경상국립대 김덕종 교수 연구팀, 美 공군연구소 국제 기초연구 과제 수주

- 2026~2029년 3년간 22만 5000달러 규모 추진

- 다공성 흡열층 기반 열보호 설계기술 개발 목표

경상국립대(총장 권진회) 공과대학 기계공학부 김덕종 교수 연구팀이 극초음속 비행체의 열보호 기술 개발을 위한 미국 공군연구소(AFRL, Air Force Research Laboratory) 국제 기초연구 과제를 수주했다.

연구기간은 2026년 9월부터 2029년 9월까지 3년이며, 총 22만 5000달러 규모다. 미 공군연구소 산하 공군과학연구실(AFOSR, Air Force Office of Scientific Research)의 아시아·태평양 지역 연구지원 조직인 AOARD(Asian Office of Aerospace Research and Development)를 통해 지원된다.

과제명은 '극초음속 열보호를 위한 열화학 완충 다공성 흡열층: 열 완충, 가스 배출 및 구조 건전성의 예측 설계 방법론(Thermochemically Buffered Porous Endothermic Layer for Hypersonic Thermal Protection: Predictive Design Methodology for Buffering, Venting, and Integrity)'이다.

극초음속 비행체는 비행 과정에서 극심한 고온 환경에 노출되기 때문에 내부 구조와 주요 장비를 보호할 수 있는 고성능 열보호 기술이 중요하다. 김덕종 교수 연구팀은 극한 열환경에서 유입되는 높은 열부하를 효과적으로 완화할 수 있는 다공성 흡열층과 이를 체계적으로 설계하기 위한 예측기술을 연구한다. 그동안 축적해 온 다공성 소재의 열·물질전달 및 열관리 기술을 극초음속 비행체 열보호 분야로 확대하고, 이론·수치해석과 실험을 연계해 새로운 열관리 설계기술의 기반을 마련하는 것이 목표다.

김덕종 교수는 "극초음속 비행체와 같은 극한환경에서는 짧은 시간 동안 매우 큰 열부하가 발생하기 때문에 기존의 단열 방식만으로는 해결하기 어려운 열관리 문제가 존재한다"며 "이번 연구를 통해 극한 열환경에 대응할 수 있는 새로운 열보호 기술의 설계 기반을 마련하고자 한다"고 말했다. 이어 "이번 과제 수주를 계기로 미 공군연구소 연구진과의 연구교류와 공동연구 기회를 확대하고, 대학원생들이 세계적인 연구기관 및 연구자들과 교류할 수 있는 기회도 만들어 나가겠다"며 "장기적으로는 우주항공과 방위산업을 비롯한 다양한 극한환경의 열관리 분야로 연구를 확장할 계획"이라고 밝혔다.

한편, AFOSR은 미국 공군연구소의 기초연구를 담당하는 조직으로, 미래 항공우주 분야에 필요한 과학기술 기반을 확보하기 위해 세계 각국의 대학과 연구기관이 수행하는 기초연구를 지원하고 있다. AOARD는 아시아·태평양 지역의 우수 연구를 발굴하고 미국 공군 연구진과 지역 연구자 간 국제 연구협력을 지원하는 역할을 수행한다.

·사진 설명: 공과대학 기계공학부 김덕종 교수

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