초음속 비행—앞으로 지속될 것인가?

1976년 1월 21일 항공 사상 새로운 시대가 열렸다. 머리가 새의 부리 모양으로 된 두대의 맵시있는 비행기가, 하나는 ‘런던’에서, 다른 하나는 ‘파리’에서 활주로를 달려 거의 동시에 이륙하였다. 서방 세계에서 초음속 민간 항공 여행의 막이 올려진 것이다!

‘파리’를 이륙한 비행기는 ‘세네갈’의 ‘다카르’를 거쳐 ‘브라질’의 ‘리오데자네이로’로 처녀 비행을 하였다. 앞자리에 앉은 승객들이 볼 수 있는 항공 속도계(‘마하’계)가 음속에 도달했을 때의 상황을 승객 한 사람은 이렇게 전하였다. “흥분과 갈채가 있었다. 다음에 조종실로부터 이러한 발표가 있었다. ‘신사 숙녀 여러분, 여러분은 세계 역사상 정기 비행에서 음속을 능가한 최초의 승객 100명이 되셨읍니다.’”

실제로, 소련은 1975년 12월에 TU-144기로 초음속 비행을 처음으로 시작했지만 그 비행은 우편물과 화물만을 위한 것이었다. 1977년 11월에 와서야 비로소 소련은 ‘모스크바’에서 중앙 ‘아시아’의 ‘알마아타’에 이르는 초음속 정기 여객 운항을 시작했다.

초음속 여객 운항을 시작한 비행기는 영불 합작 ‘콩코오드’기였다. 열 여섯대의 ‘콩코오드’기가 제작 완료 혹은 제작중에 있으며, 아홉대가 현재 운항중이다.

첫 해에 ‘콩코오드’기의 유임 승객수는 45,000명이었다. 이 비행기의 운항에 대한 반대가 없었더라면 그 수는 훨씬 더 많았을 것이다. ‘워싱턴’ 시에의 정기 운항은 1976년 5월 24일에야 허가되었다. 그리고 다시 1년 반이 지나서 1977년 말에야 비로소 ‘뉴우요오크’ 시에의 정기 운항이 허가되었다.

초음속 ‘제트’ 여객기에 대한 반대가 많이 있는 이유는 무엇인가? 초음속 여객기의 운항이 계속 되기는 참으로 어려운 입장에 있는가? 초음속 여행의 장점은 무엇인가?

소리보다 빠른 여행

분명한 장점은 목적지에 더 빨리가는 속도이다. ‘파리’에서 ‘워싱턴’ 시까지는 음속보다 느린 ‘제트’기로 비행하는 데 일반적으로 7시간 내지 8시간 걸린다. 그러나, ‘콩코오드’기의 한 승객은 이렇게 말하였다. “‘에어 프랑스 항공사’ 소속 ‘콩코오드’ 53번기는 [‘파리’]의 ‘샤들르드골’ 공항을 오후 8:00에 떠나 [‘워싱턴’ 시 근처] ‘덜레스’ 국제 공항에 오후 5:55에 착륙하였다. ··· 이 여행은 정확히 3시간 55분 걸렸다.”

그렇다. ‘콩코오드’기를 타고 서쪽으로 여행하는 승객들은 그들이 떠날 때보다 실제로 더 이른 시간에 목적지에 도착한다. 이것은 ‘콩코오드’기가 태양이 하늘을 횡단하는 시간보다 더 빨리 비행하기 때문이다. 그러므로, 일몰 광경을 보고 ‘유럽’을 떠난 승객이 해가 있을 때 미국에 도착하여 같은 날 일몰 광경을 한번 더 볼 수 있다! 또, 가령 4월 22일 이른 아침에 ‘파리’를 떠난 사람이라면 4월 21일 밤에 ‘뉴우요오크’에 도착할 수 있을 것이다.

‘콩코오드’기는 ‘라이플’총 탄알과 거의 같은 속도로 운항한다. 비행 시간의 단축은 여행의 피로를 줄이는데, 승객들은 이것을 진정한 장점이라고 지적한다. 다른 여객기에 비하여 승객의 불편이 최소한으로 줄어든다. 한 여행자는 “‘콩코오드’기를 한 번 타본 사람이라면 결코 다른 비행기를 타려고 하지 않을 것이다” 하고 말하였다.

