SF / 과학 포럼
SF 작품의 가능성은 어떻게 펼쳐질 수 있을까요? 그리고 어떤 상상의 이야기가 가능할까요?
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기사 링크:
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LS2D&mid=shm&sid1=105&sid2=228&oid=031&aid=0000296879
영국 항공 부품전문사인 리액션엔진스가 개발한 세이버(SABRE) 엔진을 활용할 경우 마하5까지 속도를 낼 수 있을 것으로
예상.
여기에서 중요한 기술은
'여냉기'임.
여냉기란 구동 터빈에서 사용됐지만 오염되지 않은 대부분의
공기를 재사용하기 위해 냉각하는 장치를 말함.
리액센엔진스에 따르면 세이버 엔진 시스템에 여냉기를 활용한
결과 0.1초에 섭씨 1천도 이상을 냉각시킬 수 있다고 주장.
리액션엔진스가 개발한 세이버엔진의 경쟁 포인트는 냉각시스템임.
이 냉각 시스템에는 회오리 모형으로 배치돼 있는 얇은
파이프들에 압축된 헬륨을 가득 채워 넣음.
냉각장치들은 공기에서 열을 추출, 엔진에 도착하기 전에 영하 150도로 낮춰줌.
통상적인 환경에선 이럴 경우 공기에 생긴 습기 때문에
엔진에 성애가 생기지만,
하지만 리액센엔진스는 이런 부작용을 제거할 방법도 개발하는
데 성공했다고 밝힘.
리액션엔진스는 이 엔진을 승객 300명 가량을 태운 뒤 로켓처럼 비행할 수 있는 항공기를 만드는 데 사용할 계획.
하지만 스카이론(Skylon)으로
불리는 이 항공기는 가격이 11억 달러에 이르러 당장 상용화하기는 쉽지 않을 전망임.
또 고속비행을 하기 때문에 항공기에 창문이 없는 것으로
알려짐.
리액센엔진스는 현재 엔진 시스템 테스트 작업을 진행중이며, 오는 2019년 시험 비행을 할 예정.
...
흠, 이브
온라인에서 언급되는 행성-우주간 수송수단에 적합할 듯.
그러나 에너지 효율과 경제성이 얼마나 될지 의문입니다.
하지만 그보다도 안전성이 관건이겠네요(이건 뭐 날아다니는 수소연료탱크 수준 -_-)
meteor님 말씀대로 저 스카이론이라는 물건은 단순한 극초음속 항공기라기보다는 재사용 가능한 우주선에 가까운 물건입니다.
인원 수송보다는 화물 수송 쪽을 고려하고 있는 구조라던가, 대기권 내에서는 제트 엔진으로 가동하지만 우주에서는 로켓 엔진으로 가동하는 특수한 엔진이 기술적인 핵심 요소라던가 하는 부분들을 보면 알 수 있듯이 스카이론은 사실 대기권 내에서의 항공기로서의 운용보다는 저궤도 상에서의 우주선으로서의 운용에 더 중점을 둔 차세대 우주왕복선에 가까운 물건입니다. 그렇게 생각하면 생김새가 저런 것도 이해가 안 가는 건 아니죠. 기사에서는 초음속 여객기로서의 활용 가능성에 중점을 두어서 소개했지만, 사실 저 물건은 본질적으로 우주왕복선 쪽에 가깝습니다.
콩코드의 21세기 버전?
그러고보면 하인라인 아저씨의 소설 '프라이데이'에 저 비슷한 대륙간 초음속기가 주요 교통수단으로 나왔었죠.
그 로켓기 모는 조종사는 엄청난 엘리트 코스에 속한다고...
스카이론은 SSTO 로 단 분리 없이 궤도권에 오를수 있는 기체 입니다. 또한 무인이라 조종석이 없습니다.
형태가 저런건 SSTO 라 연료 탑재량이 많아야 하기 때문이죠, 보통 저런형태를 항공기형 SSTO 라고 합니다.
