전기추진 항공기의 핵심 부품인 고출력 동기발전기를 보다 정밀하고 효율적으로 설계할 수 있는 새로운 해석 기법이 국내 연구 현장에서 제안됐다.

실험 기반의 설계 반복이 필수적인 항공기 발전기 분야에서, 해석 정확도를 유지하면서 연산 시간을 획기적으로 줄인 점이 높은 평가를 받고 있다.

이 기술은 한국전기연구원(KERI) 소속 과학기술연합대학원대학교(UST) 강재범 학생연구원이 제안한 것으로 항공기용 권선계자형 동기 발전기(WFSG)에 통합된 냉각 경로가 전자기 성능에 미치는 영향을 정밀하게 분석하기 위한 새로운 접근법을 담고 있다.

기존 3차원 유한요소법(FEA) 대비 약 27배 빠른 계산 속도를 확보하면서도, 최대 오차율을 1.2% 이내로 억제한 것이 특징이다.

해당 기법은 냉각 경로를 따라 2차원 단면으로 분할한 뒤, 각 단면의 자속 연계(flux linkage)를 분석해 이를 중첩 원리에 따라 통합함으로써 전체 구조의 영향을 정량화한다.

이로써 설계 초기 단계에서부터 냉각 구조가 전자기 성능에 미치는 영향을 손쉽게 반영할 수 있게 됐다.

실험 결과에 따르면, 냉각 채널이 삽입될 경우 위상전압은 약 2.0%, 토크는 약 2.3% 감소하며 이는 특정 경로의 채널 단면 및 외경 변화에 따라 자속 포화가 발생한 결과로 분석됐다.