초음속 여행 (1) "Bell-X-1에서 콩코드까지"

문광주 기자 / 기사승인 : 2021-05-09 21:03:30
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- 대서양을 횡단하는 데 3시간 30분, 캘리포니아에서 도쿄까지 5시간
- 최초의 초음속 비행은 미국 테스트 조종사 척 예거(Chuck Yeager)가 자신의 Bell-X-1로 시작
- 최초 초음속 여행기 Tupolev Tu-44, 이후에 화물운송용으로 사용

초음속 여행 (1) "Bell-X-1에서 콩코드까지"
21세기의 콩고드가 등장할까?


거의 20년 전, 콩코드 호는 마지막 비행을 하고 초음속 항공 여행의 짧은 시대를 끝냈다.
그런데 이제 초음속 비행의 르네상스가 열리고 있다. 몇몇 회사는 초음속 속도로 여행을 더 조용하고 효율적이며 기후 친화적으로 만드는 Concorde의 현대적인 후계자를 개발하고 있다.
대서양을 횡단하는 데 3시간 30분, 캘리포니아에서 도쿄까지 5시간 만에 이동하는 붐(Boom) 혹은 에어리언(Aerion)과 같은 회사를 믿는다면 그러한 비행시간이 불과 몇 년 안에 현실이 될 수 있다. 새로운 초음속 항공기의 몇 가지 변종이 오는 10년 동안 시장에 출시될 예정이기 때문에 부분적으로는 비즈니스 제트기, 부분적으로는 예정된 항공기로 출시될 것이다.
그러한 콩코드 후계자를 위한 시장이 있을까? 그리고 새로운 초음속 비행기는 소음, 방출 및 비수익성 문제에 어떻게 대처할까? 

▲ 콩고드(Concorde)의 후속작이 될 수 있는 Boom Supersonic의 "Overture". © Boom Supersonic

소리보다 빠름, Bell-X-1에서 콩코드까지

소리보다 빠르다는 것은 꿈이었다. 비행 자체만큼이나 오래된 것이다.
이 들 기종은 소리보다 빠르게 비행하고 완전히 새로운 여행 방법을 여는 여객기다.
마하 2 또는 3을 사용하면 거리가 줄어들고 지구 반대편의 목표까지 몇 시간 안에 도달할 수 있기 때문이다. 그러한 비행은 기술적으로 반세기 이상 동안 가능했다. 그러나 민간 항공에서 초음속 여행은 적어도 지금까지는 짧고 실패한 에피소드로 남아 있다.

최초의 초음속 비행

전설적인 미국 테스트 조종사 척 예거(Chuck Yeager)가 자신의 Bell-X-1로 시작했다.
1947년 10월 14일, 그는 수평 비행에서 처음으로 사운드 장벽을 허물었다. 미 공군과 NASA의 전신인 NACA가 개발한 그의 로켓 항공기는 초음속 비행이 근본적으로 가능하며 인간도 기계도 그 과정에서 찢어지지 않는다는 것을 증명했다.

그러나 Bell-X-1은 여전히 ​​운송 기계를 통해 성층권의 가장자리로 가져와야 했다.
미국 F-100 전투기가 독자적으로 최초의 초음속 비행을 한 것은 1955년. 그 때 군사용 초음속 제트기 시대가 시작됐다. 민간 항공이 그러한 속도와 기술을 달성하기에는 여전히 먼 길이었다.
▲ Bell X-1은 방음벽을 깬 최초의 항공기였다. © NASA Langley Research Center


시스템 경쟁

미소 냉전과 시스템 간의 관련 기술 경쟁이 항공학으로의 이동을 가져 왔다.
소련과 미국은 유인 우주여행에서 우위를 차지하기 위해 싸우고 있을 뿐만 아니라 항공에서도 기술적 우위를 입증하는 것이 중요했다.
1963년 존 F. 케네디 미국 대통령은 상업적으로 성공한 초음속 수송기의 프로토타입을 가능한 빨리 개발하기 위한 프로그램을 즉시 시작할 것을 요청했다. 이것은 '다른 나라에서 제작하는 것보다 우월'해야 한다.

이에 대한 원동력은 소련이 이미 그러한 항공기를 개발하기 시작했다는 정보다.
일찍이 1962년 영국과 프랑스는 민간용 초음속 항공기인 콩코드를 만들기로 결정했다.
최초의 초음속 여객기 경주가 시작된 것이다.

최초의 초음속 여객기
 
소련이 승자로 떠올랐다.

미국은 300명의 승객을 위한 거대한 비행기와 마하 2.7의 비행 속도에 대한 계획으로 혼란에 빠졌고 마침내 비용 문제로 포기했지만 Tupolev Tu-44는 최초의 상용 항공기였다.
1968년 음속을 넘어섰다. 1970년에는 마하 2까지 도달했다.
그러나 설계가 미숙해 통제되지 않은 진동을 통해 몇 번이고 손상이 발생했다.
따라서 이 기계는 1975년 이후의 화물 및 우편 항공편에만 사용된다.
▲ 이륙하는 Tu-144. © Lothar Willmann / GFD


개조된 Tu-144S는 1977년까지 모스크바-알마티 노선에서 승객을 태우지 않았다.
그러나 1978년 5월 심각한 사고가 발생한 후 예정된 비행이 다시 중단되었다. 

민간용 ​​초음속 비행은 실제로 시작되기 전에 소련에서 끝났다.

콩코드가 날았다.

유럽의 경쟁 제품인 콩코드는 상황이 다르다.
1976년에야 승객을 태운 첫 비행을 위해 이륙했다. 영국-프랑스 건설은 거의 25년 동안 예정되어 있었고 전세 운항됐다. 그들의 주요 경로는 런던과 파리에서 대서양을 건너 미국으로 이동했다. 이 비행기는 런던에서 뉴욕까지의 노선을 운행하는 데 약 3시간 30분이 소요되며 이는 일반 비행기의 절반 정도다. 이를 위해 최대 1만8000 미터 높이까지 올라가고 최대 마하 2.2의 속도에 도달한다.

그러나 결국 Concorde는 그 안에 놓인 희망을 충족시키지 못하고 항공 교통의 발전을 따라갈 수 없었다. 이전의 유럽 항공의 자부심은 너무 시끄럽고 연료 소비가 많고 무엇보다도 너무 비쌌다. 항공편의 점유율이 떨어지고 항공사는 초음속 항공기로 적자를 기록했다.

2000년 파리 공항에서 콩코드가 급격히 추락한 후 잠시 휴식을 취한 후 비행이 재개됐지만 수용과 수요는 더 회복되지 않았다. 

▲ 콩코드는 약 25년 동안 정기 운항을 했다.

2003년 10월 24일에 마지막 비행


세계 유일의 초음속 여객기 콩코드가 마지막 비행을 했다.
“Concorde는 훌륭한 기계이자 고귀한 실험이었다. 그러나 환경에 너무 많은 배출물을 방출하고 우리 지역 사회를 소음으로 덮었고 운영하기에는 너무 비쌌다”고 항공기 제조업체 Aerion Supersonic의 CEO Tom Vice는 말했다.  (계속)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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