음속 돌파하는 우주왕복선 사진 화제- sonic boom(소닉붐)

음속 돌파하는 우주왕복선 사진 화제 sonic boom(소닉붐)

[팝뉴스] 2008년 09월 04일(목) 오전 11:08

 

 

최근 해외 인터넷 사이트 등을 통해 소개되면서 네티즌들의 눈길을 사로잡고 있는 '음속 돌파하는 우주왕복선'의 모습이다. NASA의 설명에 따르면, 이 사진에 등장하는 우주왕복선은 아틀란티스호로, 지난 2000년 8월 촬영된 것이다.

초음속 제트기의 소닉붐 사진은 어렵지않게 접할 수 있는 종류이지만, 우주왕복선의 소닉붐 사진은 무척이나 희귀한 것이라는 게 사진을 접한 네티즌들의 공통된 의견. 우주 왕복선을 둘러싼 것은 응결된 수증기이다.

정진수 기자 팝뉴스

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sonic boom(소닉붐)

 

초음속비행기가 내는 큰 소음을 말한다. 비행기가 초음속을 돌파할 때 충격파가 생기는데, 이것은 비행기의 앞머리를 정점으로 해 원추형으로 확장되는 강한 파장을 이루며 전달된다. 제트기가 비행장 근처에서 90~100폰의 소음을 내는 데 비해 초음속비행기는 더 큰 소음을 내며 7500m 이하로 비행할 경우 소닉붐은 유리창을 깨뜨리고 심할 때엔 건축물에도 손상을 가한다.

 A sonic boom produced by an aircraft moving at twice the speed of sound. An observer hears the boom when the shock wave, on the edges of the cone, crosses his location

 

소닉 붐(sonic boom)이란? 초음속 돌파시 생성되는 수증기 응결 현상

 

 

먼저 비행체가 아음속 즉 마하 1이하 : 시속 약 1,200 km이하의 속도로 비행할 때는 그림처럼 공기의 흐름이 비행체 주변을 둘러싸고 있습니다.

만일 비행체가 음속의 속도와 같아진다면 이때 비행체는 비행체의 기수(맨 앞부분)은 충격파의 벽에 부딪히게 됩니다. 즉 간단히 설명해서 비행기가 이동하면서 발생하는 충격파 즉 소리와 비행체의 속도가 같기 때문에 극심한 진동등을 수반하는 일종의 음파의 벽에 부딪히게 되는 겁니다. 미국의 실험기인 X-1이 최초로 초음속의 비행을 한 일화 등을 읽어 보시면 이를 잘 확인하실 수 있습니다.

 

만일 비행체가 음속을 돌파하게 되면 비행체 자체는 안정해지고 충격파는 비행체의 뒤로 밀려납니다. 이때 비행체가 지나간 주변과 지상에는 엄청난 충격파가 전해지는데 이것이 바로 sonic boom입니다. 이 소닉붐의 파괴력은 비행체의 속도가 빨라질수록 급격히 커지는데 그 범위도 더욱 좁아집니다(점점 더 좁은 삼각형 형태가 됨). 보통 음속의 크기에 따라서 비행체의 크기에 비례해서 점 점 더 가는 송곳같은 범위로 좁혀지는데 때문에 초고속의 기체들은 날개폭이 매우 좁은 형상을 하게 됩니다. 만일 소닉붐의 충격파를 바깥으로 비행체의 날개가 벗어난다면 기체가 충격파를 견디지 못하고 부서지고 말 게 될 겁니다.

사실 위의 설명은 개괄적인 설명으로...전문적인 용어로...매질이 어떻고 유체가 어떻고 전문적인 설명으로 말하면 머리만 아플뿐.... 때문에 간단하게 원리만 설명드린 겁니다.

그렇다면 맨 위의 사진의 저 하얀 것의 정체는 무엇인가....바로 비행체가 초음속을 돌파하는 순간이나 혹은 반대로 초음속에서 아음속으로 줄어드는 순간 비행체 주변의 압력이 감소->온도가 하강하는 원리로 비행체 주변의 수증기가 응결해서 일종의 구름같은 것이 눈에 가시화 되어 보여지는 현상입니다.(고등학교때 배운 원리로 이해 되시죠....산 아랫쪽에서 불어온 바람이 위로 올라가면서 구름이 되듯 ) 즉 저 자체가 소닉붐의 실체는 아니고.... 초음속 돌파의 부수적인 효과라는 것입니다.