스카이론(Skylon)은 마하5, 그러니까 음속의 5배 이상에 달하는 속도로 비행해 지구 반대편까지 불과 4시간 만에 도달할 수 있는 여객기다. 스카이론에 들어간 혁신적인 하이브리드 엔진인 세이버(SABRE)는 현재 개발 중이며 오는 2019년에는 실제 비행 테스트를 진행할 예정이다.
스카이론을 개발 중인 곳은 영국에 본사를 둔 연구개발기관인 리액션엔진스(Reaction Engines)다. 이곳은 제트엔진과 로켓엔진 2가지 구조를 갖춘 새로운 방식의 항공기 엔진인 세이버(Synergetic Air-Breathing Rocket Engine)을 20년에 걸쳐 개발하고 있다. 2019년에는 실제로 이 엔진을 탑재한 기체 시험 비행도 계획되어 있다.
세이버 엔진을 탑재한 스카이론은 마하 5.4 이하 비행을 하면서 공기 중 산소에서 연료를 연소하는 브리징 모드로 비행한다. 여기에서 액체산소와 액체수소를 연소하는 로켓모드로 전환, 더 가속화해서 로켓처럼 비행한다.
스카이론이 현실화되면 기존보다 훨씬 낮은 비용으로 운용할 수 있는 우주로켓과 지구 반대편까지의 도달 시간을 불과 4시간으로 줄이는 초고속 여객기가 실현될 것으로 기대된다.
실험 단계인 세이버 엔진은 작은 제트엔진 정도 크기지만 보통 엔진 앞에 들어가는 거대한 팬이 없다. 마하5 초고속을 위해 압축된 공기는 1,000도가 넘는 온도로 가열된 상태에선 엔진으로 가져올 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 개발한 게 액체 헬륨을 이용한 프리 쿨러다. 초고온 공기는 프리 쿨러에 의해 0.01초 만에 영하 150도까지 식혀지고 엔진에 들어간다. 프리 쿨러는 액체 헬륨이 통과하는 좁은 파이프를 무수하게 늘어놓고 공기 중 열을 효과적으로 흡수할 수 있는 구조를 취했다. 열교환 효율은 400MW에 달한다.
뜨거운 공기가 들어오면 파이프 주위에 소용돌이를 만들어 냉각하는 것. 세이버 엔진은 압축 공기를 그대로 연소에 사용하는 스크램제트엔진과는 전혀 다른 구조다.
기존보다 낮은 비용으로 운용을 기대할 수 있다는 것도 장점 가운데 하나다. 스카이론은 조종사 없이 비행이 가능한 무인기로 개발을 진행하고 있다. 회사 측은 세이버 엔진과 스카이론을 만들어 기존보다 10분의 1 이하로 우주공간에 물자를 보내는 게 가능할 것으로 기대하고 있다. 또 불과 4시간 만에 지구 반대편에 도달하는 여객기의 경우 승객이 낼 요금은 퍼스트와 비즈니스 클래스 중간 정도라고 밝히고 있다. 이런 꿈의 기체가 언제 실용화될 것인지에 대해 관심이 모아지는 이유다.
전자신문인터넷 테크홀릭팀
최필식기자 techholic@etnews.com