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2015년 8월 11일 화요일

스크램제트 기반 재사용 로켓 계획



 스크램제트 엔진은 램제트 엔진 보다 훨씬 빠른 속도를 구현할 수 있기 때문에 실제로 이 엔진을 탑재하고 날았던 것은 X-51 같은 일부 테스트 비행기밖에 없음에도 불구하고 차세대 초음속 엔진으로 주목을 받았습니다. 사실 극초음속기 구상에서 빠지지 않은 엔진이라고 할 수 있죠. 


 참고(X-51 관련 포스트) http://jjy0501.blogspot.kr/2013/05/x-51.html

 그런데 호주의 퀸즐랜드 대학과 Heliaq Advanced Engineering이라는 회사를 중심으로 한 다국적 연구팀이 새로운 스크램제트 기반 초음속 프로젝트를 제안했습니다.

 사실 이 분야에 관심이 있는 분이라면 '또...' 라는 이야기가 나올만큼 흔한 아이디어죠. 다만 이번 제안에서는 디자인 측면에서 달라진 부분이 있습니다. 


(ALV에 탑재되어 2단 로켓 기능을 할 스파르탄  The underside of the second-stage Spartan vehicle under development is equipped with quad 3D scramjets) 


 일단 이들의 계획은 이렇습니다. Austral Launch Vehicle (ALV)이라는 1단은 로켓 부스터입니다. 이 로켓 부스터는 재사용이 가능한 형태로 개발됩니다. 2단의 역할을 하는 것은 4개의 3D 스크램제트 엔진을 지닌 스파르탄(Spartan)이라는 극초음속 항공기입니다.


 이 로켓은 발사시엔 수직으로 발사됩니다. 발사된 후 25km 상공에서 음속의 5배가지 가속된 후 1단 로켓이 분리되고 2단인 초음속 스파르탄 스크램제트 항공기가 가속됩니다. 스크램제트 엔진은 음속의 5배가 넘는 환경에서 이상적이지만, 그 이하 속도에서는 효율이 매우 나쁘다는 점을 감안한 구성입니다.

 하지만 스크램제트 엔진 역시 음속의 10배 이상 환경에서는 효율이 썩 좋지는 않습니다. 그래서 음속 10 이상 단계에서는 3단 로켓이 분리되어 마지막 가속을 해 지구 궤도로 올라가는 다소 복잡한 방식입니다. 


 이 시스템의 가장 큰 장점은 95% (즉 1단과 2단)나 되는 부분을 재활용할 수 있다는 점입니다. 하지만 실제로 이정도 속도에서 작동하는 초음속 스크램 제트 항공기가 현재 개발되지 않았다는 점은 큰 단점입니다. 실제로 작동하는 초음속 스크램제트기를 만드려면 앞으로 막대한 비용이 투자되어야 할 것이기 때문입니다. 


 하지만 개발팀은 할 수 있는 부분부터 시도할 계획이라고 하네요. 일단 올해말 3미터 너비의 기술 실증기인 ALV-0를 만들고 점차 크기를 키워서 상업적으로 사용할 수 있는 수준의 ALV-3까지 순차적으로 개발한다는 계획입니다. 

 아마도 기술적, 재정적인 어려움이 적지 않을 것으로 보이는데, 이런 시도가 성공을 거둘 수 있을지 궁금합니다. 일단 시도라도 해보는 것이 말만 하는 것보다 훨씬 나은 일이긴 하겠죠. 


 참고 





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