불붙은 블러드하운드·하이퍼루프 速度 競爭
블러드하운드 프로젝트에 몰린 사람달. 위키미디어 提供.
海外 旅行을 할 때 主로 타는 航空機의 順航 速度는 平均 時速 900km다. 소리의 速度를 나타내는 音速은 秒當 340m로 普通 ‘마하’라는 單位를 쓴다. km로 換算하면 音速은 時速 1224km다. 音速을 突破하는 戰鬪機와는 달리 民間 航空機는 1마하의 速度를 내지 못한다.
地球上에서 音速을 突破하려면 ‘音速 障壁’을 克服해야 한다. 音速 障壁(Sound Barrier)는 空氣 中에서 音速의 速度로 움직일 때 나타나는 物理 現象으로 空氣 波長으로 因한 衝擊이 생긴다. 이 音速 障壁을 克服해 音速 以上의 速度를 내는 地上 ‘脫 것’의 競爭이 올해 불붙을 展望이다.
主人公은 時速 1000마일(1609km/h)을 突破하는 自動車를 開發하려는 ‘블러드하운드 프로젝트’와 眞空 自己 浮上 超高速 列車인 ‘하이퍼루프(Hyperloop)’다. 지난 2008年 英國西 始作된 블러드하운드 프로젝트는 제트 엔진과 로켓 技術을 結合해 音速보다 훨씬 빠른 時速 1600km를 突破한다는 戰略이다. 지난해 末 豫算 問題로 中斷될 危機에 處했으나 英國 事業家 이안 워허스트가 後援者로 나서며 最近 挑戰을 再開했다.
테슬라와 스페이스X 創業者인 일론 머스크가 처음으로 아이디어를 提案한 하이퍼루프는 지난달 26日 프랑스에서 試驗 運行 트랙이 完工됐다. 하이퍼루프는 理論的으로 音速과 類似한 時速 1200km를 낼 수 있다.
● '起死回生' 블러드하운드, 올해 안으로 時速 1600km 挑戰
블러드하운드는 아직 가장 빠른 自動車가 아직 아니다. 가장 빠른 自動車는 1997年 1228km/h로 달리며 音速을 最初로 突破한 ‘스러스트 SSC’다. 當時 運轉者는 英國 空軍 出身인 앤디 그린이다.
블러드하운드 프로젝트는 2008年 始作돼 지난해까지 많은 科學者들과 工學者들의 關心을 끌었다. 地上에서 바퀴를 단 自動車가 音速을 넘어 時速 1600km를 突破할 수 있느냐가 주된 關心거리였다.
英國 政府와 多數 企業의 後援으로 始作한 블러드하운드 프로젝트는 지난해 末 豫算 不足으로 中斷 危機였다. 目標로 設定했던 時速 1600km 走行까지 約 2500萬파운드(藥 370億원)의 豫算이 必要할 것으로 分析됐다. 中斷 危機였던 블러드하운드 프로젝트는 英國 事業家 이안 워허스트가 支援하기로 決定하며 最近 起死回生했다. 프로젝트를 이끌 法人인 ‘블러드하운드 LSR’를 設立한 이안 워허스트는 最近 英國 BBC와의 인터뷰에서 “블러드하운드 프로젝트는 商業的으로 實現 可能하다고 생각한다”고 所信을 밝혔다.
블러드하운드 프로젝트에 參與한 엔지니어들은 南아메리카 소금沙漠으로 車輛을 가져가 時速 500~600마일(800~965km)로 走行테스트를 進行한 뒤 다시 英國에서 時速 1000마일을 突破할 수 있는 設計 硏究를 進行할 計劃을 갖고 있다. 늦어도 올해 안에는 走行테스트를 끝내고 來年 時速 1000마일 突破 走行을 한다는 計劃이다. 運轉대는 最高 記錄 保有者인 앤디 그린이 잡을 豫定이다.
블러드하운드에는 戰鬪機 ‘유로파이터’에 搭載되는 롤스로이스의 제트엔진 ‘EJ200’과 글로벌 防衛産業體 ‘Nammo’의 로켓 엔진이 裝着된다. EJ200으로 時速 480km로 加速한 뒤 로켓을 點火해 時速 1609km까지 加速하는 게 目標다.
