[뉴 테크놀로지] 초기술 시대 : 트랜스토피아..초음속비행기

입력1999.01.05 00:00 수정1999.01.05 00:00

"서울에서 아침식사를 하고 뉴욕에 도착해 점심을 먹는다"

결코 꿈같은 얘기가 아니다.

앞으로 10~20년 후면 서울과 뉴욕을 단 2시간만에 연결하는 초음속 비행기의
등장으로 이같은 일이 가능해진다.

더 나아가 과학자들은 2030년쯤이면 마하5이상 속도로 비행하는 극초음속
비행기가 나와 지구촌 어느 곳이라도 하루에 주파할 수 있는 시대가 올
것으로 전망하고 있다.

비행속도에 있어 인류가 음속을 돌파한 것은 이미 오래다.

영국과 프랑스가 공동 개발한 초음속 여객기 콩코드(Concord)기가 그것이다.

지난 76년 파리~뉴욕 항로에 첫 취항한 마하2 속도의 콩코드기는 경제성과
소음 등 환경문제로 제한적인 항로를 운항할 수밖에 없었다.

사업적으로는 실패한 셈이다.

구 소련도 콩코드와 비슷한 초음속 여객기 TU-144를 개발, 운항했으나
연료소모가 크고 안전성에 문제가 있었다.

이같은 문제를 해결한 새로운 초음속 제트여객기 SST(Super Sonic
Transport)의 시대가 곧 열릴 전망이다.

보잉747같은 점보 제트기보다 2.5~3배 빠른 초음속 여객기가 장거리 비행에
나서는 것이다.

오는 2010년까지 실용화를 목표로 추진되고 있는 SST 연구개발 구상은
현실성이 있어 보인다.

2백~3백명을 태우고 도쿄~로스앤젤레스간을 약 4시간에 연결하는 21세기
미래 교통수단의 개발을 미국 유럽 일본에서 추진중이며 국제 공동 연구계획
도 검토중이다.

극초음속은 그다음 단계의 항공기다.

미국 레이건 대통령은 지난 86년 일반 교서연설 중에서 마하10이상으로
비행하는 극초음속 여객기 HST(High Supersonic Transport) 개발구상을
발표했다.

이 구상의 핵심은 워싱턴~도쿄간의 비행 시간을 2시간 정도로 줄여 미국과
일본을 1일 생활권으로 묶는다는 것이었다.

이를 실현하기 위해 기존 활주로를 사용하고 수소연료로 작동되는 새로운
엔진을 탑재한 항공기를 개발하겠다는 것이었다.

극초음속으로 비행하기 위해서는 마찰로 인해 항공기 표면에 생기는 온도
상승에 견딜 수 있는 동체 재료를 개발해야 하고 엄청난 연료 소모를 감당
해야 한다.

앞으로 등장할 극초음속기는 연성 세라믹으로 된 동체와 로케트형
연료분사장치, 터보엔진과 로케트엔진을 합친 복합엔진을 갖추고 원자력
에너지를 연료로 사용하는 형태로 만들어질 가능성이 높다.

미사일에 사용중인 램제트(Ram Jet)나 스크램 제트(Scram Jet)기술을
사용하는 방안도 검토되고 있다.

차세대 항공기는 조종사의 시선과 음성으로 조작되며 대부분의 기능이
인공지능 컴퓨터로 작동될 것으로 보인다.

그러나 소음 오존층 파괴 등 환경문제를 해결하는 것은 만만치 않은 문제다.

미국 항공우주국(NASA)과 보잉사가 공동 개발하고 있는 고속민간항공기
(HSCT: High Speed Civil Transport)개발 프로젝트는 3백명을 태우고
마하2.4로 최소 9천3백km를 날아갈 수 있는 항공기 개발을 목표로 추진되고
있다.

이 비행기는 1백75도의 고열에 견딜 수 있는 내열성 탄소섬유계의 복합소재
를 사용한다.

초음속기의 단점인 비행기 무게나 이륙때의 소음문제를 해결하기 위해
제너럴 일렉트릭(GE) 등과 공동으로 특수엔진 개발에도 나서고 있다.

또 비행에 따른 저항력을 줄이기 위해 기체길이를 보잉747기보다 27m나
늘렸다.

동체도 앞부분을 더 숙여 굽이치는 형태로 설계하고 허리부분에 약간의
주름을 둬 공기저항을 줄였다.

또 미국 캘리포니아의 국립 로렌스리버모어연구소(LLNL)에서는 이미
10년전부터 마하10의 초음속 제트기 개발에 착수했다.

"하이퍼소"(HyperSoar)라는 프로젝트명의 이 초음속기는 로케트와 제트엔진
혼합추진방식으로 기존 공항의 활주로를 이용해 이착륙이 가능하도록
설계된다.

하이퍼소는 보잉747에 비해 두배의 운송능력을 가질 뿐 아니라
서울~로스앤젤레스 구간을 2시간안에 비행하는 것이 가능하다.

초음속 여객기는 기술개발에 거액의 자금이 필요하고 마케팅 등 위험부담이
있는 산업적 특성 때문에 여러 국가들간의 공동개발 형식으로 추진되고 있다.

[ 마하 ]

마하(Mach)는 비행기 총알 미사일 등 고속 비행물체의 속도를 나타내는
단위.

공기속에서 소리가 전달되는 속도(초속 3백40m)의 몇배인가를 숫자로
나타낸다.

마하라는 명칭은 오스트리아 물리학자 언스트 마흐의 이름에서 따온 것이다.

이 단위는 고속 기류의 속도를 잴때도 사용한다.

1초에 3백40m를 비행하는 여객기가 있다면 그 빠르기를 보통 마하 1이라고
부른다.

마하 1은 시속으로 환산하면 1천2백24km가 된다.

마하 1보다 빠른 속도영역을 초음속, 마하 1에는 못미치지만 간헐적으로
마하 1을 넘어서는 속도를 천음속, 마하 1에 못미치는 속도영역을 아음속
이라고 한다.

미국 항공우주국(NASA)이 주축이 돼 개발중인 극초음속 여객기는 대기권을
빠져나가 최고 마하 25까지 속도를 낼수 있을 것이라고 한다.

( 한 국 경 제 신 문 1999년 1월 5일자 ).

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