“비행기를 타면 서울에서 뉴욕까지 14시간이 넘게 걸리는데, 이걸 3시간 만에 갈 수는 없을까?”
이 꿈같은 상상은 이미 1970년대에 현실이 된 적이 있습니다. 바로 소리보다 빠른 속도(마하 2)로 날아다녔던 전설의 초음속 여객기 ‘콩코드(Concorde)’입니다.
하지만 이 날렵하고 멋진 비행기는 사람들의 환호 속에 등장했다가, 지금은 단 한 대도 날지 못하고 모두 박물관으로 쫓겨났습니다.
비행기 표값이 너무 비싸서였을까요? 아닙니다. 진짜 이유는 비행기가 지나갈 때마다 지상의 유리창을 모조리 박살 내버린 공포의 폭음, ‘소닉붐(Sonic Boom)’ 때문이었습니다.
소리보다 빠른 비행이 만드는 재앙, ‘소닉붐’
비행기가 하늘을 날아가면 비행기 앞쪽의 공기들은 옆으로 비켜나며 길을 열어줍니다. 그런데 비행기의 속도가 공기가 퍼져나가는 속도(소리의 속도, 시속 약 1,224km)보다 빨라지면 어떻게 될까요?
공기들이 미처 비켜설 틈도 없이 비행기 앞코에 겹겹이 짓눌리고 압축되면서 엄청난 에너지를 가진 거대한 ‘공기 충격파(Shockwave)’를 만들어냅니다.
잔잔한 호수에 돌을 던지면 물결이 퍼져나가듯, 이 충격파는 비행기를 중심으로 원뿔 모양으로 퍼지며 지상을 향해 내리꽂힙니다.
땅 위의 유리창을 박살 내는 벼락같은 굉음
이 충격파가 땅에 닿는 순간, 사람들은 하늘에서 천둥이나 폭탄이 터지는 듯한 엄청난 굉음(“쾅!”)을 듣게 됩니다. 이것이 바로 ‘소닉붐(음속 폭음)’입니다.
콩코드가 초음속으로 도심 상공을 지나갈 때마다 지상의 집 유리창이 와장창 깨지고, 자동차 경보기가 울리고, 사람들이 깜짝 놀라 쓰러지는 소동이 벌어졌습니다.
항의가 빗발치자 결국 미국을 비롯한 세계 각국은 “초음속 여객기는 사람들이 사는 육지 위에서는 절대 소리보다 빨리 날 수 없다”는 법을 만들어버렸습니다.
육지에서 제 속도를 내지 못한 콩코드는 결국 기름 먹는 하마로 전락해 2003년 완전히 은퇴하고 말았습니다.
공기역학 트랙의 새로운 도전: ‘조용한 초음속’
콩코드의 뼈아픈 실패 이후, 항공우주공학과의 핵심인 ‘공기역학(Aerodynamics) 트랙’ 연구자들은 새로운 미션에 돌입했습니다. “어떻게 하면 소닉붐 충격파를 바늘처럼 잘게 쪼개서 소음을 줄일 수 있을까?”
현재 NASA(미항공우주국)와 록히드마틴 같은 항공우주 기업들은 비행기의 앞코를 바늘처럼 길고 뾰족하게 만들고, 날개 모양을 기형적으로 비틀어 충격파가 서로 부딪혀 상쇄되게 만드는 차세대 초음속기(X-59 QueSST)를 개발하고 있습니다.
눈에 보이지 않는 공기의 흐름(바람)을 자유자재로 통제하여 소닉붐을 무거운 ‘쾅!’ 소리가 아닌 가벼운 ‘쿵’ 소리로 바꾸는 마법, 그것이 바로 항공우주공학과 공기역학 전공자들이 만들어가는 미래입니다.
더 깊이 알아보기: 공식 기술 리포트
공기 저항을 최소화하는 형상 설계와 조용한 초음속 비행을 향한 최신 항공우주공학 연구 동향은 아래 공식 기관의 자료를 통해 확인할 수 있습니다.
- [조용한 초음속 시대를 여는 NASA X-59 시험기 프로젝트] 👉 미항공우주국(NASA) 공식 홈페이지 (영문)
- [초음속 비행과 소닉붐 저감 기술의 이해] 👉 한국항공우주연구원(KARI) 공식 블로그 KARI TV
