NASA의 초음속 항공기가 귀청이 터질 듯한 붐 소리를 없애는 방법

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미국의 매우 긴 코 디자인과 엔진의 재배치 덕분에 X-59 초음속 항공기는 더 조용하게 작동하며, 콩코드의 105데시벨 대신 75데시벨의 소닉 붐만 발생합니다.

X-59의 지상 비행 시뮬레이션. 사진: NASA — X-59의 지상 비행 시뮬레이션. 사진: *NASA*

소닉붐은 오늘날 초음속 여객기가 운항되지 않는 이유 중 하나이며, 2003년 마지막으로 비행한 콩코드의 성공을 제한했던 요인 중 하나이기도 합니다. 초음속 항공기는 육지나 해안 지역 근처에서 비행할 때 아음속으로 제한되었습니다. CNN 에 따르면, 국제 규정은 주거 지역에 대한 소닉붐의 영향을 피하기 위해 여전히 상업용 항공기의 육지 상공 비행을 아음속으로 제한하고 있습니다.

이제 NASA는 붐(bomb) 소리를 부드러운 쿵쿵 소리로 바꿔 더 조용한 차세대 초음속 항공기 개발의 길을 열려고 노력하고 있습니다. NASA는 퀘스트(Quest)라는 프로그램을 운영하고 있습니다. 수십 년간의 연구 끝에 X-59라는 새로운 극초음속 항공기가 1월 12일에 데뷔했습니다.

X-59는 X-1(1947년 음속을 돌파한 최초의 유인 항공기)과 X-15(1967년 마하 6.7, 즉 시속 5,200마일로 유인 비행 최고 기록을 세운 항공기)를 포함한 실험용 항공기 계열의 최신 기종입니다. 이 신형 항공기는 NASA와 2억 4,750만 달러 규모의 계약을 체결하고 캘리포니아 팜데일에 있는 록히드 마틴의 스컹크 웍스에서 설계 및 제작되었습니다. 격납고를 떠난 X-59는 첫 비행을 준비하기 위해 통합 시스템 시험, 엔진 작동 시험, 활주로 시험을 거칠 예정입니다. 올해 말 첫 비행을 할 것으로 예상됩니다.

NASA 본부의 자문위원인 크레이그 니콜은 "X-59는 콩코드나 현재 존재하는 다른 어떤 초음속 항공기보다 훨씬 조용할 것입니다."라고 말했습니다. "이 항공기는 매우 길고 가늘며, 길이는 거의 30미터에 달하지만 날개폭은 약 8미터에 불과합니다. 이 항공기의 가장 두드러진 특징은 기수인데, 전체 길이의 약 3분의 1을 차지합니다."

특수한 형태는 초음속에서 항공기의 소음을 크게 줄이는 데 중요한 역할을 합니다. 항공기가 아음속으로 비행할 때 발생하는 음파는 사방으로 퍼져 나갈 수 있습니다. 그러나 초음속에서는 항공기 자체에서 소리가 발생하고, 이 음파는 압축되어 충격파로 합쳐져 기수에서 시작되어 꼬리에서 끝납니다. 이렇게 고도로 압축된 충격파가 사람의 귀에 도달하면 소닉붐이 발생합니다. 이는 항공기가 음속 장벽을 돌파할 때 발생하는 것이 아니라, 항공기가 음속을 돌파하는 한 항공기 아래 원뿔에 있는 누구든 들을 수 있는 지속적인 효과입니다.

X-59의 형태는 음파가 합쳐지는 것을 방지하도록 설계되었습니다. 음파는 주요 위치의 공기역학적 표면 덕분에 퍼져 나갑니다. 또한 단일 엔진은 비행기 아랫부분이 아닌 윗부분에 위치하여 단면을 매끄럽게 유지하고 충격파가 지면에 도달하는 것을 방지합니다. 결과적으로 NASA에 따르면 X-59는 초음속으로 비행할 때 75데시벨의 소음만 발생하는데, 이는 콩코드의 105데시벨과 비교됩니다.

"그 말은 지평선 너머에서 들리는 천둥소리 같거나 누군가 모퉁이에서 차 문을 쾅 닫는 소리 같을 수도 있다는 뜻입니다." 니콜은 말했다. "사람들은 폭발음조차 듣지 못할 수도 있습니다. 설령 들었다 하더라도 소리가 너무 작고 분산되어 전혀 크지 않기 때문에 놀라지 않을 겁니다."

X-59는 마하 1.4, 즉 시속 900마일(약 1,440km)로 비행할 것으로 예상됩니다. 퀘스트 팀은 그 전에 스컹크 웍스 시설에서 일련의 시험 비행을 수행한 후, 캘리포니아주 에드워즈에 있는 NASA 암스트롱 비행 연구 센터로 옮겨 운영할 예정입니다. 이 프로그램의 핵심은 2024년 말에 시작될 예정이며, 다양한 지리적 조건과 대기 조건을 고려하여 선정된 미국 전역 12곳 이상의 주거 지역에서 일련의 시험 비행이 진행될 예정입니다.

X-59가 특정 지역 상공을 비행한 후, NASA는 지상 지역 주민들을 대상으로 소음에 대한 반응을 조사할 예정입니다. 목표는 75데시벨의 소닉붐이 허용 가능한 수준인지 확인하는 것입니다. 수집된 데이터는 미국 연방항공청(FAA) 및 국제 규제 기관과 공유될 예정입니다. NASA는 이번 규정 변경을 통해 차세대 초음속 항공기가 뉴욕발 로스앤젤레스행처럼 이전에는 승인되지 않았던 노선을 운항할 수 있는 길을 열어 비행 시간을 절반으로 단축할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

안캉 ( CNN 에 따르면)

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