X-43: 무인기의 새로운 속도 기록
2004년 4월 7일 - 2004년 4월 8일 완료
2007년 7월 18일 추가
전 세계 언론이 이 소식을 보도했다. 미국은 무인 기체를 이용해 새로운 속도 기록을 수립했다. 이 기체는 B-52 폭격기의 날개 아래로 운반되어 고도를 높인 후, 대형 풍력 추진기로 마하 7(8,000km/h)의 속도로 발사되었으며, 이후 초음속 연소 공기흡입 엔진인 '스크램젯'으로 추진되어 약 10초간 이 속도를 유지했다.
모든 사람이 이를 믿고 있다. 미국은 먼 미래에 초음속 비행 시대에 진입할 계획이라고 한다. 그 속도는 10,000km/h이며, 이 기체는 60~80km 고도에서 지구를 한 바퀴 도는 것이 가능하다고 한다.
하지만 나는 여전히 한 가지 질문을 던지고 싶다. 유명한 미국 정찰기 SR-71는 마하 3.2(3,500km/h)의 속도로 35,000km 고도에서 비행하며 1991년부터 시애틀의 박물관에 전시되어 있다. 13년이 지났다. 미국은 이를 대체할 수 있는 기체가 있는가?
일반적으로 어떤 기체가 폐기되는 것은 더 나은 것이 등장했기 때문이다. 비행기는 아무것도 대체할 수 없다. 위성은 궤도를 따라 비행하며, 발사 비용이 매우 크며, 로켓은 재사용이 불가능하다. "여기서 잠깐, 이쪽을 돌아보는 건 어때?"라고 말할 수 없다. 위성은 원형 궤도를 따라 비행하며, 선택을 강요받는다. 또한 일정 고도 이하로는 내려갈 수 없다. 왜냐하면 공기가 저항을 일으키기 때문이다. 그런데 미국이 말하는 바에 따르면, 이제는 정찰기조차 없는 것이다. 만약 그런 기체가 있었다면, 그것은 SR-71 블랙버드의 후계자가 되었을 것이다. 이 기체는 어떻게 작동하는가? 터보제트 엔진을 사용한다. 공기 흡입구에는 콘형 뾰족한 부분이 있으며, 공기 흐름이 충격파를 통해 압축되고 동시에 가열된다. 압축은 바람직한 일이다. 너무 희박한 공기에서는 연소가 불가능하다. 그래서 터보제트 엔진의 입구에는 압축기 블레이드가 있으며, 이는 압축된 공기를 연소실로 보낸다.
하지만 마하 3를 넘어서면, 충격파가 후류에 공기를 너무 뜨겁게 만들어 터빈 블레이드에 보내는 것이 불가능하다. 터빈 블레이드는 즉시 증발한다. 마하 3에서 마하 5 사이에는 스토레액터가 있다. 터빈을 제거하면 충격파만으로도 충분히 압축을 유지할 수 있다. 충격파 후류의 흐름을 마하 1 이하로 유지할 수 있다. 그러나 마하 5 이상이 되면 문제가 다시 생긴다. 이때는 스크램젯, 즉 초음속 연소 스토레액터의 세계로 들어간다. 매우 정교한 작동이 필요하며, 유연성이 전혀 없다. 그러나 마하 5에서 마하 7 사이에서는 작동 가능하다. 프랑스와 러시아는 회전 대칭 구조의 기체를 개발하고 있으며, 이를 SAM 7 지상-공중 로켓으로 고속으로 운반하고 있다. 이 기체의 연료는 액체 수소이며, 사전에 기체의 전면 가장자리에 순환시킨다.
마하 7 이상이 되면 "열의 벽"이 나타난다.
