부 라이닝 및 정교한 소음 제어 처리, 맞춤형 복합 구조에 대한 예측적 모델링을 통해 소음 전파를 예측할 수 있습니다. 이러한 예측 모델링을 통해 고객은 전체 제품 개발 수명주기에서 음향 설계를 왼쪽으로 이동시킬 수 있으며, 소음 원천 감소와 항공기 구조 음향 성능을 결합하는 핵심적인 가능성을 불러일으킬 수 있습니다. 이것은 추가적인 무게 최소화와 함께 적절한 소음 제어 처리의 설계를 최적화하는 데 중요한 목표입니다.

ESI가 가상 프로토타이핑 소프트웨어를 사용하여 항공우주 산업이 복잡한 도전에 대응하는 방법에 대해 자세히 알고 싶다면, 저희의 전용 항공우주 웹페이지를 방문하십시오. 또한, 아래의 PDF 버전을 다운로드하여 자유롭게 이용하십시오.