▲ 가스터빈의 내부 구조

가스터빈은 발전소나 제트엔진 등에 많이 사용된다. 가스터빈은 터빈 날개가 계속 회전하며 고열이 발생하기 때문에 유지보수를 하는 것이 쉽지 않다. 보통 ‘보어스코프(borescope)’라는 내시경처럼 생긴 장비를 투입해 가스 터빈 내부의 균열이나 흠집을 찾아내는 작업을 하지만 가스 터빈이 작동하는 상황에서 유지보수 작업을 하는 것은 매우 어렵다. 코팅이 벗겨진 부분의 흠집을 수리하기 위해 가스터빈을 장시간 정지시켜 수리 작업을 진행하곤 한다.

'테크크런치'에 따르면 미국 뉴욕에 위치한 ‘GE 글로벌 리서치센터(GE Global Research Center)’는 가스 터빈의 유지 보수 작업을 지금 보다 훨씬 용이하게 수행할 수 있는 소형 로봇들을 개발했다. 이들 로봇은 ‘터빈 수술(The Turbine Surgeon)' 프로젝트의 일환으로 개발됐다.

▲ 보어스코프

전통적으로 보어스코프를 사용해 터빈 내부의 이상 여부를 파악하기 위해선 가스 터빈 겉부분에 미리 만들어놓은 구멍을 통해 보어스코프를 가스터빈 안으로 밀어넣는다. 하지만 이 방법은 카메라의 방향을 가스터빈 부품쪽으로 향하게 하면서 동시에 내부에서 이동하는게 어렵다. 게다가 가스터빈 내부에 생긴 작은 흠집을 수리하려해도 가스터빈의 작동을 멈춰야한다.

이번에 GE 연구팀이 개발한 소형 로봇은 유연성을 갖고 있으며 가스터빈 날개 사이를 움직일수 있다. 이 로봇은 PC카드의 크기로 LED 조명과 소형의 고해상도 카메라를 탑재하고 있다. 가스터빈 내부를 이동하면서 이상 여부를 파악할수 있다. 소형 로봇은 부품의 소형화를 통해 구현했다. 로봇이 작기 때문에 배터리 방전 여부를 크게 걱정할 필요가 없다.

그렇다면 수리는 어떻게 할까. 작은 흠집을 수리하기 위해 가스 터빈의 동작을 멈춰야한다면 별로 효율적이지 않다. GE 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 수리 키트를 내장한 소형 로봇을 개발했다. 조작자는 소형 로봇의 수리 키트를 열고 흠집을 메울 수 있는 튜브를 작동시킨다. 마치 치약처럼 튜브에서 재료가 흘러나와 코팅이 벗겨진 부분을 치료할 수 있다. 이는 마치 충치가 생기기전에 불소 치료를 하는 것과 마찬가지라고 한다.

▲ 가스 터빈 내부를 움직이는 소형 로봇 '크롤러'

움직이는 가스터빈 날개 속에서 움직일수 있는 ‘크롤러(Crawler)’라는 소형 로봇도 개발됐다. 이 로봇은 성냥갑 크기로 자석식 바퀴를 갖고 있다. 자석식 바퀴를 이용해 가스터빈 날개에 붙어 날개 사이를 움직이는게 가능하다. 이 로봇 역시 LED 조명과 소형 카메라를 장착하고 있다. 조작자는 스마트폰의 애플리케티션을 활용해 외부에서 소형 로봇을 조작할 수 있다.