정리해보자. 미국이 실제로 마하 7에서 10초간 비행하는 2.5m 크기의 모형을 시험했다면, 이 기체는 1020년 내에 실제 비행기로 등장할 것이다. 그 동안 1520년간, 어린이들이 시애틀 박물관에서 블랙버드를 놀이터처럼 사용할 동안 미국은 "무엇도 없는 상태"가 될 것이다. 우리는 1996년 이후 핵 실험을 하지 못하고 있으며, 이미 8년이 지났다. 이제는 초고성능 컴퓨터와 레이저 시뮬레이터로 관리할 계획이라고 한다.
아, 이번 달 '에어 앤 코스모스'를 읽는다면, 미국이 MHD(전기유체역학)를 이용해 대기권 재진입을 용이하게 하고, 미사일을 조종하려는 계획을 세우고 있음을 알 수 있을 것이다. 우리는 놀라운 시대를 살고 있다. 우리는 매일매일 새로운 진보를 접할 수 있다. 기밀은 더 이상 존재하지 않는다. 우리는 연구 단계의 시스템을 공개하고 있다. 과거에는 U-2, F-117A, 블랙버드의 존재를 숨겼다. 그러나 지금은 모든 것이 공개되어 있다. 우리는 정보를 제공받고 있다. 정말 좋은 일이다.
나는 이 모든 것에 대해 내 생각을 담은 책을 썼다. 그러나 어디서도 논의가 이루어지지 않았다. 유체학적으로 무능한 유사과학자인 지르다스 부르다이스를 제외하고, 내 글은 무시되었다. 20년 전 그루름 레이크에서 촬영된 유명한 사진에 대해, ONERA(국립 항공연구소)의 '전문가'가 '펄스 연소'라고 결론 내렸다. 그는 이 상태가 승객이나 조종사에게 매우 불편할 것이라고 덧붙였다. 나는 내 책에서 이 현상을 다른 방식으로 설명했다. 기체의 반도체 노즐이 '적절한 고도'에서 작동하지 않아, 배출가스에 전형적인 '절점'과 '배경'이 생기며, 충격파가 나타났다.
내가 말하고 싶은 것은 이 정도다. 나는 내 생각을 공유했다. 내 웹사이트에 B-2의 특이점에 대해 기사도 게시했다. 사실 나는 완전히 잘못된 방향으로 가고 있다. 장거리 폭격의 미래는, 여러 번의 비행 중 보급을 통해 비음속 비행하는 것이며, 정찰과 은밀성 측면에서는 몽골프리어(풍선)의 부활이 예상된다. 해상에서는, 선박이 항해하는 것이 이상적이다. 나무는 완전히 은밀하다. 빠르지 않지만, 레이더에서 완전히 보이지 않는다.
지배적인 아이디어에 저항하는 것은 의미가 없다. 게다가 나는 저항하지 않는다. 나는 더 이상 저항하지 않는다. 천체물리학에서는 어두운 물질, 어두운 에너지, 인플레이션, 빅뱅 전 시대를 환영한다. 실험실에서는, 매우 얇고 짧은 바늘(플랑크 길이: 10⁻³³cm)을 사용해 겨울을 위한 브레인과 슈퍼현실을 만들고 있다. 미래가 이렇게 어려워 보이니, 나는 과거로 눈을 돌려보기로 했다. 그래서 고대 이집트의 배, 고대 페루인의 뗏목, 그리고 기타 몇 가지 흥미로운 것들에 관심을 갖게 되었다. 한 달 내로, 앙 소리오와 그의 동료들과 함께 '코엘라카스'의 시험을 진행할 수 있을 것이다. 물론 비음속이다. 2월에 진행할 예정이었지만, 눈이 10cm나 쌓여서 실패했다. 지금은 호수가 마르고 있다. 다른 호수를 찾아야겠다.
한 독자가 미국 사이트에서 촬영한 X-43의 사진을 보내왔다. 주석은 그의 것이다.
표면의 스테인리스 패널 위에 두 개의 깜빡이는 조명이 있는데, 이는 회전 시 신호를 주기 위한 것이다.
