초음속 비행기는 음속보다 더 빠른 초음속의 속도로 비행할 수 있는 항공기를 말한다. 초음속은 소리의 속도를 넘어서는 속도를 말하며 일반적인 기압에서 소리의 속도는 약 340미터/초 이지만, 초음속은 이 소리의 속도를 초과하는 속도로 운동하는 것을 의미한다. 마하 1은 소리의 속도와 동일한 속도이며, 마하 2는 소리의 속도의 2배인 속도를 가리킨다. 따라서, 초음속 비행기는 소리의 속도를 초과하여 이동하는 비행기를 말한다.
미국 항공우주국(NASA)과 미국 공군이 "X-15"라는 초음속 비행기를 개발하게 된다. 이 비행기는 최대 속도가 6.7마하(약 8,000km/h)까지 도달할 수 있었으며, X-15은 또한 우주까지 도달하는 실험도 이루어졌다.
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| 비상하는 KF-21(자료:KAI) |
초음속 비행기의 시대, 한국형 초음속 비행기
초음속 비행기의 시대 시작
제2차 세계대전 이후,
1940년대 후반부터 미국과 소련이 전투기와 미사일 개발에 열을 올리면서 초음속 비행기의 필요성이 제기되었으며, 제트 엔진의 발명으로 전투기와 미사일의 속도는 높아졌지만 아직 초음속 비행에는 한계가 있었다. 이렇게 미국과 소련은 전투기와 미사일을 개발하면서 초음속 비행기의 필요성을 느꼈고 이때부터 초음속 비행기의 연구와 개발이 본격적으로 시작된다.1950년대 후반,
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| X-15(자료:NASA) |
초음속 비행기의 발전
1970년대에 프랑스와 영국이 공동으로 "콩코드"라는 초음속 여객기를 선보이게 되는데, 이 비행기는 최대 속도가 2.04마하(약 2,500km/h)로 대서양을 3시간반 만에 가로지를 수 있었다. 하지만 안전성 문제와 환경, 소음문제 등으로 인해 2003년에 운행을 중단하게 되었다.
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| 콩코드 첫비행(1969년 3월)(자료:위키백과) |
2010년대부터는 초음속 비행기의 개발에 대한 연구와 노력이 집중되어, 2015년 미국의 항공우주국(NASA)은 초음속 비행기 "X-59 QueSST"라는 프로젝트 연구를 시작하고 초음속으로 비행 시 발생하는 "소닉붐" 현상을 줄이는 기술을 개발 도입하여 소음을 최소화 하는등, 민간 항공산업에서 상용 비행기로 사용될 수 있는 안전한 기술을 개발하고 있다.
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| X-59 QueSST(자료:NASA) |
2020년, 프랑스의 항공기 제조업체인 "에어버스"는 유럽 항공우주국(ESA)와 함께 "에어버스 엑스"라는 초음속 여객기 개발 프로젝트을 발표하며, 최대 속도가 4.5마하(약 5,500km/h)까지 가능한 상용 비행기로 사용될 수 있도록 환경친화적인 기술을 적용하여 2050년까지 개발 완료할 예정이라 한다.
2021년, 중국은 "이글"이라는 초음속 비행기 개발 프로젝트를 진행하고 잇으며, 이 비행기는 최대 속도가 6마하(약 7,400km/h)로, 2035년까지 개발될 예정이다.
이렇게 여러 프로젝트들은 상업용 초음속 비행기의 개발 및 비행 가능성을 모색하고 있으며, 향후 몇 년 안에는 상업용 초음속 비행기가 현실화될 수 있을 것이다.
우리나라의 초음속 비행기 KF-21
2001년 3월 김대중 전 대통령이 공군사관학교 졸업식에서 “늦어도 2015년까지 최신예 국산 전투기를 개발하겠다”하고 개발을 시작한지 21년 만에 2022년 7월 국산 초음속 전투기 KF-21 보라매 시제 1호기가 첫 시험비행에 성공하며, 첨단 초음속 전투기 자체 개발국에 성큼 다가섰다.2023년 올해 1월에는 시제 1호기로 초음속을 최초 돌파했으며 방위사업청에 따르면 지난 9일에는 KF-21 시제 3,4호기가 야간비행까지 성공했다고 전했다.
올해 하반기에는 잠정 전투용 적합평가를 진행할 계획이며, 이후 2026년 2월까지 KF-21 시험비행 2천여 회를 진행하면서 비행 성능을 검증하고 비행 가능 영역을 확장해 나갈 계획이다.
KF-21은 최고속도 마하 1.81(약 2,235km/h)로 설계됐으며 저피탐(스텔스)설계가 일부 반영되어 현재 4.5세대 전투기로 분류되며, 추후 성능 개량하여 본격적인 5세대 스텔스 전투기로 발전할 전망이다.