3D 프린팅 열 관리로 무공해 항공 분야 개척 지원
Conflux, 적층 가공을 사용하여 수소 전기 수직 이륙 항공기를 위한 경량 냉각 시스템 생산
"포뮬러 1급 속도와 AS9100D 제조 및 품질 인증으로 명성을 쌓은 Conflux와 협력하게 되어 기대가 큽니다."
사이먼 코번, 수소 시스템 책임자 | AMSL 에어로 "버티아가 세계 최초의 장거리 승객 수송이 가능한 수소 VTOL이 되는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
컨플럭스 테크놀로지는 호주 항공기 제조업체 AMSL 에어로와 협력하여 수소 동력 수직이착륙(VTOL) 항공기인 버티이아를 위한 맞춤형 냉각 솔루션을 개발했습니다. 이 냉각 솔루션은 Conflux의 특허받은 3D 프린팅 열교환기 기술로 제작되어 이 획기적인 무공해 항공기의 수소 연료 전지 시스템을 효과적이고 가볍게 열 관리할 수 있게 해줍니다.
최대 1,000킬로미터(621마일)까지 비행할 수 있도록 설계된 Vertiia는 전기 항공기의 한계를 뛰어넘습니다. 배터리 용량에 제한을 받는 기존 전기 항공기와 달리 버티리아는 CO₂를 배출하지 않고 전기를 생산하는 수소 연료 전지를 사용합니다. 하지만 수소 연료 전지에서 생성되는 에너지는 특히 이륙이나 호버링과 같이 에너지 집약적인 기동 중에 상당한 열을 발생시키므로 첨단 냉각 시스템을 설계하고 제조하는 데 새로운 접근 방식이 필요합니다.
도전 과제
수소 전기 항공기를 위한 고성능의 컴팩트한 냉각 시스템 설계
수소 연료 전지는 빠르게 부상하는 첨단 항공 모빌리티 시장에서 획기적인 혁신인 무공해 항공에 막대한 이점을 제공합니다. 버티아의 경우 연료 전지는 이륙, 비행, 착륙과 같은 중요한 단계에서 항상 정확한 온도 제한을 유지해야 합니다. 과열이 발생하면 시스템 효율성이나 안전성이 저하될 수 있습니다.
기존의 냉각 시스템은 부피와 무게를 증가시켜 1그램이 중요한 항공기에서는 용납할 수 없습니다. 도전 과제: 항공기의 엄격하게 제한된 기하학적 구조에 매끄럽게 통합되고 매우 동적인 열 부하에서도 작동하는 가볍고 컴팩트하며 반응성이 뛰어난 냉각 솔루션을 개발하는 것입니다.
이는 수소 연료 전지가 높은 과도 열 부하와 급격한 온도 변화를 경험하는 수직 비행 시 매우 중요합니다.

솔루션
EOS 금속 3D 프린팅과 Conflux의 특허받은 열교환기 설계를 사용한 적층 제조
3D 프린팅 열 시스템의 글로벌 혁신 기업인 Conflux Technology는 모터스포츠와 항공우주 분야에서 쌓은 경험을 활용하여 Vertiia에 차세대 고성능 열 교환기를 제공했습니다.
전산 유체 역학(CFD)은 실제 비행 조건에서 열 전달을 시뮬레이션하여 초기 설계 프로세스를 이끌었습니다. 이러한 열교환기는 단순히 성능만 최적화한 것이 아니라 수직 이륙 및 지속 비행의 까다로운 열 사이클과 공간적 제약을 견딜 수 있도록 제작되었습니다.
이 접근 방식은 항공기에 필수적인 부피와 무게를 최소화하면서 매우 효율적인 열 전달을 가능하게 합니다. 또한 신속한 반복이 가능합니다. 첫 번째 개발 단계에서 Conflux는 연료 전지 아키텍처의 요구 사항에 맞춘 세 가지 새로운 열교환기 개념을 개발했습니다.
세 가지 설계 모두 EOS 레이저 파우더 베드 퓨전(LPBF) 시스템과 EOS 알루미늄 AlSi10Mg 소재를 사용하여 표면적 밀도가 높고 유체에 최적화된 내부 형상을 갖춘 초소형, 얇은 벽의 열교환기를 생산합니다.

결과
세계 최초의 장거리 수소 전기 VTOL 항공기를 위한 경량, 고성능 냉각 시스템
AMSL Aero와 Conflux의 협업은 이미 가시적인 성과를 거두었습니다. 1단계에서는 3개의 열교환기 설계가 제공되어 수직 양력 및 빠른 전력 전환 시 열을 관리하는 능력을 입증했습니다. 이러한 구성 요소는 컴팩트하고 효율성이 높으며 버티아의 아키텍처에 통합될 수 있도록 정밀하게 맞춤 제작되었습니다.
이 프로그램은 이제 시스템 수준의 통합과 실제 파워트레인 내 본격적인 프로토타입의 테스트인 2단계로 넘어갔습니다. 이 단계에서는 실제 조건에서 성능을 검증하여 연료 전지가 전체 비행 프로파일에서 최적의 온도와 효율을 유지할 수 있는지 확인합니다.
이번 프로젝트에서 컨플럭스의 역할은 추진력을 넘어 광범위한 에너지 관리 시스템으로 적층 제조를 항공우주 분야에 적용하는 데 있어 또 다른 진전을 의미합니다.

"수소 연료 전지는 호주의 지속 가능한 에너지 솔루션 추구에 있어 혁신적인 기술입니다. 우리의 열교환 기술을 접목하여 버티아의 수소 연료 전지의 효율과 성능을 향상시키게 되어 자랑스럽습니다."
Michael Fuller | CEO | Conflux Technology
"콘플럭스 테크놀로지와의 파트너십은 공동 개발 방식을 통해 호주에서 구축하려는 첨단 제조업체 및 개발자의 생태계를 보여주는 좋은 예입니다. 버티아에서 우리는 포뮬러 1의 속도로 기록적인 거리를 비행하는 수소 전기 항공기를 제작하고 있으며, 모터스포츠와 항공 분야에서 혁신의 역사를 가진 Conflux는 우리에게 훌륭한 파트너가 될 것입니다."
Adriano Di Pietro | CEO | AMSL Aero

첨단 적층 제조와 고성능 열 관리 엔지니어링의 강점을 결합한 이 파트너십은 더 깨끗하고 효율적인 항공의 미래를 개척하는 데 도움이 됩니다.