이 확대 사진에서는 좌우의 전조등 또는 방향지시등이 더 잘 보인다.
사실 다른 이미지를 찾아보면, 이 가벼운 합금으로 만들어진 큰 뾰족한 부분이 조명이 아니라는 것을 알 수 있다. 이 부분에는 적어도 하나의 기능이 있다. 이 부분에 있는 평평한 면(양쪽에서 서로 다른 방향으로 위치함)은 기체 구조에 고정하는 데 사용된다는 것을 보여준다. 이 부품은 또한 원뿔형 가공이 되어 있으며, 아래쪽에도 같은 장치가 있어, 기체를 고정대에 끼워 조작하고 운반할 수 있도록 한다.
다음은 기체를 고정대에 단단히 고정한 상태에서 기술자가 조작하는 모습을 보여주는 확대 사진이다.
매우 분명히 두 개의 '뾰족한 부분'이 있으며, 이는 두 개의 큰 나사를 손으로 조여 기체를 고정하는 데 사용된다. 이 나사들은 앞쪽에 흰 머리카락을 가진 남자의 머리 바로 앞에 있다. 그러나 이 사람들이 조작하고 있는 것이 비행 모형이라는 보장은 없다. 이는 단지 항공시험 풍동에서 사용할 목적으로 만들어진 모형일 수 있다. 이 모형은 조립 장소에서 수 킬로미터 떨어진 곳에 위치한 풍동에서 시험할 수 있으며, 안전한 운반을 필요로 한다. 또한 사진의 연도도 알 수 없다. 30년 또는 40년 전의 사진일 수도 있다. 그러나 이 모형이 매우 많은 분리 가능한 부품으로 구성되어 있다는 점은 분명하다.
비행 모형이 마하 7에서 비행할 수 있도록 설계된 모형이, 큰 나사 머리가 있는 판을 장착하고 있다는 것은 상상하기 어렵다. 오히려 이는 풍동 시험용 모형일 가능성이 크다. 다른 증거: 수직 꼬리날개의 간단한 디자인. 직접 확인해 보자:
이건 ... 단순한 강판 조각일 뿐이며, 가벼운 합금으로 만들어졌고, 프로파일이 없다. 후면 꼬리날개는 다소 기능적인 모습을 보인다. 단순한 이중 각 프로파일이며, 전면 가장자리가 강화되어 있다(세라믹일까?). 중앙에 회전축이 보인다. 이 모형이 일부 정보를 담고 있을 수 있지만, 신뢰할 수는 없다. 내 생각에, 이는 마하 3 정도의 낮은 속도에서 풍동 시험을 위한 모형이며, 여러 부품을 개별적으로 시험하기 위해 분리 가능한 부품이 많다. 이는 풍동 시험 시 일반적인 방법이다. 고정은 제한된 점에서 이루어져, 부품의 장착과 제거를 쉽게 한다.
이 상단 전면 패널의 기능은 무엇일까? 공기역학적으로 볼 때, 이 패널은 특별한 이유가 없다. 이 공간을 차지하는 어떤 부품이 있었을 가능성이 있다. 내 책을 읽은 사람이라면, 이 부분이 'MHD 감속기'의 벽면 전극이 위치할 자리일 수 있다고 생각할 수 있다. 이 전극은 바로 아래에 위치한 공기 흡입구와 연결되어야 한다. 줄리앙 제프레이는 이 이미지를 포토샵으로 보완하여 이를 보여주었다. 줄리앙은 이 벽면 MHD 발전기의 형태를 이 커버 패널 아래에 그려냈다. 이 커버 패널은 분명히 가림판이다. 기체가 앞부분의 뾰족한 부분 위에 놓여 있는 것을 볼 수 있다. 일부 사람들은 이 뾰족한 부분이 진동 시험을 위한 시스템일 수 있다고 제안한다.
