뉴욕 도쿄 1시간 만에 비행하는 새로운 극초음속 비행기 스타게이저(Stargazer)를 만나다

[長樂山人 이종인]

뉴욕 도쿄 1시간 만에 비행하는 새로운 극초음속 비행기 스타게이저(Stargazer)를 만나다

(Meet Stargazer, the New Hypersonic Plane That Will Fly From New York to Tokyo in One Hour)

마이클 버든(Michael Verdon) 2023,5,1

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장락산인(010-9420-9632) KBS 6시내고향 다송원(茶松園) 천연발효식초(7674회, 2022,12,05)

장락산인(010-9420-9632) MBC 생방송 오늘저녁, 다송원 식초(2021,11,26, 1675회)

장락산인(010-9420-9632) KBS 한국인의 밥상, 다송원 천연발효식초(20,05,21, 461회)

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※ 식초 주문 ☞ 다송원(茶松園) 자연발효식초, 長樂山人 010-9420-9632)

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※스타게이저(Stargazer), 다음과 같은 뜻이 있다. 몽상가(a daydreamer), 점성술사(astrologer), 천문학자(astronomer)를 의미

하는 영단어이다.

※dictionary.com,

① 천문학자나 점성가로서 별을 보는 사람(a person who stargazes, as an astronomer or astrologer).

② 몽상가(a daydreamer). ③ 비현실적인 이상주의자(an impractical idealist).

④ 머리 꼭대기에 눈이 있는 Uranoscopidae과의 여러 해양 어류 중 하나

(any of several marine fishes of the family Uranoscopidae, having the eyes at the top of the head).

⑤ 모래성을 쌓는 몽상가(sand stargazer).

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뉴욕 도쿄 1시간 만에 비행하는 새로운 극초음속 비행기 스타게이저(Stargazer)를 만나다

(Meet Stargazer, the New Hypersonic Plane That Will Fly From New York to Tokyo in One Hour)

마이클 버든(Michael Verdon) 2023,5,1

스타게이저(Stargazer) 1

사진 스타게이저(Stargazer) 1

Venus Aerospace는 음속의 9배인 마하 9의 속도로 약 12명의 승객을 태울 수 있는 극초음속 항공기를 제작하고 있습니다. 길이

150피트, 너비 100피트인 Stargazer는 고도 170,000피트에서 시속 6,905마일로 비행함으로써 세계의 두 도시 사이를 여행할 것

이라고 휴스턴에 본사를 둔 회사는 말합니다.

극초음속은 음속의 5배로 정의됩니다. 이에 비해 마지막 상업용 초음속 제트기인 콩코드는 마하 2, 즉 약 1,535mph로 비행했습

니다. 역사상 가장 빠른 항공기인 Lockheed의 SR-71 "Blackbird"는 마하 3.2(2,455mph)로 비행했습니다.

Venus의 공동 창립자이자 CTO인 Andrew Duggleby는 초당 20,000회 회전하는 회전 폭발 엔진을 사용하여 Stargazer를 공상

과학에서 현실로 옮길 계획입니다. "회전 폭발은 초음속 연소가 엔진 내부에서 지속적으로 발생한다는 것을 의미하며 우리 비디

오는 엔진 주위를 초음속으로 이동하는 폭발 파동을 보여줍니다

스타게이저(Stargazer) 2

사진 스타게이저(Stargazer) 2

Stargazer는 지상에서 이륙하려는 여러 초음속 항공기 중 하나입니다.

재래식 엔진보다 연료를 20% 적게 연소시키는 회전식 폭발 개념이 미 해군에서 추진되고 있습니다. 이 기술은 이전에 성공적으

로 테스트되었습니다. 그러나 비너스 테스트는 상온 저장 가능한 추진제를 사용한 최초의 것으로, 이는 엔진을 항공기에 더 적합

하게 만들 것입니다. Duggleby는 "우리는 이제 개발 및 비행 테스트의 다음 단계로 완전히 발전할 수 있는 기술 지식과 엔지니어

링을 모두 갖추고 있습니다."라고 말했습니다.

150,000-lb. Stargazer는 기존의 제트 엔진으로 이륙하지만 고도에 도달하면 로켓으로 전환합니다. 비행 경로는 기술적으로

우주의 가장자리나 지구 표면에서 100km 상공에 있는 카르만 라인이 아닙니다. 그러나 그것은 행성의 곡선과 우주의 암흑을

볼 수 있을 만큼 충분히 높을 것입니다.