대부분 항공기 하면 하늘을 나는것만 생각하셔서 극초음속 항공기 라는 인식이 강한것 같네요.
날개가 있으니 상승시 양력을 이용하긴 하겠지만 이런 종류는 추력으로 올라가면서 양력을 보조로 이용하는 식일겁니다.
rgc님이 언급하신것처럼 기존 미국의 우주왕복선 처럼 궤도로 화물을 올리기 위한 용도로 만들어 졌습니다.
애초에 SSTO 자체가 하드웨어 분리 없이 자체의 연료만 사용해서 궤도에 오르는 개념이라 아무리 연료 탑재량을 늘리고 해도
일정수준 이상으로 효율을 올리는게 불가능하기 때문에 궤도에 화물을 올리는 용도 이상으로 사용하는것 자체가 힘듭니다.
원래 미국이 기획했던 우주왕복선의 개념은 SSTO 였지만 기술적인 문제 때문에
보조 부스터,주 연료탱크,기체 의 단 분리 기체가 되었었죠 미국이 우주왕복선을 퇴역시킨 이유중 하나가
주 연료 탱크가 1회용이어서 비용이 많이 든겁니다.
스카이론은 SSTO이니 미국의 우주왕복선 보다 비용이 덜들어 갈수도 있습니다.
뭐 이건 실제로 운용을 시작하고 두고 봐야겠습니다만 제대로만 작동한다면 rgc 님 말씀대로 그야말로 차세대 우주 왕복선으로
차세대 우주개발의 선두가 될수도 있습니다.
영국의 스카이론 말고도 일본, 미국의 기업, 루마니아에서도 SSTO 를 계획하고 있는곳이 몇몇 있습니다.
얼마전엔 우리나라의 항우연에서도 SSTO 를 만든다고 했던것 같네요
한가지만 지적하자면 세이버 엔진의 여냉기 라는것은 엔진에서 사용된 공기를 재사용하기 위한것이 아니라
인테이크에서 흡입된 공기를 헬륨 냉각을 통해 액체 수준으로 급 냉각 시켜서 세이버 엔진으로 공급시키기 위한겁니다.
Pre-Cooler 를 검색해 보면 여냉기로 나오는데 세이버 엔진의 것은 남는걸 재사용이 아니라 공기를 사용전에 냉각시키는거라
전냉기에 가깝다고 해야겠죠 왜 여냉기로 나왔는지 모르겠네요
간단하게 말씀드리면 스카이론의 세이버 엔진은 제트 엔진을 대기권 밖에서도 쓸수 있게 만든게 아니라
로켓엔진을 대기권 내에서도 쓸수 있게 만든거라고 보시면 됩니다.
개인적으로 스카이론에 관심이 좀 있어서 아는대로 설명을 조금 드리면 세이버 엔진의 가장 중요한 부분은
여냉기를 통해서 대기중의 공기를 액체 수준으로 급냉각 시키는 부분입니다.
아시다시피 고속에서는 공기 압축으로 인해서 공기가 고열이 되는데 여냉기에 사용될 재료를 일반적인 니켈 합금 같은게 아니라
무게 절감을 위해서 세라믹 으로 만들고 있는 모양입니다. 순간적으로 대략 1000도에서 -150 도 정도로 낮추는 수준이라
그야말로 극한의 온도차를 지속적으로 버텨내야 하기 때문에 아직도 실험중이고, 그리고 완성이 좀 멀어 보입니다.
잘 아는 바는 아니지만 실제로 작동 가능한 엔진이 나오면 그야말로 재료공학의 승리일것 같네요 -_-)
콩코드가 마하 2로 날아다녔지만 누가 몇 시간 단축을 위해 어마어마한 비용을 낼 것인가의 문제로 결국 퇴역하고 말았죠. HOTOL이라고 80년대에 같은 컨셉이 나온 게 있었는데, 찾아보니 그거 만들던 사람이 계속 만드는 거군요. 흠.