中, 세계 최초 마하 16 초음속 엔진 개발

초음속 비행 분야에서 큰 발전을 이루고 있는 중국이 놀라운 속도로 날 수 있는 제트 연료 엔진을 개발했다고 사우스차이나모닝포스트 등 외신들이 27일(현지시간) 보도했다.

이번에 개발된 엔진은 항공기에 쓰이는 일반 등유를 사용하는 사선 폭발 엔진(Oblique detonation engine, ODE)으로, ODE는 높은 열 효율과 컴팩트한 구조로 극초음속 비행에 유망한 엔진 중 하나다.

초음속 비행 중인 F/A-18F 슈퍼호넷의 모습. 초음속에서 생성된 음파 충격으로 인해 원뿔 모양의 충격파가 형성된다. (사진=위키피디아)

이 엔진은 중국 베이징에 위치한 바람을 만들어 낼 수 있는 풍동(風洞·wind tunnel) 터널인 ‘JF-12’에서 진행한 일련의 테스트에서 최대 마하 16의 성능을 달성했다. 마하 16의 속도는 약 시속 1만9천756km에 해당한다.

중국과학원(CAS)의 기계연구소가 운영 중인 JF-12 풍동 터널은 세계에서 가장 큰 풍동 터널로, 주로 고속 비행체의 실험을 하는 곳으로 초음속 비행 조건을 재현할 수 있다.

CAS 연구진은 RP-3 제트 연료를 사용해 “장시간 동안 사선 폭발파를 생성할 수 있었다”며, 해당 테스트에서 “이 엔진은 일반적인 공기 흡입 방식의 스크램제트(scramjet) 엔진보다 연소 속도가 약 1천 배 더 빨랐다”고 설명했다. 이 제트 엔진의 작동 능력은 마하 6~16 사이로 알려졌다.

새 엔진 기술은 일반적인 스크램젯 엔진보다 85% 더 짧은 연소기(combustor)를 가지고 있어 항공기의 무게를 줄이고 비행 범위를 늘리는 데도 기여할 것이라고 연구진은 믿고 있다.

ODE의 효과성을 뒷받침하는 핵심 요인 중 하나는 초음속 비행 도중 생겨나는 충격파를 연소를 촉진하는 도구로 사용할 수 있다는 점이다. 연구진은 ODE의 연소기 벽에 5mm의 돌출부를 배치했는데, 이를 통해 자체 지속형 충격파로 인한 폭발을 유도하는 데 도움이 되었다고 설명했다.

이 기술은 2030년까지 마하 16 속도로 비행할 수 있는 항공기를 보유한다는 중국의 꿈을 실현하는 데 큰 도움이 될 것이며, 중국이 초음속 무기, 미사일, 심지어 저렴한 드론까지 무기고를 강화하는 데 도움이 될 것으로 보인다.