SR-71을 소개할까합니다
미국에서 냉전때 소련정보를 수집하고자 U-2라는 초계기를 만들어 쓰다가
얼마뒤 격추를 당하자 Lockheed Martin의 Skunk Works팀은 또다른 초계기 SR-71를 만듭니다
이 괴물같은 비행기는 음속의 3배 이상( 3540km/h )의 속도로 순항이 가능하며
24~25km상공에서 엄청나게 선명한 사진을 찍어 정보를 수집한다고 합니다 (지구의 곡선이 보인다죠)
이 비행기는 이륙전에 기름이 세는데 이는 순항중에 기체의 엄청난 속도와 공기의 마찰로
기체의 재료인 티타늄 합금이 열팽창(~10cm)을 해서 일부러 볼트며 조립부분을 느슨하게 했다고하네요 (실제로 밑에 사진에서 보면 왼쪽 엔진옆에 검으스름한 선들이 열팽창때문에 생긴 자국이라합니다)
이 비행기는 뉴욕에서 런던까지 1시간 54분만에 비행해 갔다고하고
LA에서 런던까지는 3시간 47분만에 도착했다고하네요
위에는 SR-71의 엔진 단면도인데요, 재밌는게 유체속도가 올라갈수록 normal shock wave(수직 충격파) 가 엔진 안쪽에서 진행하며 생기기때문에, 엔진앞에달려있는 뾰족한 콘이 앞뒤로 왔다갔다하면서 순항속도에 최적화된 normal shock waves 위치를 정해준답니다. (shock wave란 유체의 속도가 1음속보다 빠를때 생기는 막, shock wave를 지난 유체의 기압은 대폭증가하고 속도는 내려감, Benoulill's equation) 마하 3.2까지 콘이 엔진안쪽으로 66cm나 움직인다네요.
문제는 이 normal shock wave가 언제 생기냐인데요, 아주 높은속도, 예를들어 mach 2 에서 생기는 normal shock wave는 비교적 낮은 mach 에서 생기는 shock wave보다 기압, 유체속도의 차를 더 심하게만드는데요 이것을 방지하기위해 앞서 말한 뾰족한 콘이 normal shock wave보다 비교적 에너지 손실이 적은 oblique shock wave(경사충격파)를 만들어 속도를 미리 낮춘뒤 normal shock wave를 형성하게 하는겁니다.
이 과정에서 공기는 엄청나게 압축이되고 이 압축된 공기를 따로 엔진의 compressor 를 돌리지않고 그냥 연소실로 가져다가 쓰게됩니다. 그러면 compressor로 부터 잃는 에너지를 추력으로 더할수있고 좀 더 효율적인 운용이 되겠지요. 이것이 바로 turboramjet입니다.
정리하면
마하2이하일땐 compressor 로 공기를 압축해서 추력를 만들고
마하2이상일땐 빠른속도때문에 이미 압축된공기를 바로 연소실로 보내 마하2이상의 스피드를 만듬
미국이 이 비행기를 전투기(fighter)로 만들수있었지만
미국방부장관이 총국방비 부족으로 취소했다고합니다...
그후로 SR-71의 설계, 공기구들은 모두 폐기처분했다고합니다 (정보가 밖으로 나갈까봐)
외계인을 갈아넌듯요
뻥많이 더한 얘기중에 SR-71이 우리나라 상공을 한번지나갔는데
우리나라 레이더에 처음 포착된게 일본 해역에서발견 그리고 레이더가 한바퀴돌때마다
일본해역-대구-북한-만주 로 지나갔다고합니다 ㄷㄷ
ps.
이게 밀리터리글인지... 과게글인지 헤깔리지만
엔진구조를 좀 설명하고싶어 과게에 남겨요 ㅎㅎ
