Science & Technology
Efficient aviation

126. V for victory
Dec 3rd 2009 | PALO ALTO From The Economist print edition

Copying birds may save aircraft fuel

126-1-588
BOTH Boeing and Airbus have trumpeted the efficiency of their newest aircraft, the 787 and A350 respectively. Their clever designs and lightweight composites certainly make a difference. But a group of researchers at Stanford University, led by Ilan Kroo, has suggested that airlines could take a more naturalistic approach to cutting jet-fuel use, and it would not require them to buy new aircraft.
The answer, says Dr Kroo, lies with birds. Since 1914, and a seminal paper by a German researcher called Carl Wieselsberger, scientists have known that birds flying in formation-a V-shape, echelon or otherwise-expend less energy. The air flowing over a bird's wings curls upwards behind the wingtips, a phenomenon known as upwash. Other birds flying in the upwash experience reduced drag, and spend less energy propelling themselves. Peter Lissaman, an aeronautics expert who was formerly at Caltech and the University of Southern California, has suggested that a formation of 25 birds might enjoy a range increase of 71%.
When applied to aircraft, the principles are not substantially different. Dr Kroo and his team modelled what would happen if three passenger jets departing from Los Angeles, San Francisco and Las Vegas were to rendezvous over Utah, assume an inverted V-formation, occasionally swap places so all could have a turn in the most favourable positions, and proceed to London. They found that the aircraft consumed as much as 15% less fuel (with a concomitant reduction in carbon-dioxide output). Nitrogen-oxide emissions during the cruising portions of the flight fell by around a quarter.

A. 어휘
Boeing 미국의 항공기 제작회사. Airbus 유럽의 항공기 제작회사.
aircraft 항공기. efficiency 효율성. respectively 각각, 各自(각자).
composite 복합체, 합성물. make a difference 차이를 낳다.
seminal 매우 독창적인. formation 隊形(대형), 陣形(진형).
echelon 군대, 군함, 비행기의 梯形(제형) 편성, 梯陣(제진).
wingtip 날개 끝, 翼端(익단).
upwash 상승 攪流(교류)=upward air turbulence caused by a propeller or jet.
reduce 감소하다. drag 抗力(항력)〈비행기의 전진을 방해하는 힘〉
aeronautics 항공학, 비행술. substantially 본질적으로. model 설계하다, 만들다.
passenger jets 여객기. depart 출발하다. rendezvous 만나다, 會合(회합)하다.
formerly 前(전)에는. Caltech=California Institute of Technology
range increase 증가폭. assume 취하다, (양상, 성질을) 띠다, 가정하다.
inverted 逆(역)의, 거꾸로 한, 顚倒(전도)된. occasionally 때때로.
swap 교환하다. have a turn 자기 차례를 가지다.
concomitant 附隨的(부수적)인, 相伴(상반)하는.
nitrogen-oxide 산화질소. emission 排出(배출).
cruising portion 비행부분(시간). a quarter 1/4.

B. 구문
-so all could have a turn→so that all could have a turn

C. 大義(대의)
Boeing 과 Airbus 두 회사 모두 그들의 최신형 여객기인 787과 A350의 효율성을 알리는 나팔을 불어왔다. 두 비행기의 뛰어난 설계와 輕量(경량) 복합물질 기체는 확실히 다른 비행기들과 차이가 나는 것들이다. Ilan Kroo가 지휘하는 Stanford 연구진은 정기항공회사들은 보다 자연스러운 방법으로 비행기 연료를 절약할 수 있으며 이를 위해서 새로운 機種(기종)을 도입할 필요는 없다고 말한다.
해답(그 이유는)은 새라고 Dr Kroo는 말한다. 1914년 이후로, 그리고 독일 과학자Carl Wieselsberger의 매우 독창적인 논문의 발표이후로, 과학자들은 V형이나 梯陣(제진), 기타 다른 대형으로 비행하는 새들은 보다 적은 에너지를 소모한다는 것을 알고 있었다. 날고 있는 새의 날개 위로 흐르는 공기는 날개 끝 뒤쪽에서 위로 소용돌이치며 상승하는 데 이것은 상승 攪流(교류)라는 현상 때문이다. 상승교류를 타고 있는 다른 새들은 抗力(항력)감소를 경험하게 되고 추진 에너지를 덜 쓰게 된다. 이전에Caltech와 Southern California 대학에서 가르쳤던 항공학 전문가 Peter Lissaman는 隊形(대형)으로 비행하는 25마리의 새는 71%의 에너지 증가폭을 즐길 수 있다고 말한다.
항공기에 적용하여도, 이 원칙은 본질적으로는 다르지 않다. Dr Kroo 팀은 Los Angeles와 San Francisco 및 Las Vegas에서 출발한 3대의 제트여객기가 Utah 상공에서 만나서 거꾸로 된 V字(자) 대형을 이루고 가장 유리한 위치에서 차례로 장소를 교환하며 런던까지 비행해 간다면 어떻게 될 것인가를 알아보기 위한 모델을 설계하였다. 그들은 여객기가 연료를 15% 더 적게 소비한다는 것을 발견하였다(부수적으로 이산화탄소의 배출도 감소하였다). 비행시간 중에 산화질소의 배출도 1/4로 떨어졌다.