극 초음속 항공기는 비행 속도가 마하 5 배 (즉, 음속 5 배) 보다 큰 항공기를 가리킨다. 이 연구는 현재 항공과학의 발전 수준을 시험할 뿐만 아니라 군사 산업 기술 등 방면의 중요한 전략적 수요 중 하나이기도 하다.
일반 아음속 및 초음속 항공기에 비해 극 초음속 항공기는 몇 배 빠른 속도를 의미하는 것이 아니라 비행 속도가 소리 전파의 한계, 즉 음속 (음속) 을 넘었다는 것을 의미합니다. 이는 엔지니어링에서 속도가 종종 음속 이상의 몇 배라는 것을 의미합니다.
현재 극 초음속 항공기는 주로 세 가지 유형이 있다. 첫 번째는 에너지기, 즉 고온가스 역학 특성을 이용하여 고속 비행을 하는 것이다. 두 번째는 외형 내압식 항공기, 즉 외형이 다이아 모양으로 공기 흐름을 누설하지 않고 공압가열을 이용하여 추진력을 증가시켜 고속 발사를 가능하게 한다.
세 번째는 관성 구속 기술을 이용하여 달성한 고속 항공기, 즉 이른바' 프로젝트 충격 흡수' 기술을 이용하여 자신의 관성 구속을 통해 안정적으로 제어되는 극 초음속 항공기다.
극 초음속 항공기 비행 과정에서 수많은 도전과 기술적 난제에 직면해 있다. 첫 번째는 공기역학 문제이며, 그중 가장 중요한 것은 공압가열과 공기역학 문제이다.
비행 속도가 음속보다 훨씬 빠르기 때문에 공기압이 탄력적으로 변형될 때 대량의 열이 발생하며, 가열을 효과적으로 통제할 수 없다면 우주선의 전체 구조는 쉽게 타 버릴 수 있다.
또한 초음속 지역인 비아음속 지역은 공기 밀도가 작고 공기 유속이 급격하게 변하여 불안정한 공기역학 효과를 일으키기 쉬우며 도전입니다.
또한 극 초음속 항공기는 엔진 설계, 구조적 강도, 내비게이션 유도 및 제어 등 여러 가지 기술적 과제에 직면해 있습니다. 엔진의 경우 고속 비행에서 저속 비행 상태보다 훨씬 높은 가속, 회전 속도, 심지어 가스 온도를 견딜 필요가 있다는 것은 의심할 여지없이 매우 심각한 도전이다.
구조적 강도 문제의 경우 고속 비행 조건에서는 공압가열으로 강도가 손실되거나 재질에 의해 분해되는 등의 문제가 발생하기 쉬우므로 강도, 내열성이 높은 재질 또는 새로운 복합 재질을 사용하여 해결해야 합니다. 또한 극 초음속 항공기는 정보 이상 환경에서도 효율적으로 작동할 수 있도록 매우 신뢰할 수 있는 정밀 유도 기술이 필요합니다.
수많은 기술적 도전과 엔지니어링 과제에 직면해 있지만 극 초음속 기술의 연구와 응용은 여전히 큰 전망을 가지고 있다. 전쟁 대응과 반객 위주의 길에서 극 초음속 기술을 개발하면 우리나라의 군사 억지력을 크게 높이고 국가 안보를 보호하기 위해 더 넓은 공간을 제공할 수 있다.
응용 분야에서는 극 초음속 기술의 발전이 에너지 저장, 신형 초전도체, 고속 운송, 공간 탐사 등 여러 분야에 중요한 혁신과 미래 전망을 가져다 줄 것이다.