러시아에서 폭발한 '핵추진미사일' 에 대해 알아보자
폭발사고의 움짤은 여러번 봤을것이다.
최근 러시아에서 핵폭발 사고가 일어 났는데,
러시아 핵미사일 폭파지점은 뇨녹사라는 이름의 모스크바와 핀란드 쪽이라고하니 뭐 우리는 걱정하지 않아도 될것이다.
러시아의 신형 핵추진미사일이 원인이라고 한다.
그러니까 핵폭발 사고는 맞지만, 핵폭탄이 터진 것이 아니고, 핵연료로 추진되는 추진체가 폭발 했다고 보면 된다.
핵잠수함, 원자로항공모함은 들어 봤는데 어떻게 미사일에 이것을 탑제를 할까?
아니 애초에 날아 갈 수는 있을까?
그 원리는 제트엔진에 바탕을 두고 있다. 흔히 우리가 타고 다니는 비행기와 여객기에 이런 류의 엔진을 사용한다. 그리고 미사일에도 사용한다.
물론 이런 프로펠러기도 있다. 참고로 연비는 프로펠러가 더 좋으나 속도는 제트엔진이 더 빠르다.
프로펠러기는 음속을 넘기지 못하기 때문이다.
아무튼 다시 제트엔진으로 돌아와서
제트엔진은
1. 엔진 앞쪽의 (진행방향) 공기를 압축
2. 연소실에서 연료를 분사하여 연소
3. 고온 고압의 배기가스를 후방으로 분사
이라는 3단계를 거쳐서
작용-반작용 의 법칙에 의해 추진력을 얻는다.
모든 제트엔진은 이 3단계의 과정을 공통적으로 거치는데 여기에 용도에 따라 조금씩 개량을 해서
터보제트엔진 - 가장 먼저발명 되고 구조가 단순함 (압축기-연소실-터빈)
터보팬엔진 - 터보제트를 개량 (팬-압축기-연소실-터빈) 하여 연비와 소음을 개선 & 현재 가장 많이 쓰이는 엔진
프롭팬엔진 - 아직 개발중인 엔진 터보팬과 터보프롭의 중간포지션
터보프롭엔진 - 저속에서 효율이 우수
램제트엔진 - 마하 2.5 이상의 초음속에서 효율이 우수 & 구조가 극단적으로 단순함
스크램제트엔진 - 마하 5 이상의 극초음속에서 사용이 가능하도록 램제트를 개량
터보샤프트/가스터빈 - 연소된 고온고압의 배기가스를 그대로 분사하지 않고 터빈을 돌려 회전력을 얻는 엔진 (헬기 / 선박 / 전차 등에 사용)
여러가지 형태가 만들어지고 적합한 곳에 사용되는데 이 제트엔진들 중 램제트엔진이 핵추진미사일에 사용된 엔진이다.
우선 기본적인 제트엔진은 크게 3부분으로 나누어지는데
1. 압축기 - 2. 연소실 - 3. 터빈 의 구조에서
각각의 부위가
1. 압축기가 공기를 흡입하여 압축시키면
2. 고압의 공기에 연료를 분사하여 연소
3. 배기가스를 후방으로 분사하며 압축기 터빈을 구동 + 추진력을 얻음
이렇게 작동하면서 추진력을 얻게된다.
램제트엔진의 경우에는 초음속으로 비행시 비행체의 속도와 엔진 흡기구의 형태에 의해
공기가 자연스럽게 압축되는 원리에 의해서 압축기와 터빈없이 순수하게 연소실만 존재하는 엔진이다.
(대신 램제트엔진이 작동 가능한 마하2.5 까지는 다른 수단을 이용해서 가속시켜줘야한다.ㅠ)
그런데 여기서 어차피 연료를 이용한 연소의 역할은 압축공기를 고온으로 가열하여 후방으로 분사하는 역할인데
이 과정을 원자로로 대체할 수 있다는 발상이 나오게 된다.
원래부터 원자력발전과 화력발전의 차이가 발전기 구동터빈을 돌려주는 증기생산에 대한 열에너지원이라
램제트엔진의 연소실에 소형원자로를 가동시켜 원자로에서 발생한 열에너지를 이용 압축공기를 고온으로 가열시키면 된다는 이론이다.
연료대신 원자로를 램제트엔진의 동력원으로 사용한다면 거의 무제한의 항속거리를 갖는 이점이 추가적으로 생기기도하고
러시아가 저러는데 미국은 뭐하고 있나고?
사실 원자력추진 미사일은 미국에서 1960년대에 먼저 플루토 계획이라는 이름으로 연구 개발을 시작했다.
당시 계획된 미사일은 원자로를 탑재한 램제트엔진을 동력원으로 1메가톤 핵탄두를 14 ~ 24 발 탑재하며 (붉은사각형)
램제트엔진이 작동가능한 마하2.5 이상의 초음속까지는 고체연료부스터를 이용해서 가속하는 방식이다. (푸른사각형)
하지만 속도와 가성비 공격력면에서 원자력추진 미사일보다 우수한 탄도미사일(ICBM)이 만들어지면서 개발이 중단되버린다.
소련도 마찬가지로 ICBM을 배치하며 원자력추진 미사일을 개발할 필요성이 사라졌지만
냉전이후 미국이 MD(미사일방어) 시스템이 실전배치되면서 ICBM이 막히게 되자 러시아는 다시 원자력추진 미사일에 관심을 가지는데
9M730 부레베스트니크 (나토코드 : SSC-X-9 Skyfall) 원자력추진 순항미사일이다.
하지만 실전배치 가능성을 묻는다면 음......... 잘모르겠다.
2017년에 9M730을 바다에 빠트려서 러시아가 목숨걸고 수색하기도 했다.
그런데 2년후 다들 아는 것처럼 올해 추진기관의 핵심인 원자로가 폭발했다 ㅋㅋㅋㅋㅋ
과거의 계획이나 현재의 기술수준을 통해 짐작해보면 러시아가 미국수준의 미사일방어능력(MD에 준하는)을 갖게 된다면
당연히 미국도 현재 러시아가 언플중인 원자력추진 미사일이든 원자력추진 어뢰든 더 뛰어난걸 개발해서 배치할 역량이 충분하단걸 알 수 있다.