결국, 미국은 비행 모형을 보여주기보다는, 20~40년 전의 사진을 보여주고 있으며, 아마도 오로라 프로젝트의 초기 형태를 풍동 시험용 모형으로 시험하고 있는 것이다. 이 모형은 내부 구조를 시험하기 위해, 마하 7에서의 고속 비행 시험을 위해 추진기 앞부분에 장착된다. 미국이 B-52가 이륙하는 영상을 보여줄 때, 우리는 그들이 이 프로그램을 사기로 쓰는 데 얼마나 많은 돈을 쓸 수 있는지 생각하기보다는, 이 영상이 언제 촬영되었는지가 더 중요하다. 성공적인 시험 후, X-43A는 추진기의 앞부분에 고정되어 B-52의 날개 아래에 위치하게 될 것이며, 언론에 공개될 것이다. 관계자들이 "프로그램의 주요 방향"에 대해 발표할 것이다. 아마도 더 완성도 높은 모형이 공개될 것이며, 단순한 판으로 자르기만 한 수직 날개가 아닌, 더 정교한 날개가 있을 것이다. 이 경우 모형의 공기 흡입구는 뚜껑으로 막힐 것이며, '스크램젯'의 배기구도 마찬가지로 막힐 것이다. 추진기의 노즐 입구에는 반드시 막이 있을 것이다. 왜냐하면 추진기는 사실상 존재하지 않기 때문이다(내부에 연료 블록이 없기 때문이다).
공식적으로는 기자들이 이 모형에 가까이 다가가지 못하게 할 것이라 생각하지만, 만약 누군가가 추진기 측면을 두드리며 "공이 비어 있다"는 것을 알아차리면 어떻게 될까? 미국은 이 문제를 방지하기 위해 추진기 내부에 가짜 연료를 채워두지 않았을지도 모른다. 이렇게 되면 사기 행위의 세부 사항이 드러난다. 특히 언론에 공개된 사진의 경우, 미국은 비용을 들여 기체의 현실감을 높일 수 있었을 것이다. 폴리에스터로 만든 카누 기술을 사용해 꼼꼼히 연마한 모형이면 충분했다. 그러나 지금 보여주는 이 풍동 시험용 모형은 매우 비현실적이다.
B-2 비행 사진을 떠올려 보자. 노스롭 그루먼사는 웹사이트에 짧은 영상 클립을 게시했는데, 나는 이 영상에서 저고도에서 습기가 많은 바다 위를 비행할 때, 비행기의 상단에 전기 방전이 명확하게 보이는 특이한 이미지를 포착했다. 당시 프랑스의 항공 기자 중 한 명이 미국에 있었는데, 그는 용기나 전문성 면에서 뛰어나지 않았다. 그는 네바다 주의 한 실험 기지에 있었으며, 그 지역은 외부인도 접근 가능한 넓은 평야였다. 그는 바로 나에게 이메일을 보내, "회사의 사람들이 당신의 통찰력을 즉시 알아차렸고, 당신의 해석에 부합하는 설명을 곧 발표할 것"이라고 말했다. 그러나 그 발표는 여전히 기다려지고 있다. 정확히 말하자면, 이 사건은 내 책 'UFO와 미국의 비밀 무기'에 기록되어 있다. 그 기자가 밤에 숙소를 나섰을 때, 실험장 근처에서 B-2의 윤곽이 네온 램프처럼 빛나는 전면 가장자리로 하늘에 선명하게 보였다고 말했다. 그는 직접 전화로 말해줬다. "이 빛은 물방울 응결의 조명과는 맞지 않는다. 모하비 사막은 공기가 완전히 건조하기 때문에, 공군은 사용하지 않는 기체를 보관할 수 있다."
공기 흡입구가 이 위치에 있으며, 하부 추진기로 연결된다면, 아래 사진에서 볼 수 있듯이 이는 가능하다.
