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[미리보는미래무기] <21>항공기 얼마나 빨라질까 . 군사

[미리보는미래무기] <21>항공기 얼마나 빨라질까
2010년 최대 속도 마하 10 갖출 듯
홍현의 국방기술품질원 책임연구원
미국의 라이트 형제가 항공기를 개발한 이래 항공기의 속도는 급속하게 빨라지고 있다. 항공기의 속도는 음속을 기준으로 표현하는데, 비행속도와 소리속도가 같을 경우 마하(Mach) 1이라고 한다. 이러한 분류방법에 따라 마하 1 이상인 경우를 초음속(Supersonic)으로, 마하 5 이상인 경우를 극초음속(Hypersonic)으로 분류한다.
이론적으로는 이미 1930년부터 마하 5 이상인 극초음속 항공기를 설계한 자료가 있었다. 1945년 제2차 세계대전 중 독일은 비밀 무기연구의 일부로 대서양을 건너 미국을 폭격하기 위한 극초음속 항공기에 대한 모형 개발을 시도했다. 하지만 지상의 시험시설, 추진기관, 재료 기술 등의 한계로 실용적인 개발을 진행하기는 어려웠다.
최근의 급속한 기술발전에 힘입어 미국은 지구상의 어느 곳이든 본토로부터 2시간 내에 상당한 양의 공격탄두들을 운반할 수 있는 새로운 운반수단으로서 극초음속 항공기의 개발을 진행하고 있다. 이러한 운반수단은 미군을 위험지역에 전진 배치할 필요성을 없애줄 뿐만 아니라 적국이나 테러집단의 위협에 대해 즉각적이고도 치명적인 보복수단을 확보할 수 있다는 점에서 의미가 크다.

미국 항공우주국(NASA)는 1959년부터 하이퍼 X(Hyper X)라는 극초음속기 연구개발 프로젝트를 진행 중이다. 이 프로젝트를 통해 스크램제트(Scramjet)라는 제트엔진과 로켓엔진의 중간 형태인 고성능 추진기관을 개발함으로써 극초음속 능력을 확보하게 됐다. 현재 비행시험에 사용되는 항공기는 X-43으로 명명됐는데 2001년 시험 실패를 시작으로 2004년 3월에는 마하 7의 속도를 냈다.

이어 같은 해 11월에는 마하 9.8의 속도를 내는 비행시험에 성공했다. 2010년을 전후로 최대 마하 10의 속도를 갖고 지상 이착륙을 할 수 있는 기능을 갖출 것으로 예상하고 있다. 향후 NASA는 최대 마하 15까지 낼 수 있는 항공기 개발을 예상하고 있다.

미국 국방부는 본토에서 이륙해 마하 5 이상의 속도로 1만1000km의 거리를 비행함으로써 2시간 이내에 세계 전 지역에 도달해 폭격할 수 있는 극초음속 항공기(Hypersonic Cruise Vehicle) 개발 계획인 FALCON 프로젝트를 추진하고 있으며, 여러 가지 다른 개념의 극초음속 항공기의 연구로 확대하고 있다.

한편 러시아는 심각한 경제난에도 불구하고 극초음속 추진기술에 있어 괄목할 만한 성과를 거두고 있다. Kholod라는 극초음속 비행시험대를 사용해 스크램 엔진의 실험을 수행한 바 있고, 또한 Orel 프로그램의 일환으로 재사용이 가능한 우주 수송기 시스템에 관한 광범위한 연구가 진행되고 있다.

러시아의 극초음속항공기 연구는 CIAM(Central Institute of Aviation Motors)를 중심으로 수행돼 왔으며 마하 약 4.5의 실험을 성공한 바 있다. 독일은 1988년부터 극초음속 기술 프로그램의 기본 개념으로 연구되고 있는 Sanger Space Transportation System에 관련된 연구개발을 상당히 포괄적으로 진행하고 있다.

이 프로그램은 액체수소를 연료로 사용해 이륙으로부터 마하 7의 속도로 비행하는 것을 목표로 연구되고 있다. 일본은 1989년에 시작된 Super/Hypersonic Transport Propulsion System Research(HYPR) 프로젝트의 일환으로 초기속도 마하 0~3 영역에서는 터보가속기(Turbo Accelerator)로, 마하 2~5.5 속도 영역에서는 램제트 엔진을 사용하도록 계획하고 있다.

사진설명:NASA에서 개발 중인 X-43A 극초음속 항공기의 개념도. 출처 : http://www.dfrc.nasa.gov
2009-05-29 13:31:44
출처)유용원의 군사세계

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