건국대학교 항공우주모빌리티공학과 연구팀(연구책임자 정성남 교수)이 독일항공우주센터(DLR), 미국항공우주국(NASA), 프랑스항공우주연구소(ONERA), 일본항공우주연구개발기구(JAXA), 한국항공우주연구원(KARI) 등 세계 주요 연구기관이 참여한 국제 컨소시엄 과제 ‘STAR(지능형 능동 비틀림 로터)’의 풍동시험을 성공적으로 완료했다고 밝혔다.

이번 시험은 2009년 5월부터 2025년 10월까지 진행된 장기 공동연구의 핵심 성과로, 네덜란드 마크네스에 있는 독일·네덜란드 합작 군사 연구시설 DNW(독일-네덜란드 풍동)에서 수행됐다.

STAR는 헬리콥터 로터의 소음과 진동을 획기적으로 저감하기 위한 ‘능동 비틀림(Active Twist)’ 개념을 실제 로터 시스템에 구현해 그 효용성을 검증하기 위한 국제 공동연구 프로젝트다. 본 과제는 2007년 당시 건국대 지능형운행체연구원(INVEST) 원장으로 재직한 유영훈 교수의 제안으로 출범했으며, 초기에는 HART III(고차 조화 공력음향 로터 시험 III)로 불리다가 이전의 HART Ⅱ 프로그램과 대비한 능동 로터 작동의 차이점을 고려해 STAR로 명칭이 변경됐다.

본 연구는 애초 2013년 풍동시험을 목표로 추진됐으나, 능동 작동기의 재료와 설계상의 문제점, 회전시험기 파손, 코로나19 팬데믹 등으로 일정이 지연됐다. 이후 각국 연구진의 기술 협력과 장기간 준비 끝에 올해 10월 드디어 시험을 수행하게 됐다.

이번 STAR 풍동시험에서는 정지 및 전진 비행 조건을 포함해 1000개 이상의 데이터 포인트를 확보했으며, 능동 로터 작동을 통해 기존 대비 약 4dB의 소음 및 진동 저감 효과를 확인했다. 실험에는 로터 블레이드 표면 압력 및 구조하중 계측을 위한 표면 압력센서와 스트레인게이지 센서, 광학식 3차원 블레이드 변위, 6분력 허브 하중 측정과 레이저(LLS)를 이용한 로터 유동장 계측, 블레이드 표면 천이 영역 관찰을 위한 유동 측정 등 고정밀 측정 기술이 활용됐다.

김영진 석박사통합과정생(항공우주모빌리티공학과)을 포함한 건국대 연구팀은 시험기간 내내 네덜란드 현지에 상주하며 로터 압력센서 데이터 분석, 능동 작동 조건 검증 그리고 다중조화(multi-harmonic) 입력 프로파일 제공 등 핵심 업무를 ONERA, JAXA, KARI 연구원 등과 공동으로 수행했다. 특히 정성남 교수 연구팀은 시험에 사용된 블레이드의 구조 물성 계측 연구를 주도했으며, 독일 DLR 연구진과 공동으로 데이터를 분석해 STAR 컨소시엄 전체가 활용할 수 있는 고유 물성 시험 결과를 공개적으로 배포했다. 해당 연구 성과는 건국대 장세훈 박사과정생이 제1저자로 참여한 논문으로 제출돼, 미국항공우주학회(AIAA)에서 발간하는 SCI급 학술지에 게재 승인을 받았다.

정성남 교수는 “이번 국제공동시험을 통해 확보된 대규모 고정밀 풍동시험 데이터베이스는 향후 회전익기 소음·진동 저감 연구의 핵심 자료로 활용될 것”이라며 “건국대 항공우주모빌리티공학과 대학원생들이 이번처럼 글로벌 연구 현장에 직접 참여하고 유수의 해외기관들과의 상호 협력하에 공동의 성과를 창출한 의미 있는 경험이 향후 회전익기 관련 연구 성과의 국제화 및 본교의 국내외적 위상 제고에 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.