콩코드 퇴출 ‘항공업계 난제’ 풀렸다…X-59, ‘조용한 초음속 비행’ 성공

곽노필의 미래창
새 부리 닮은 설계로 소음 줄여
자동차 문 닫는 소리 수준 구현

미국항공우주국의 조용한 초음속기 X-59가 지난 5일 시험비행에서 처음으로 음속을 돌파했다. 미국항공우주국 제공

항공업계의 숙원 가운데 하나인 ‘조용한 초음속 비행’이 마침내 현실로 다가왔다.

미 항공우주국(나사)은 지난 5일(현지시각) 록히드 마틴과 함께 개발하고 있는 저소음 초음속 시제기 ‘X-59’가 처음으로 음속을 돌파하는 초음속 시험비행에 성공했다고 발표했다. 2025년 10월 첫 시험비행에 성공한 지 7개월만이다.

나사에 따르면 X-59는 이날 캘리포니아 에드워즈공군기지에서 이륙해 81분간 상공을 누비며 최고 고도 1만3100m, 최고 속도 마하 1.1(시속 1147km)을 기록했다. 나사는 음속 돌파 순간 외부비전시스템(XVS) 화면에 ‘마하 1.077’이라는 숫자가 선명하게 찍힌 사진을 공개했다.

재러드 아이작먼 나사 국장은 “X-59가 2025년 10월28일 첫 시험비행 이후 지난 90일 동안 16차례 비행을 성공적으로 마치며 안정적인 시험 비행 리듬을 확보했다”고 밝혔다.

이번 비행의 핵심은 비행기가 음속을 돌파할 때 발생하는 음속 폭음 현상인 ‘소닉 붐(Sonic Boom)’을 획기적으로 줄이는 데 성공했는지 확인하는 것이었다. 항공기의 비행 속도가 자신이 만들어낸 소리의 이동 속도를 추월하게 되면 소리가 겹치는 현상이 발생하고, 그 결과 원뿔형 충격파가 형성되는데 이것이 바로 소닉 붐이다.

X-59의 비행 상황을 보여주는 화면에 음속을 넘어섰음을 뜻하는 `마하 1.077\'(M 1.077)이 표시돼 있다. 미국항공우주국 제공

조종석엔 창문 대신 디지털 화면

나사는 이날 비행을 모니터링하기 위해 가까이서 함께 비행한 F-15 추적기의 소닉붐이 X-59의 소음을 완전히 덮어버렸다고 전했다.

X-59는 소닉 붐 문제를 해결하기 위해 항공기 앞쪽을 새의 부리처럼 뾰족하게 하고, 동체도 길쭉하게 해 파형을 분산시킬 수 있도록 설계했다. 조종석 앞에 뾰족하게 나온 부분의 길이가 전체 길이의 3분의 1이 넘는다. 이에 따라 음속을 돌파해도 지상에서는 자동차 문을 닫을 때 나는 쿵 소리 정도의 소음(75dB)만 들린다.

반면 2003년 퇴역한 첫 초음속 여객기 ‘콩코드’는 1만5000m 고도를 비행할 때 지상 100km 범위의 지역에 엄청난 소닉붐이 발생했다. 콩코드의 소음 크기는 105dB이었다. 이에 따라 콩코드는 육지 상공 비행이 금지됐다.

X-59는 소음을 줄이는 대가로 조종사 앞쪽의 기수가 매우 길고 좁아지는 바람에 조종사의 전방 시야가 확보되지 않는다. 록히드마틴은 이를 보완하기 위해 조종사 앞쪽 창문을 아예 없애고, 비행기 외부에 설치된 카메라와 연결된 화면을 통해 전방을 주시할 수 있도록 했다. 외부비전시스템(XVS)이라는 이름의 이 장치는 모니터에 비행 관련 데이터를 함께 띄워준다.

위에서 본 X-59 초음속기. 웹방송 갈무리

다음 비행땐 음속 1.4배 도전

나사는 가까운 시일 안에 다음 단계로 최고 고도 1만6760m와 최고 속도 마하 1.4(시속 약 1489km)에 도전한다. 이는 X-59가 앞으로 미국 내 상공을 비행할 때의 조건에 해당한다.

이 시험비행이 마무리되면 나사는 X-59를 미국의 실제 주거 지역 상공으로 비행시켜 지상 주민들이 느끼는 소음 정도를 측정할 계획이다.

이후 이 데이터를 미국 당국과 국제 항공기구에 제출해, 1973년 이후 묶여 있던 ‘육지 상공 초음속 운항 금지’ 규제를 풀 과학적 표준을 정립하겠다는 구상이다. 앞서 도널드 트럼프 대통령은 2025년 6월 민간 초음속 항공기 운항 금지 조치를 해제하는 행정 명령에 서명하고 , 연방항공청(FAA)에 새로운 초음속 항공기 소음 인증 기준을 마련하도록 지시했다. 나사는 또 저소음 초음속기 개발이 완료되면 민간에 설계 도구와 기술을 제공할 계획이다.

그러나 초음속기엔 소음 말고도 해결해야 할 문제가 하나 더 있다. 2021년 나사 보고서에 따르면 초음속기는 일반 제트기보다 온실가스를 더 많이 배출할 수 있다.

나사와 록히드 마틴만이 초음속 여객기를 개발하고 있는 건 아니다. 콜로라도에 본사를 둔 ‘붐 수퍼소닉’도 2027년 첫 비행을 목표로 초음속 여객기를 개발하고 있다. 이 회사의 시제기 XB-1은 지난해 1월 음속을 돌파하는 데 성공했다. 승객 최대 80명을 태우고 최고 비행 속도 마하 1.7을 목표로 하는 이 초음속기는 사람이 없는 바다 위에서만 초음속으로 비행해 소음 문제를 피한다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr