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BAE Systems와 손잡은 리액션 엔진 - 우주 항공기 개발에 본 궤도에 오를까?


(Credit: Reaction Engines/BAE Systems )
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 이전에 영국의 리액션 엔진(Reaction Engines Limited (REL))이 개발하는 사브레(SABRE (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine))에 대해서 소개드린 적이 있습니다. 사브레 엔진을 한마디로 요약하면 마하 5 까지는 공기를 흡입한 후 수소를 연소시키는 제트 엔진이지만 이후 마하 25까지는 수소+산소를 혼합해 로켓 연소를 하는 엔진이라고 할 수 있습니다. 상세한 기술적 내용은 이전 포스트를 참고해 주시기 바랍니다.


 이전 포스트 참조 : http://blog.naver.com/jjy0501/220223034535


 앞서 언급했듯이 사브레 엔진은 액체 수소를 연료로 하며 대기 중 산소를 흡입 한 후 액화시켜 이를 액체 수소와 반응시키는 2차 과정을 거쳐 더 빠른 속도를 구현하는 시스템입니다. 다만 그대로 대기 중 산소를 액화시키는 대신 한 단계 과정을 더 거쳐 안전하게 액체 산소를 얻는 방식입니다.


 이렇게 대기 중 산소를 이용하면 로켓 무게의 대부분을 차지하는 산소 탱크가 필요없어져 항공기처럼 생긴 우주 항공기로도 지구 궤도까지 도달할 수 있습니다. 이는 우주 로켓을 현재의 상용 화물선같이 저렴하게 만들 수 있는 방식입니다. 다만 간단한 설명과는 달리 엄청난 기술적 어려움이 있습니다.


 최근 리액션 엔진은 사브레 엔진의 개념 실증을 위한 연구 자금 6000만 파운드(약 1000억원 정도)를 영국 정부로부터 받았습니다. 여기에 더해 대표적인 다국적 군수업체인 BAE Systems가 리액션 엔진의 지분 20%를 인수하는 새로운 파트너쉽을 맺기로 했다고 합니다.


 사실상 BAE가 리액션 엔진의 일부를 인수하는 방식인데, 앞으로 안정적인 엔진 개발을 위해서는 더 나은 대안이라고 생각됩니다. 이를 통해서 BAE는 사브레 엔진의 노하우를 획득하고 리액션 엔진은 더 안정적인 개발과 우주 항공 부분에서의 BAE의 능력을 활용할 수 있게 되어 이들이 계획 중인 스카이론 오비터(Skylon Orbiter, 개념도 참조)가 더 현실성을 가지게 되었습니다.


 현재 리액션 엔진은 공기 액화 복합 엔진인 사브레 엔진의 축소 모델의 지상 테스트를 진행 중입니다. 생각보다 많이 진행되어 공개 액화 장치와 엔진의 프로토타입이 테스트 중에 있습니다.




(SABRE’s heat exchanger can cool very hot airstreams from over 1,000 degrees C to minus 150 degrees C in less than 1/100th of a second while preventing the formation of ice at sub-zero temperatures
(Credit: Reaction Engines/BAE Systems))


 위에 보이는 열 교환기는 흡기구를 통해서 고속으로 들어온 고온의 공기를 1/100초만에 영하 150도로 낮출 수 있는 능력이 있습니다. 이렇게 냉각 액화된 공기 가운데서 액체 산소를 얻는 것이 사브레 엔진의 목적입니다. 액체 산소와 액체 수소를 연료로 하는 로켓인데 산소는 공기 중에서 구하는 것이죠. 그러면 연료의 무게가 대폭 줄어듭니다.


(SABRE (Synergetic Air-Breathing Rocket Engine) is an advanced combined cycle rocket engine with the potential to revolutionise hypersonic flight and the economics of space access
(Credit: Reaction Engines/BAE Systems))







(테스트 시스템과 테스트 중인 노즐.  STOIC advanced rocket nozzle
(Credit: Reaction Engines/BAE Systems))


 과연 항공기처럼 생긴 단단식 우주 발사체가 현실이 될지는 아직 판단하기 이릅니다. 아직 넘아야할 산이 많이 남아있기 때문이죠. 아무튼 영국 정부에서 지원을 받고 BAE Systems 같은 대기업과 파트너쉽을 맺은 만큼 이제 사브레 엔진과 스카이론 궤도선 개발도 어느 정도 궤도에 오른 것으로 보입니다.


 참고








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