테스트 후 전 NASA 관리자이자 미 하원의원인 Jim Bridenstine은 "이것은 방위 응용 프로그램과 궁극적으로 상업용 고속 여행

모두를 위한 실제 비행 시스템을 향한 주요 발전을 나타냅니다."라고 말했습니다.

스타게이저(Stargazer) 3

사진 스타게이저(Stargazer) 3

적어도 Stargazer의 경우 극초음속 여행의 핵심은 회전식 폭발 엔진입니다. 이 프로토타입은 최근 테스트에서 성공적이었습

니다.

Venus Aerospace는 2020년부터 극초음속 항공기 개념을 연구해 왔으며 비행기 제작을 위해 3,300만 달러를 모금했습니다.

회사는 이제 회사가 마하 5에 도달하기를 희망하는 20피트 드론으로 극초음속 비행 테스트를 시작할 것입니다. 그 후 날짜는

공개되지 않았지만 Stargazer 프로토타입을 제작할 것입니다.

극초음속 비즈니스 제트기 개념은 "Dream Chaser"를 제작 중인 Sierra Space와 "Quarterhorse"라고 부르는 마하 5 항공기를

제작 중인 애틀랜타 소재 Hermeus를 비롯한 다른 회사에서 추진하고 있습니다. 중국의 Space Transportation 은 시속 4,350

마일로 비행할 수 있는 12인승 제트기를 개발하고 있습니다 . 예를 들어 뉴욕에서 베이징까지 한 시간 안에 이동할 수 있습니다.

Virgin Galactic은 궁극적으로 초음속 항공기를 사용하여 먼 도시 사이를 마하 속도로 승객을 수송할 계획입니다. 이 회사의

Unity 2 항공기는 2018년 Concorde의 이전 속도인 Mach 2.02를 마하 2.47에 도달하여 깨뜨렸습니다.

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※Stargazer, 극초음속 여행 핵심, 회전식 폭발 엔진(rotating-detonation engine)

※(Stargazer, rotating-detonation engine), a rotating detonation engine

Rotating detonation engine 1

Rotating detonation engine 2

Rotating detonation engine 3

사진 Rotating detonation engine 1-3

회전식 폭발 엔진(Rotating detonation engine)

※From Wikipedia, the free encyclopedia

회전 폭발 엔진(A rotating detonation engine, RDE)은 하나 이상의 폭발이 환형 채널 주위를 지속적으로 이동하는 압력 이득

연소 형태를 사용하는 엔진입니다 . 전산 시뮬레이션 및 실험 결과는 RDE가 운송 및 기타 응용 분야에서 잠재력이 있음을 보여

주었습니다. [1] [2]

Marshall Space Flight Center에서 테스트 중인 프로토타입 RDE

폭발 연소에서 결과는 초음속으로 확장 됩니다 . 이론적으로 재래식 폭연 연소 보다 25%나 더 효율적입니다 . [3] 이러한 효율성

향상은 상당한 연료 절약을 제공합니다. [4] [5]

단점은 불안정성과 소음을 포함합니다.

개념

RDE의 기본 개념은 원형 채널(고리) 주위를 이동하는 폭발파입니다. 연료와 산화제는 일반적으로 작은 구멍이나 슬릿을 통해

채널로 주입됩니다. 어떤 형태의 점화기에 의해 연료/산화제 혼합물에서 폭발이 시작됩니다. 엔진이 시동된 후 폭발은 자체적으

로 지속됩니다. 한 번의 폭발로 연료/산화제 혼합물이 점화되어 폭발을 지속하는 데 필요한 에너지를 방출합니다. 연소 생성물은

채널 밖으로 확장되고 들어오는 연료와 산화제에 의해 채널 밖으로 밀려납니다. [2]

RDE의 설계는 PDE( 펄스 폭발 엔진 )와 유사하지만, PDE는 각 펄스 후에 챔버를 퍼지해야 하는 반면 파동이 챔버 주위를 순환

하기 때문에 RDE가 우수합니다. [6]

개발

미 해군

미 해군은 개발을 추진하고 있습니다. [7] 해군 연구소(NRL) 의 연구원들은 함선의 연료 소비를 줄이기 위해 RDE와 같은 폭발

엔진의 기능에 특별한 관심을 가지고 있습니다. [8] [9] 현장에서 RDE를 사용하기 위해서는 여전히 몇 가지 장애물을 극복해야

합니다. 2012년부터 NRL 연구자들은 RDE가 작동하는 방식을 더 잘 이해하는 데 집중했습니다. [10]

