한국 우주발사체 ‘나로호’는 이달 26일 마지막 발사를 기다리고 있다. 육중한 몸집에도 불구하고 나로호는 이륙 55초 만에 마하 1(시속 약 1200km)의 속도로 음속을 돌파한다. 사실 음속 돌파는 최고 속도를 향한 자동차의 꿈이기도 하다. 과학주간지 ‘뉴사이언티스트’는 출발 42초 만에 시속 1600km로 달릴 수 있는 ‘초음속 자동차’ 개발이 머지않았다고 이달 3일 보도했다. 이 정도의 속도면 눈 깜박하는 사이에 150m를 움직이고, 매그넘 357 권총에서 발사된 총알보다 빠르다.
○ 2014년 시속 1600km로 지상 최고 속도 도전
‘총알보다 빠른’ 자동차의 이름은 ‘블러드하운드SSC’
<블러드하운드는 시속 1610km 이상의 속도로 달릴 수 있는 그야말로 총알보다 빠른 차다>
길이 13.47m, 최대 높이 3m, 무게 6.4t의 블러드하운드SSC는 자동차라기보다는 날개 없는 전투기에 가깝다. 연료를 가득 채우고 운전자까지 태우면 무게는 7.7t에 달한다. 블러드하운드SSC의 목표는 2014년 자동차 최고 속도 기록에 도전하는 것. 이를 위해 블러드하운드SSC에는 영국과 독일, 스페인, 이탈리아가 공동 개발한 전투기인 ‘유로파이터 타이푼’에 탑재된 롤스로이스의 EJ200 제트엔진이 장착됐다. 팰컨사의 하이브리드 로켓도 달렸다. 포뮬러원(F1) 레이싱카에 장착되는 V8 엔진도 있다.
EJ200이 시속 500km 정도로 가속시키면, V8 엔진이 연료 펌프를 작동시키고 하이브리드 로켓이 합세해 자동차를 시속 1600km까지 끌어 올린다. 속도를 늦출 때는 에어브레이크와 낙하산 2개가 동원된다. 이달 3일 영국 콘월 공군기지에서 블러드하운드SSC에 장착될 하이브리드 엔진의 첫 번째 테스트가 진행됐다. 결과는 성공적이었다. 연구 책임자인 리처드 노블 씨는 뉴사이언티스트와의 인터뷰에서 “계획했던 대로 엔진 노즐에서 화염이 안정적으로 분출됐고 원하는 출력을 얻었다”고 밝혔다.
1997년 ‘스러스트SSC’는 시속 1228km로 주행하며 세계 최초로 음속을 돌파한 자동차가 됐다. 이 기록은 여전히 깨지지 않고 있다.
○ ‘소닉 붐’ 극복, 지구 중력 2.5배 견뎌야
현재 지상에서 가장 빠른 속도는 ‘스러스트SSC’가 1997년 미국 네바다 주 블랙록 사막에서 기록한 시속 1228km다. 스러스트SSC는 이 기록을 세우면서 사상 최초로 음속을 돌파한 자동차로 공식 기록됐다. 음속을 넘나드는 자동차의 문제는 음속 돌파 순간 발생하는 폭발음(소닉 붐)이다. 자동차가 빠른 속도로 달리면 주변 공기가 옆으로 밀려나면서 압력차가 생겨 공기 파동 여러 개가 뭉치는데, 음속을 돌파하는 순간 뭉쳤던 파동이 흩어지면서 강한 충격파를 만들어낸다. 이때 굉음이 생긴다. 스러스트SSC도 음속을 돌파하면서 강한 폭발음을 냈고 차 주변에는 불규칙한 모래 바람이 생겼다. 시속 1600km가 목표인 블러드하운드SSC가 넘어야 할 벽도 소닉 붐이 차체에 미칠 영향이다. 또 운전자는 지구 중력의 2.5배(2.5G)에 이르는 힘을 받는데, 이를 견딜 수 있는 훈련이 필요하다. 블러드하운드SSC 운전은 영국 공군 조종사 출신으로 스러스트SSC를 몰았던 앤디 그린 씨가 맡는다.
블러드하운드 SSCKTX, 여객기 속도 비교
○ 마하 4 초음속 여객기 개발 중
하늘에서도 음속 돌파 시도는 계속되고 있다. 초음속 여객기의 ‘원조’는 콩코드다. 1976년 비행을 시작한 콩코드는 음속의 약 2배인 시속 2200km로 운항했다. 콩코드는 2003년 운항을 중단했지만, 콩코드의 후예들은 속속 등장하고 있다. 에어버스의 모회사인 유럽 우주항공전문업체 EADS는 작년 영국 런던과 일본 도쿄를 2시간 30분에 주파할 수 있는 초음속 제트 여객기 ‘제스트(Zhest)’의 청사진을 공개했다. 2050년 첫 비행에 나설 예정인 제스트는 승객 50∼100명을 태우고 음속의 4배인 마하 4(시속 약 4800km)로 비행한다. 이 정도 속도라면 프랑스 파리에서 미국 뉴욕까지 1시간 30분이면 주파가 가능하다. 제스트는 대기권인 지구 상공 32km를 벗어난 고도에서 비행하기 때문에 소닉 붐 문제도 없앴다.
에어버스의 최대 라이벌인 미국 보잉사도 극비리에 초음속 여객기를 개발하고 있다. 보잉은 차세대 초음속 여객기에 대해 일절 공개하고 있지 않지만 이미 무인 상태로 테스트 비행까지 마친 것으로 알려졌다.
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