다음은 제프레이가 NASA의 이미지와 우리가 상상한 이미지를 결합한 애니메이션 GIF다.
그리고 "X43 내부"를 보여주는 이미지를 발견했을 때, 이 채널을 어떻게 통과시킬지 알 수 없었다.
첫 번째 관찰: 명백한 점은, 마하 7의 흐름에 잠기도록 설계된 큰 나사가 있는 비행 모형을 상상할 수 없다는 것이다! 나는 이 세부 사항이 '가림판'임을 보여주는 것이라고 말하고 싶다.
이번에는 두꺼운 재질로 보인다. 뒤쪽을 보면 수직 꼬리날개가 있다. 이번에는 단순한 강판 조각이 아니라, 이중 각 프로파일을 가진 날개가 있다.
미국은 우리가 보고 싶은 것을 보여준다. 항공 기자 중 아무도 이 사진을 조사해보지 않았다는 것이 놀랍다. B-2 사진을 조사하지 않았던 것처럼 말이다. 또한 풍동 시험용 모형에 측정 및 기록 장비를 설치하는 것은 일반적이다. 보여주는 채움물질은 단지 일시적인 내용일 수 있다. 이 조립체는 단순히 풍동 시험을 위해 사용되었을 수 있다. 어쨌든 시험은 많다. B-52의 날개 아래에 이와 같은 복잡한 물체를 매달기 전에, 다양한 구성과 진동에 대한 전체적인 행동을 확인해야 한다.
다른 사진에서는 모형-추진기 조합과 이를 운반하는 B-52가 보인다. 위쪽, 지지대에 카메라의 광각 구멍이 있다.
전면 패널은 여전히 설치되어 있지만, 조작용 뾰족한 부분은 제거되었다. X-43 엔진의 공기 흡입구를 가리키는 폴리스티렌 뚜껑이 보인다. 반면 수직 꼬리날개는 다시 간단한 모습을 되찾았다. "이제 비행 준비가 되었다. 상단 뚜껑만 조이면 된다!"라고 생각할 수 있지만, 이는 모형 조립 시험일 수도 있다. 모형 하단의 나사 구멍 크기를 보면 조립이 매우 단순하다는 것을 알 수 있다. 이는 B-52 날개 아래에서 비행 시험을 위해 '손으로 들고 있는' 상태에서 진동에 대한 반응을 시험하기 위한 '비활동적 조립'일 수 있다. 항공 분야에서 항공 탄성 문제는 매우 중요하다. 예를 들어, 비행 준비가 되어 있는 기체가 특정 고도에서 전면이 진동하기 시작한다면? 아래 영상에서 이와 같은 비행 시험을 볼 수 있다. 추진기의 조종면이 움직이는 모습을 볼 수 있으며(조종면 작동으로 인한 진동을 주목), 이는 추진기의 조종면이 작동할 때 발생하는 진동이다.
http://www.dfrc.nasa.gov/Gallery/Movie/Hyper-X/Medium/EM-0015-08.mov
이 조합은 기능적이지 않으며, 발사 준비가 되어 있지 않다. 어떤 점에서 이를 알 수 있을까? 답은 다음과 같다.
NASA 웹사이트에서 이 영상을 확인해 보자:
http://www-pao.ksc.nasa.gov/kscpao/videos/metafiles/ksc_033104_scramjet.ram
이 짧은 클립은 2004년 초, X-43A가 달성한 업적을 소개한다. 특히 이 영상의 마지막 부분에서, 이 소형 기체가 자체 엔진으로 비행하는 순간을 보여준다. 엔진의 정확한 작동 방식이 무엇이든간에, 엔진은 가스를 반도체 노즐로 배출한다. 이는 이전의 시뮬레이션 영상에서도 확인할 수 있다. 그러나 만약 추진기가 30km 고도에서 기체를 떨어뜨린다면, 이는 이 유형의 기체가 비행할 수 있는 명목 고도(60km 이상)보다 