엔지니어들의 가장 큰 難關은 空氣 力學을 考慮한 車輛 디자인 設計다. 音速 障壁을 突破할 때 車體에 傳해지는 衝擊을 解決한 構造를 苦悶해야 한다. 約 200餘個의 센서를 車輛에 附着해 時速 500~600마일 走行테스트에서 얻은 空氣力學 데이터를 分析, 音速 障壁을 突破할 때 必要한 핸들링과 作動 方法을 攄得한다는 目標다. 로켓을 裝着할 수 있는 車輛 뒤쪽 空間을 設計하는 것도 難題다. 以外에도 炭素 素材의 브레이크를 强力한 鋼鐵 素材로 바꾸고 目標 速度를 突破한 뒤 車輛 速度를 낮출 落下傘도 裝着해야 한다.
● 續續 現實化하는 하이퍼루프...유럽 最初로 프랑스에 試驗 트랙 完工
지난 2月 末 프랑스 南部 툴루즈 隣近 프랑카잘 空軍基地에서는 유럽 첫 하이퍼루프 列車 試驗 運行 트랙이 完工됐다. 美國 企業인 ‘하이퍼루프 트랜스포테이션 테크놀로지(HTT)’가 지난해 10月 實際 크기 하이퍼루프 世界 最初로 캡슐 試製品 ‘퀸테로 원’을 公開한 뒤 이番에는 프랑스에 試驗 運行 트랙까지 完工한 것이다. 일론 머스크는 지난해 12月 10日 LA 隣近에서 하이퍼루트 터널을 公開하기도 했다.
HTT의 하이퍼루프 實際 캡슐 '퀸테로 원'. HTT 홈페이지 提供.
하이퍼루프 트랙은 이番이 처음은 아니다. 2016年 5月 美國 企業 ‘하이퍼루프원’이 美國 네바다州 沙漠에서 첫 試驗 走行에 成功한 바 있다. 일론 머스크의 아이디어에서 始作해 美國 企業이 事業化에 뛰어들고 있는 狀況에서 유럽이 試驗 運行地로 浮上하고 있다. HTT의 뒤를 이어 캐나다 企業 ‘트랜스포드’가 亦是 프랑스에서 트랙 開發을 試圖하고 英國과 네덜란드에도 關聯 企業들이 생겨나고 있다.
하이퍼루프는 理論的으로 音速에 가까운 最大 時速 1224km의 速度로 달릴 수 있는 列車다. 磁氣場의 힘으로 推進力을 얻는 磁氣浮上列車가 空氣가 거의 없는 ‘아진공(진공에 가까움)’ 狀態로 만든 지름 3.5m의 터널을 날아가는 方式이다. 空氣의 抵抗과 摩擦 抵抗을 없애기 위해 眞空 터널 內에서 地上에서 살짝 띄운 狀態로 運行하는 槪念의 列車가 바로 하이퍼루프 시스템이다.
하이퍼루프의 列車에는 永久電流가 통하는 超傳導 電磁石이 搭載된다. 터널의 바닥에는 列車에 裝着된 磁石과 磁氣力을 주고받을 수 있는 磁氣場이 흐르도록 만든다. 서로 같은 極끼리 밀고 다른 極끼리 끌어당기는 磁石의 原理를 利用해 推進力을 얻는다.
HTT는 지난달 完工한 프랑스 試驗 運行 트랙에 ‘퀸테로 원’을 가져가 오는 4月부터 사람과 貨物을 搭乘시킨 채 試驗 走行을 始作할 豫定이다. 音速과 類似한 速度로 움직이는 하이퍼루는 工學的으로 安定的인 擧動을 確保하는 게 課題다. 아진공 狀態로 運行하기 때문에 音速 障壁은 거의 없지만 最高 速度에서도 列車가 흔들리지 않도록 試驗 運行을 통해 最適의 設計와 運營方案을 찾는 게 關鍵이다.
