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이야~. 현대의 비행기를 타면 10시간 만에 서울에서 미국까지 갈 수 있다고?! 정말 놀랍군! 그런데 이 속도로도 아직 만족할 수 없어서 소리보다 더 빠르게 나는 비행기를 만들고 있다고?!

소닉붐을 극복하라

흔히 엄청나게 빠른 비행기를 ‘초음속 비행기’라고 해요. 초음속은 소리가 전파되는 속도보다 빠른 속도를 뜻하지요. 일반적으로 소리는 1초에 약 340m를 이동할 수 있어요. 

세계에서 가장 빠른 초음속 여객기는 1968년에 처음 개발됐어요. 영국과 프랑스가 함께 만든 ‘콩코드’가 주인공이지요. 콩코드는 음속의 2배인 *마하 2로 비행한 여객기로, 기존의 항공기보다 2배나 빨랐어요. 1969년에 첫 비행에 성공했고, 1976년부터 많은 사람들이 이용할 수 있었죠. (*마하 : 음속과 같은 빠르기를 마하 1이라고 한다. 초음속 비행기나 로켓 등 고속으로 움직이는 물체의 속력을 나타낼 때 사용한다.)

하지만 이 여객기는 기름을 많이 소모하는 만큼 이용요금이 매우 비쌌어요. 또 초음속으로 이동하며 만들어진 *소닉붐도 문제였지요. 콩코드가 지나가면 엄청난 굉음이 발생하는데, 그 에너지가 워낙 커서 주변 건물의 유리창을 깰 정도였어요. 결국 2003년, 콩코드는 더 이상 비행을 할 수 없게 되었답니다. (*소닉붐 비행기가 날면 비행기와 공기가 부딪히며 생긴 충격파가 사방으로 동그랗게 퍼져나간다. 만약 비행기가 초음속 비행을 하면 충격파가 흩어지기 전에 여러 개가 합쳐져 폭발적인 소리를 낸다.)

현재 과학자들은 초음속으로 날면서도 소닉붐을 만들지 않는 초음속 여객기를 개발하는 데 집중하고 있어요. 미국항공우주연구원(NASA)이 만든 ‘X-플레인’이 대표적이지요. 

X-플레인의 속도는 마하 1.5로, X-플레인을 타면 서울에서 뉴욕까지 3시간 만에 이동할 수 있어요.

하지만 앞부분이 얇고 긴 모양으로 생겨서 앞쪽에 만들어지는 충격파를 줄여줘요. 또 뒤쪽에 보조날개를 달아 꼬리쪽에 모인 충격파가 더 잘 흩어지도록 하지요. 덕분에 X-플레인의 소음이 자동차 문 닫는 소리 정도인 75dB(데시벨) 정도에 불과하답니다. NASA는 2022년부터 실제로 비행하는 게 목표라고 밝혔어요.

미사일처럼 솟아올랐다가 마하 5까지!

미국 방위고등연구계획국(DARPA)은 조금 특별한 극초음속 비행기를 개발하고 있어요. 극초음속 비행기는 마하 5 이상(음속의 5배 이상)으로 나는 비행기를 말해요. 로켓을 타고 미사일처럼 대기권 위로 높이 솟아올랐다가, 대기권에 진입해 극초음속으로 비행하지요. 

일단 비행기를 수직으로 세운 뒤 추진체를 발사해 땅으로부터 100km 위로 상승해요. 이후 비행기와 발사체를 분리한 뒤, 비행기만 높은 대기로 들어오지요. 이때부터는 별도의 엔진이나 프로펠러를 이용하지 않고 활공해요. 이때의 비행기는 음속보다 5배 빠른 속도로 날게 된답니다. 이론상으론 음속 10배까지 속도를 낼 수 있기 때문에, 전세계 어느 곳이든 2시간 이내에 도착할 수 있지요.