극초음속 항공기가 3D 프린팅의 경계를 넓힙니다

극초음속 항공기는 항공우주 공학의 최첨단을 대표합니다. 그림 제공: Hermeus Corp.

Hermeus 엔지니어들은 상업용 및 군사용 극초음속 항공기 제품군을 개발하고 있습니다. 그림 제공: Hermeus Corp.

터빈 기반 복합 사이클 엔진은 터보제트와 램제트의 하이브리드입니다. 사진 제공: 헤르메우스 주식회사

쿼터호스(Quarterhorse)는 미 공군을 위해 개발 중인 무인 극초음속 항공기입니다. 그림 제공: Hermeus Corp.

Halcyon 상업용 여객기를 이용하면 승객들은 2시간 이내에 대서양을 횡단할 수 있습니다. 그림 제공: Hermeus Corp.

Chimera 엔진은 최근 일련의 성공적인 테스트를 거쳤습니다. 사진 제공: 헤르메우스 주식회사

마하 3 부근에서 키메라가 터보제트 주위로 유입되는 공기를 우회하기 시작하고 램제트가 완전히 장악합니다. 그림 제공: Hermeus Corp.

Hermeus는 Sapphire XC 기계를 사용하여 대형 금속 부품을 프린팅하고 있습니다. 사진 제공: Velo3D Inc.

적층 제조는 인코넬 718로 만든 복잡한 엔진 부품을 인쇄하는 데 사용됩니다. 사진 제공: Hermeus Corp.

Quarterhorse는 내년에 첫 비행을 할 예정입니다. 그림 제공: Hermeus Corp.

항공우주산업은 최근 초음속 비행 75주년을 기념했습니다. Chuck Yeager는 1947년 10월 14일 Bell X-1 로켓 비행기를 타고 음속 장벽을 무너뜨렸습니다.

그 이후로 "올바른 재료"를 갖춘 엔지니어와 시험 조종사는 한계를 뛰어넘어 왔습니다. 다음 개척지는 항공기가 마하 5(3,000mph 이상) 이상으로 움직이는 극초음속 비행입니다.

초음속 설계보다 두 배 이상 빠른 속도로 이동하는 극초음속 항공기는 항공우주 공학의 최첨단을 대표합니다. 추진을 위해 그들은 스크램제트라는 새로운 유형의 엔진에 의존하는데, 이 엔진은 통과하는 공기가 고속으로 이동하는 동안 연소가 발생합니다.

스크램제트는 자체 기하학적 구조와 속도를 사용하여 통과하는 공기를 압축합니다. 터빈 블레이드와 같은 움직이는 부품을 제거하여 기존 제트 엔진의 전체 무게를 줄일 수 있습니다.

항공우주 엔지니어들은 콩코드보다 훨씬 더 높이, 더 빠르게 비행할 수 있는 극초음속 여객기를 구상하고 있습니다. 승객들은 2시간 이내에 대서양을, 3시간 이내에 태평양을 횡단하는 동시에 95,000피트 상공에서 편안하게 항해할 수 있습니다. 군에서도 미사일, 무인정찰기 등 다양한 방산용 기술에 관심을 갖고 있다.

그러나 극초음속 비행에는 강렬한 열, 충격파 및 진동을 견딜 수 있는 복잡한 유체 역학과 재료가 필요합니다. 공기역학, 온도 및 진동이 주요 요인으로 작용합니다. 또한 새로운 유형의 생산 기술이 필요합니다.

이러한 엄청난 과제에도 불구하고 이 기술은 Destinus, Hermeus, New Frontier Aerospace, Radian Aerospace 및 Venus Aerospace와 같은 다양한 신생 기업을 탄생시켰습니다.

이를 선도하는 회사 중 하나가 상업용 및 군용 항공기를 개발하고 있는 Hermeus Corp.입니다.

2021년 미 공군은 Hermeus에게 극초음속 Quarterhorse를 포함한 무인 항공기 3대를 개발하는 6천만 달러 규모의 계약을 체결했습니다. 이 스타트업은 최근 Chimera라고 불리는 터보제트-램제트 엔진을 성공적으로 발사하면서 중요한 이정표를 통과했습니다.

Quarterhorse의 목표는 기내에서 Chimera 엔진을 검증하고 Lockheed SR-71 Blackbird가 보유한 수십 년 된 기록을 깨는 것입니다. 1990년대 초 퇴역하기 전까지 이 전설적인 항공기는 단 한 시간 만에 로스앤젤레스에서 워싱턴까지 비행했습니다(그 이후로 스미소니언 국립항공우주박물관에 전시되어 있습니다).

Quarterhorse의 첫 비행은 내년에 이루어질 예정입니다. Hermeus는 또한 이번 10년 말까지 Halcyon이라는 더 큰 승객용 버전을 준비할 수 있기를 바라고 있습니다.

그 과정에서 회사는 SpaceX의 Dragon, Falcon 및 Starship 로켓 개발과 유사한 일련의 비행기를 개발할 계획입니다. Halcyon과 Quarterhorse 외에도 Hermeus 엔지니어들은 국방 및 정보 고객에게 서비스를 제공할 자율 항공기인 Darkhorse를 개발하고 있습니다.