2010년부터 Aerojet Rocketdyne은 여러 구성에 대해 520회 이상의 테스트를 수행했습니다. [11]

NASA

Glenn Research Center 의 Daniel Paxson [12] 은 전산 유체 역학(CFD) 의 시뮬레이션을 사용하여 RDE의 폭발 기준 프레임을

평가하고 PDE와 성능을 비교했습니다. 그는 RDE가 최소한 PDE와 동일한 수준에서 수행할 수 있음을 발견했습니다. 또한 RDE

성능은 PDE와 본질적으로 동일하므로 PDE와 직접 비교할 수 있음을 발견했습니다.

2023년 1월 25일 NASA는 최초의 본격적인 회전 폭발 로켓 엔진(RDRE) 테스트에 성공했다고 보고했습니다. 이 엔진은 4000lbs

의 추력을 생성했습니다. NASA는 다음 연구 단계로 10,000파운드 추력 장치를 만들려는 의도를 밝혔습니다. [14]

에너

러시아 부총리 Dmitry Rogozin 에 따르면 [15] 2018년 1월 중순 NPO Energomash 회사는 2톤급 액체 추진제 RDE의 초기

테스트 단계를 완료했으며 우주 발사체에 사용할 더 큰 모델을 개발할 계획입니다.

퍼듀 대학교

2016년 5월, 미 공군 소속 공학 연구원 팀은 액체 산소와 천연 가스를 추진제로 사용하여 작동하는 회전 폭발 로켓 엔진을 개발했

습니다. [16] 추가 RDE 테스트는 Purdue University 에서 "광학 비간섭 실험 측정(DRONE)용 Detonation Rig"라는 테스트

항목, "언랩핑되지 않은" 반 경계 선형 폭발 채널 실험을 포함하여 수행되었습니다 . [17] IN Space LLC는 미 공군 과 계약을

맺고 2021년 퍼듀 대학교에서 액체 산소와 기체 메탄으로 테스트하면서 22,000뉴턴 추력(5000lbf) 회전 폭발 로켓 엔진(RDRE)

을 테스트했습니다. [18 ]

센트럴 플로리다 대학교

2020년 5월 미 공군 소속 엔지니어링 연구원 팀은 수소/산소 연료 혼합에서 작동하는 200lbf(약 890N)의 추력을 생성할 수 있는

고도로 실험적인 작업 모델 회전 폭발 엔진을 개발했다고 주장했습니다. [19]

JAXA

2021년 7월 26일(UTC), 일본 항공우주연구개발기구 (JAXA)는 500N급 RDE를 탑재한 S-520-31 측심로켓을 2단계 발사하여

세계 최초로 우주에서 RDE 시험에 성공했습니다 . [20]

Łukasiewicz 연구 네트워크 - 항공 연구소

2021년 9월 15일, 항공 연구소는 액체 추진제 에 의해 구동되는 회전 폭발 과정을 사용하여 로켓 엔진으로 구동되는 실험용 로켓

의 첫 번째 성공적인 비행 테스트를 수행했습니다 . 테스트는 2021년 9월 15일 폴란드 바르샤바 인근 Zielonka에 있는 군사 기술

연구소 시험장에서 진행되었습니다. 계획에 따르면 로켓 엔진은 3.2초 동안 작동하여 로켓을 약 90m/s의 속도로 가속하여 로켓

이 고도 450m에 도달할 수 있도록 했습니다. [21]

기타 연구

다른 실험에서는 RDE의 유동장을 더 잘 이해하기 위해 수치 절차를 사용했습니다. [22] 2020년 워싱턴 대학의 연구에서는

실린더 갭의 크기와 같은 매개변수를 제어할 수 있는 실험 장치를 탐색했습니다. 연구원들은 고속 카메라를 사용하여 극도로

느린 동작으로 작동하는 것을 볼 수 있었습니다. 이를 바탕으로 프로세스를 설명하는 수학적 모델을 개발했습니다. [23] 2021년

센트럴 플로리다 대학의 연구원들은 처음으로 OWDE(Oblique Wave Detonation Engine)의 기술 프로토타입을 구축했습니다.

[24]

♣2021년 중국과학원 역학연구소는 비행기를 마하 9 로 추진할 수 있는 등유 로 구동되는 세계 최초의 극초음속 폭발 파동 엔진을

성공적으로 테스트했습니다. [25]

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