최근 확정된 미국의 차세대우주선 실험 모델 X-33과 이의 실용모델인 벤처스타는 보조연료탱크나 외부로켓의 도움없이 곧장 궤도에 진입,마하15의 초고속으로 비행하며 반영구적으로 재사용이 가능하다는 점에서 획기적인 기종으로 기대되고 있 다.
그러나 이처럼 고성능을 발휘하기 위해서는 엔진출력이 문제가 된다.기존의 우주왕복선에 쓰이는 엔진출력은 1백75만 뉴턴(1뉴턴은 1㎏의 물체를 매초 초속 1씩 가속시키는 힘)으로 차세대 우주선용으로 쓰기엔 힘이 부친다.
미 항공우주국(NASA)과 주계약사인 록히드 마틴사는 캘리포니아의 로켓다인사에 차세대우주선용 에어로스파이크 엔진제작을 의뢰,최근 완성된 시제품의 실험에 착수했다.
실제 크기 10분의 1의 모형을 퇴역한 첩보기 SR-71(일명 블랙버드)에 붙여 시험한 결과 대체로 양호한 성능을 보인 것으로 평가됐다.차세대 우주선용 에어로스파이크 엔진에 필요한 출력은 1백92만 뉴턴 이상으로 기존의 것보다 1 0% 강해야한다. 이처럼 강한 출력을 내는 것은 에어로스파이크 엔진의 독특한 구조 때문.
에어로스파이크 엔진은 말 그대로 굽처럼 생긴 끝이 잘린 원추가 노즐에 고정돼 있어 그 양쪽으로 배기가스가 나가도록 설계돼있다.따라서 힘을 양쪽으로부터 모아 받기 때문에 기존의 것보다훨씬 효율이 좋다.
또 한쪽의 배기가스 배출을 다른 쪽보다 많게 하거나 적게 함으로써 방향선회를 하도록 고안돼 있다.
<그림 참조> 참고로 기존의 우주왕복선 엔진은 구조적으로 복잡할 뿐 아니라 정비도 어렵고 무엇보다 비싸면서도 추진력이 분산돼 효율이 낮은 것이 단점이다.에어로스파이크 엔진의 완성에서마지막 과제는 연소시 무려 섭씨 3천도나 올라가는 온도에 노즐이 견딜 수 있도록 하는 것.
록히드 마틴사측은 올여름 내내 캘리포니아주의 모처에서 1천1백만달러를 들여 엔진 시작품의 풍동(風洞)실험을 실시하고 있다.
윤재석 기자
