NASA 촬영…2대의 초음속기가 만든 '충격파'의 미학

[글로벌이코노믹 이수연 기자] “우리는 충격파가 이처럼 아름다울 줄은 상상조차 하지 못했다.”

미항공우주국(NASA·나사)의 물리학자 하이넥은 놀라움에 감탄을 숨기지 못했다.
나사가 두 대의 비행기가 음속을 넘어서는 순간 발생하는 충격파(shockwave)와 소닉 붐(sonic boom) 발생하는 순간의 놀랍도록 멋진 모습을 촬영해 지난 6일(현지시각) 공개했다.

비행기가 초음속으로 날면 기체의 앞머리와 꼬리는 V자 형태의 물결 무늬 충격파를 만들어 내게 된다. 이 충격파가 지면에 부딪치면 공기 압력이 상승하면서 폭발해 엄청난 소음인 '소닉 붐(Sonic Boom)'을 만들어 낸다.

캘리포니아 마운틴 뷰에 있는 에드워즈 공군기지 내 미 공군 시험조종학교에서 이루어진 실험 비행에는 T-38 항공기 두 대가 사용됐다. 앞서가는 비행기가 만들어 내는 충격파가 퍼지면서 뒤따라오는 비행기의 충격파와 합쳐지는 광경이 카메라에 포착됐다. 나사가 개발한 이른 바 '에어투에어 사진기술(air-to-air photographic technology)덕분이다.
닐 스미스 나사 에임스 연구소 유체역학 연구원은 “뒤따라오는 T-38 비행기를 보면 선도기의 충격파에 영향을 받아 파장의 형태가 달라진 것을 알 수 있다” 며 “이 자료는 충격파들이 상호작용하는 방식에 대한 이해를 도우면서 소닉붐을 줄이는 연구를 돕게 될 것” 이라고 말했다.

한편 나사는 소닉 붐을 최소화한 자체 초음속 여객기를 개발하기 위해 노력해 왔다. 소닉 붐을 줄이면 지면 가까이에서도 소음 없이 초음속 비행을 할 수 있게 된다.

나사는 비행기의 앞머리를 길고 좁은 형태로 만들어 충격파를 최소화하는 방법으로 소닉붐을 줄이는 작업을 하고 있다. 이런 방식으로 초기 압력을 줄이고 파장이 서서히 퍼지게 만들면 소닉 붐을 최소화할 수 있다는 설명이다.

이수연 기자 swoon77@g-enews.com