차세대 초음속 여객기는 어떤 모습일까요? – Sciencetimes

세계 최초 상용화 초음속 여객기 콩코드가 탈락했지만 새로운 초음속 여객기 개발 노력은 계속되고있다. 물론 차세대 초음속 여객기는 과거 콩코드의 실패 요인이었던 과도한 연료비와 시끄러운 소음으로 인한 환경 문제를 해결할 수 있어야한다.

현재 새로운 초음속 항공기를 개발하고있는 회사 중에는 미래에 도전하는 스타트 업과 보잉, 록히드 마틴과 같은 유명한 항공 회사가 있습니다.

보잉이 제안한 차세대 초음속 (Icon-II) 디자인 ⓒ Wikimedia

새로 개발 된 초음속 여객기는 이전의 콩코드 항공기에 비해 소음을 크게 줄이려는 노력이 특히 두드러집니다. 올해 3 월 연방 항공청 (FAA)은 초음속 여객기 소음 기준을 공개하고 본격적으로 기준을 정하기 시작했다.

콩코드의 소음을 줄이려면 음속을 돌파 할 때 발생하는 큰 소음인 소닉 붐을 제거하거나 줄여야합니다. 소닉 붐은 초음속 속도가 빠르게 움직일 때 공기를 압축하고 강한 충격파를 생성하기 때문에 발생하는 현상으로, 항공기 주변의 기류를 적절하게 제어 할 수 있으면 소닉 붐을 피하거나 소음을 크게 줄일 수 있습니다. . 따라서 초음속 여객기의 외관 디자인을 독특하게 설계하여 소음 자체를 줄이거 나 서로 상쇄시킬 수 있습니다.

음파 붐 감소에 관한 NASA의 보고서 ⓒ Wikimedia

차세대 초음속 항공기 개발로 주목받는 스타트 업 중 하나 인 Boom Supersonic은 2030 년 상용화를 목표로 초음속 여객기 오버추어를 개발하고있다. 실제 초음속 여객기 크기의 3 호는 올해 10 월 출시를 결정했다.

이 초음속 항공기의 목표 비행 속도는 마하 2.2이며, 뉴욕과 런던 사이를 1 시간에 3 시간 이내에 이동할 수있어 이전 콩코드와 큰 차이가 없습니다. 그러나 발생되는 소음은 약 85dB로 110dB 이상인 Concorder에 비해 20 % 이상 감소했습니다. 이는 항공기 외부에 새로운 디자인을 적용하여 Sonic Boom의 충격파가지면으로 향하지 않고 대기로 퍼질 수 있기 때문입니다.

대표적인 군용 항공사 록히드 마틴이 NASA와 함께 개발중인 초음속 제트기 ‘X-59’에 음파 붐을 더욱 줄여주는 ‘QueSST’를 적용하려하고있다. 이를 위해 항공기의 디자인은 더욱 독특하게 설계되었습니다. 먼저 항공기 앞부분을 길고 뾰족하게 만들어 충격파 발생을 줄였습니다.

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또한 중앙부에 부착 된 2 개의 작은 날개와 뒷부분의 꼬리 날개 위에있는 T 자형 보조 날개가 압축 공기를 분할하거나 융합에 의해 충격파가 증폭되는 것을 방지합니다. 삼각형 모양의 메인 윙은 곡선 형 디자인으로 공기 흐름을 제어하거나 충격파를 줄입니다. Lockheed Martin은 이러한 기술과 설계가 예상 소음을 75dB 미만으로 줄일 수 있으므로 초음속 항공기의 비행은 지상에 알려지지 않았다고 설명합니다.

소음을 크게 줄여주는 Supersonic X-59 ⓒ Wikimedia

차세대 초음속 여객기의 성공을위한 또 다른 중요한 요소는 연료 소비와 항공료입니다. 특히 성능이 우수하고 연비가 좋은 신형 엔진을 개발하거나 첨단 신소재로 동체를 제작하는 등이 문제를 해결하기위한 다양한 시도가있었습니다.

Boom Supersonic의 XB-1은 알루미늄 동체 대신 가볍고 튼튼한 탄소 섬유 소재로 동체를 만들어 비행기의 무게를 크게 줄였습니다. 회사 관계자에 따르면 XB-1의 무게는 새로운 보잉 여객기 인 B787의 30 %입니다. 연비를 높임으로써 초음속 여객기의 운임을 일반 여객기와 같은 수준으로 낮출 수 있습니다.

또 다른 항공 회사 스파이크 에어로 스페이스가 개발중인 12 ~ 18 인승 초음속 여객기 스파이크 S-512는 항공기의 무게와 공기 저항을 줄이기 위해 창문이없는 디자인을 채택했다. 창가 대신 그 위치에 디스플레이 화면을 설치하여 외부 풍경을 보거나 영화와 게임을 즐길 수 있습니다.

차세대 초음속 여객기를 계획하거나 구상하는 일부 회사는 이전 Concord보다 훨씬 빠른 초음속 항공기를 염두에두고 있습니다. 즉, 일부 회사는 Mach 5 이상의 초음속 여객기를 계획하고 있다고 밝혔다.

그러나 최근 개발중인 차세대 초음속 여객기는 고속만큼이나 실용성의 중요성이 특징이다. 콩코드의 실패를 되풀이하지 않기 위해 소비자에게 저소음의 초음속 여객기를 합리적인 가격에 제공하고자합니다. 따라서 경제성과 편의성 측면에서 기존 여객기에 비해 충분한 경쟁력을 발휘한다면 초음속 여행 시대가 다시 시작될 것으로 기대된다.

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