Talon-A 극초음속 테스트베드가 2022년에 초기운용능력 달성 예정

어차피 극초음속 비행체는 매우 희박한 대기상태를 가지는 50~100km 고도에서 비행합니다. 해당 고도에서 엔진이 녹지 않을 만큼 최대한 가속하고 그 관성으로 상승하면 최대 300km 고도까지는 올라갈 수 있다고 알고있습니다. 다만 그 경우 우주발사체용으로 쓰기에는 적합하지 않겠죠.

대부분의 극초음속 웨이브라이더들은 대략 80~100km 고도 아래에서는 스크램제트 엔진을 가동하고, 엔진이 과열되기 전에 충분한 속도를 얻어서 보다 높은 고도로 올라가서 엔진을 식힌 후 다시 일정 고도 밑으로 내려오는 식의 비행 프로파일을 가집니다. 물수제비 뜨기마냥 대기권수제비(!?!?)를 뜨며 비행한다고 보시면 됩니다.

대단한데요.

대기권 100km에서 관성으로 그 3배인 300km까지도 올라가는 군요.

100km인가 이상에서는 로켓엔진(추진)으로만 비행이 가능한지 알았습니다. 그 이상에서는 공기가 없어서 양력이 없을테니까요.

그러니까 말씀은 초기에 최대로 피치를 올려 100km이상으로 치닫고 천천히 내려오면서(말은 그렇지만 상당히 빠른) 100km안쪽으로 돌아오면 다시 연료분사해서 스크램젯하고 다시 가속해 100km이상 고도를 다시 치닫는 다는 말씀이시네요. 연료가 떨어질 때 까지 가능하겠군요.

이러면 재미있는게 요격이 쉽지 않겠네요.

궤도도 뒤틀수 있고, 언제 떨어질지 계속 지켜봐야 하니까요. 내려오면서 궤도를 돌리는것(요잉)도 가능하겠구요. 연료는 더 소모되겠지만요. 무게대비로 일반 로켓(탄도미사일)보다는 사정거리는 짧은가요?

네. 저렇게 대기권 상층부를 스치고 다니며 위아래 탄도곡선도 흔들리지만, 좌우로도 방향전환이 가능합니다. 그래서 요격이 어렵다, MD체계에 대한 카운터다 이야기를 하는거구요. 제 기억에는 한번 공기수제비(?!)를 뜰 때 마다 500km~1000km 정도 비행했던 것으로 기억합니다.

원론적으로는 50km 정도 고도만 되어도 공기는 매우 희박합니다. 그러나 극초음속 비행체의 경우 강력한 충격파에 의한 공기 압축으로 인해서 엔진 내부에 연소가 일어나기에 충분한 정도의 압력을 만들 수 있는것이죠. 

우주비행체의 경우 연료와 산소(혹은 산화제)를 모두 싣고 가야 하는데, 스크램젯 엔진의 경우 산화제를 안 싣고 올라가도 되니 엔진 자체만 놓고 보면 상당히 중량이 줄어들 여지가 있습니다. 그러나 비행 과정에 필요한 부가 장비를 다 더하면 오히려 사정거리가 더 줄어들 수도 있어요. 그럼에도 불구하고 군사용으로는 궤적 추적이 어렵다는 장점이 엄청나게 크기 때문에 유용한 것입니다.