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Aug 03, 2023

위험 지역으로 향하는 호주 고속도로

2023년 8월 31일 Jamie Seidel은 애들레이드에 거주하는 프리랜서 저널리스트입니다. 더 빠르게. 더 나아가. 더 높은. 혁신적인 호주 스크램제트 엔진의 뒤에는 많은 것이 타고 있습니다. 미래를 포함하여

2023년 8월 31일

Jamie Seidel은 애들레이드에 거주하는 프리랜서 저널리스트입니다.

더 빠르게. 더 나아가. 더 높은. 혁신적인 호주 스크램제트 엔진의 뒤에는 많은 것이 타고 있습니다. 미군의 극초음속 전투 능력의 미래도 포함됩니다.

미국 국방부는 지난해 중국이 극초음속 항공기를 발사해 호주 상공을 남쪽으로 비행한 후 두 차례 좌회전한 뒤 결국 남쪽에서 미국 상공을 비행하는 것을 절망적으로 지켜봤다.

미국은 그런 것이 없고 빨리 따라잡아야 한다.

미국 국방혁신부(Defense Innovation Unit)는 테스트베드 드론이 극한의 속도로 대기 상층부를 통과할 수 있기를 원합니다. 궁극적으로 정찰, 무기 운반을 위해 극초음속 비행기와 드론을 사용할 것으로 예상됩니다. 위성 발사와 아마도 먼 미래에는 유인 비행이 가능할 것입니다.

놀랍게도 혁신 유닛이 체결한 첫 번째 계약은 독특한 수소 구동 인쇄 가능 엔진을 갖춘 호주 회사인 Hypersonix와 체결한 것이었습니다.

Hypersonix Launch System의 전무이사인 David Waterhouse는 “여기서 Top Gun 2를 생각할 수 있습니다.”라고 말합니다. "하지만 우리는 톰 크루즈를 우리 비행기 근처에 두지 않을 거예요."

지난 3월 미 국방부는 극초음속 이론과 실제 성능 간의 차이를 측정하기 위해 현재 Dart AE라고 불리는 시연용 드론 3대를 제작하도록 Hypersonix에 의뢰했습니다.

극초음속은 마하 5(6200km/h)보다 큰 속도로 정의됩니다. 냉전 시대의 유명한 SR-71 블랙버드 정찰기는 최대 마하 3.3(4100km/h)의 속도로 비행했습니다.

내년에 인도될 Dart AE 테스트베드는 일회용 차량으로만 사용될 예정입니다.

그러나 브리즈번에 본사를 둔 딥 테크 회사의 목표는 재사용 가능한 상업용 저궤도 배송 시스템을 개발하는 것이며 최근 유럽에서 새로운 버전의 엔진을 받았습니다.

한 가지 중요한 차이점을 제외하면 이전 제품과 동일합니다. HTCMC(고온 세라믹 매트릭스 복합재)로 만들어졌습니다.

“스크램제트 엔진 자체는 마하 5에서 최대 마하 12(14,800km/h)까지 작동하도록 설계되었습니다. 따라서 우리가 얻을 수 있는 속도를 결정하는 것은 엔진의 열을 관리하는 능력입니다.”라고 Waterhouse는 말합니다.

Spartan(Scramjet Powered Accelerator for Reusable Technology Advancement)이라고 불리는 스크램제트 엔진은 인코넬 718이라는 복합 재료로 인쇄되었으며 마하 7(8600km/h)로 제한됩니다.

불과 5~10년 전만 해도 할 수 없었던 방식으로 재료를 결합하고 있습니다.”

Waterhouse는 "Inconel 718은 Saturn V(달 발사 로켓) 시대부터 사용되어 왔습니다."라고 말합니다.

“하지만 이제는 3D 프린팅으로 상상할 수 없는 일을 할 수 있습니다. 그리고 적층 공학 전반에 관한 내용이 있습니다. 불과 5~10년 전만 해도 할 수 없었던 방식으로 재료를 결합하고 있습니다.”

이 고강도, 내부식성 니켈 크롬 소재는 최대 700C의 온도에 견딜 수 있는 능력으로 인해 우주 산업에서 오랫동안 사용되어 왔습니다. 특정 핫스팟에 코팅이 추가됩니다.

"그러나 세라믹 매트릭스 복합재는 지속 가능한 운영을 위해 1800C 이상의 온도에 적합합니다"라고 Waterhouse는 설명합니다. "그래서 이것이 우리가 정찰 드론 설계에 사용할 엔진이 될 것입니다."

수소를 태웁니다.

워싱턴은 “수소는 훌륭하다”고 말합니다. “깨끗하게 연소됩니다. 코크스나 그 어떤 것도 남지 않습니다. 그리고 이를 통해 재사용이 가능해집니다. 하지만 수소 경제의 가장 큰 장점은 이제 연료 탱크를 기성품으로 구입할 수 있다는 것입니다. 몇 년 전만 해도 사내에서 건물을 짓는 데는 많은 비용이 들었습니다. 그리고 사용 인증을 받기 전에 그것들을 잔뜩 날려버려야 했습니다.”

Hypersonix의 SPARTAN 스크램제트 기술의 핵심은 그 모양이 고속 비행으로 생성되는 다양한 충격파를 포함하고 활용하는 방식에 있습니다. 수소와 결합하면 폭발적인 상호작용으로 추력이 발생합니다.

엔진을 껐다가 다시 켜는 데 필요한 것은 연료 분사 시스템의 밸브뿐입니다.

"기본적으로 이는 올바른 속도로 올바른 지점에 연료를 분사합니다."라고 Waterhouse는 설명합니다. “다른 많은 스크램제트는 고정된 속도로 설계되었습니다. 하지만 우리는 가속하는 스크램제트를 가지고 있습니다. 그리고 동일한 디자인은 움직이는 부품 없이 마하 5에서 이론적으로 마하 12까지의 전체 범위에서 작동합니다.”