극초음속

극초음속(極超音速, hypersonic)은 물체가 소리의 속도보다 매우 빠른 속도로 움직이는 상태를 일컫는 용어이다. 일반적으로 마하 5(음속의 약 5배) 이상의 속도를 극초음속 영역으로 분류한다. 이는 음속을 돌파하는 초음속(supersonic)보다도 훨씬 빠른 속도 영역이다.

극초음속으로 비행할 때는 다음과 같은 특이 현상이 발생한다.

• 극심한 열 발생: 공기의 급격한 압축과 마찰로 인해 비행체 표면 온도가 수백에서 수천 도까지 치솟을 수 있다.
• 강력한 충격파: 초음속 상태보다 훨씬 강한 충격파가 형성된다.
• 공기 분자 해리 및 이온화: 고온으로 인해 공기 분자가 쪼개지거나 전자를 잃고 이온화되어 플라즈마 상태를 형성하기도 한다.
• 복잡한 공기 역학: 일반적인 속도에서의 공기 역학 법칙과는 다른 복잡한 유체 역학적 특성을 보인다.

극초음속 기술은 주로 다음과 같은 분야에 적용되거나 연구 개발되고 있다.

• 우주 왕복선/재진입체: 대기권으로 재진입할 때 극초음속으로 비행한다.
• 탄도 미사일: 재돌입 단계에서 극초음속 속도를 낸다.
• 극초음속 미사일 및 항공기: 적의 방어 체계를 회피하기 위한 무기 체계나 차세대 항공기로 개발이 진행 중이다.
• 정찰기/실험기: 고속 비행을 위한 특수 목적 항공기에 적용된다.

극초음속 비행체를 개발하고 제어하는 것은 극심한 열을 견딜 수 있는 신소재 개발, 고효율 추진 시스템 구축, 그리고 초고속 상태에서의 정밀 제어 기술 등 해결해야 할 기술적 난제가 많다.