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Apr 11. 2020
극초음속 비행체는 또 뭐지??
끊임없는 창과 방패의 대결
모든 군사 관련 지식을 아주 쉽게 설명하려는 오남이 입니다.
우리말로 '마하', 영어로 '마크'로 발음되는 'mach'는 음속 단위를 말합니다. 음속은 초당 343m를 갈 수 있는데, 이를 mach 1이라고 합니다. 시속으로 환산하면, 약 1,235km 정도 되겠네요.
그럼 여기서 아음속, 초음속, 극초음속은 무엇일까요? 쉽게 설명하면, 음속 mach 1을 기준으로 대략 구분됩니다. mach 0.7 이하 이면 아음속(subsonic speed), mach 0.8~1.2면 천음속(transonic speed), mach 1보다 빠르면 초음속(supersonic speed)이라고 합니다. 그리고 mach 5보다 빠르면 극초음속(hypersonic speed)입니다.
여기서 천음속은 아음속에서 초음속으로 바뀌는 속도 영역입니다. 아래 사진은 많이 보셨을 건데요. 바로 아음속에서 초음속으로 바뀌면서 소닉붐이 발생하는 장면입니다.
천음속에서 발생하는 국부적 팽창파로 인한 수증기 응결현상(소닉붐)그럼 이제는 현재 이슈가 되고 있는 극초음속 미사일에 대해 알아봅시다. 아니 좀 더 구체적으로 표현하면 극초음속 비행체(hypersonic aircraft)가 정확합니다. 강대국들은 왜 극초음 비행체 개발에 열을 올리고 있을까요?
이유는 간단합니다. 견고하게 방어하고 있는 방패인 MD(미사일 방어, military defense) 체계를 무력화시키기 위해서입니다. 예로 들어본다면, 중국이 미국 항모강습단(CSG)의 대공 방어를 담당하고 있는 이지스 전투체계를 무용지물로 만들 수 있을 정도로 빠르고 기동성을 가진 동시에 그비행 고도가 낮은 미사일을 개발해서 상대가 대응할 수 없도록 하는 것이 되겠네요.
미국의 미사일 대응시간극초음속 비행체는 크게 극초음속 활공체(HGV, Hypersonic Glide Vehicle)와 극초음속 순항미사일(HCM, Hypersonic Cruise Missile)로 구분됩니다.
극초음속 활공체는 기존 탄도미사일(ICBM) 추진체 + 활공체(glide vehicle)입니다. 강력한 ICBM 추진체를 이용해 대기권 인근(고도 약 100km)까지 상승 후, 활공체는 추진부와 분리되어 자유로운 활공을 하면서 목표물로에 빠르게 이동하여 타격하는 원리입니다. 기존의 ICBM 탄두는 외기권에서 정해진 궤도로 이동을 하는 반면, 활공체는 영어 표현(glide vehicle)에서 볼 수 있듯이 자유로운 기동이 가능합니다. 이게 핵심기술이자 이로 인해 요격(interceptor) 이 힘들어집니다.
극초음속 활공체 고도
극초음속 활공체 비행
Terrestrial-Based Detection of Ballistic Missiles vs. Hypersonic Glide Vehicles *출처 : 미의회조사국, 2020현재 개발되고 있거나 일부 실전 배치되었을 것으로 예상되는 극초음속 활공체로는 러시아의 아방가르드(SS-19 Stiletto ICBM 탑재 /개발 중), 킨 잘(Kinzhal, 공중발사 탄도미사일 / 실전배치)이 있습니다. 미국과 중국도 러시아 비해 조금 늦었지만 극초음속 개발에 한창입니다.
킨잘
아방가르드극초음속 순항미사일(HCM, Hypersonic Cruise Missile)은 기존 순항미사일에 강력한 추진체를 장착한 미사일을 의미합니다. 여기서 추진체가 핵심인데, mach 5 이상의 출력을 내려면 기존의 제트엔진으로는 안되고 램제트나 스크램제트와 같은 엔진이 필요합니다. 이건 어려우니까, 그냥 한 번 보세요(저도 잘 모르겠네요^^)
램제트
스크램제트