일반 대중은 오래 전부터 속도가 빠른 비행기를 더 좋아하였다. 1930년대에, DC-3기는 미국 횡단 비행 시간을 19시간에서 15시간으로 단축함으로 보잉 247기를 구시대의 것으로 만들었다. 제 2차 세계 대전 후 여객기들은 속도면에서 향상을 거듭해 왔다. 그러다가 1958년 여객기들이 ‘제트’ 추진력을 이용하기 시작했고 비행 시간이 갑자기 더욱 단축되어, ‘피스톤 엔진’을 이용한 비행기는 구식이 되었다.

얼마 후 ‘제트’ 여객기는 음속에 접근하기 시작하였다. 그리고 군사적인 초음속 비행기 개발과 관련하여 민간인들도 소리보다 빠르게 여행하는 것은 지극히 논리적인 것으로 생각되었다.

소리 장벽

해수면의 따뜻한 공기 속에서는, 소리의 시속이 약 1,220‘킬로미터’이고 약 11,200‘미터’의 고도에서는 약 1,060‘킬로미터’이다. 공기에는 강한 탄력이 있으며, 비행기가 느린 속도로 움직일 때, 공기 분자는 비행기의 진로를 피하기 위하여 빠르게 움직인다. 그러나 속도가 음속에 이르면 사정이 달라진다.

초음속 비행기는 공기 분자의 운동을 앞지르기 때문에 비행중 공기층을 압축한다. 그리하여, 강한 진동을 일으키고 비행기 외면을 가열시키는 커다란 마찰력이 조성된다. 공기의 강력한 저항의 결과로, 한 때 많은 사람들은 무너질 수 없는 소위 “소리 장벽”이 있다고 생각하였다.

그러나, 항공기 구조가 개량됨으로써 마찰이 줄게 되었고, 마침내 음속을 능가하는 것을 가능케 하였다. 이것은 1947년 10월 14일 유인 비행기—‘로케트’ 비행기—에 의해 최초로 달성되었다. 그러나 1953년에 와서야 ‘노오드 아메리칸’ 항공사 소속 F-100 ‘수퍼 세이버 제트’ 전투기가 수평 비행에서 소리보다 더 빨리 날으는 최초의 ‘제트’기가 되었다. 1950년대 말에, 초음속 군용기가 사용되었다. 1960년대중의 실험에서 DC-8기가 소리 “장벽”을 깨는 첫 여객기가 되었다. 그 때에는 초음속 여객기가 이미 준비 단계에 있었다.

개발

소련, 미국, 영국 및 ‘프랑스’는 모두 그러한 비행기 제작에 관심이 있었다. 사업의 규모 때문에, 영국과 ‘프랑스’는 합작을 위해 1962년 11월 29일 협정에 조인하였다. 당시에는 초음속 여객기를 최고 500대까지 세계 시장에 내놓을 수 있을 것으로 기대되었다. 영국 항공사 판매부장은 1975년까지 225대의 ‘콩코오드’기를 판매할 수 있을 것으로 예견하였다.

얼마 후, ‘콩코오드’기의 예비 제품이 생산되었다. 첫 제품은 1969년 3월 2일 비행하였고, 1970년에 처음으로 초음속에 도달하였다. 그러나, 계속적인 제작비 인상 문제가 있었다. 동시에, 초음속 비행이라는 전반적인 개념에 대한 매우 강한 반대가 있었다. 그리하여 1971년 봄에 미국은 의회가 근 10억 ‘달러’를 지출한 후 더 이상의 정부 자금 지원을 중단하자 미국은 ‘콩코오드’기 생산 계획을 폐기하였다.

기대됐던 ‘콩코오드’기 판매는 실현을 보지 못하였다. 선택 매매의 최고수는 74대에 불과하였다. 그 다음, 1973년 1월 21일 ‘판 아메리칸 월드 항공사’와 ‘트랜스 월드 항공사’가 13대의 비행기를 구입하려는 계획을 취소한 것이 치명타였다. 다른 항공사들도 선택 구입권을 기권하였다. 그리하여, ‘콩코오드’기를 소유하고 있는 유일한 항공사들인 ‘브리티시 항공사’와 ‘에어 프랑스 항공사’ 외에, 중공과 ‘이란’ 항공사만이 아직도 ‘콩코오드’기를 주문하고 있는 실정이다.

1973년 6월에 또 다른 커다란 타격이 있었는데 그 타격은 ‘파리’ 비행 대회 중에 있었다. 소련인들이 예비 제품 TU-144 초음속 비행기 시범 비행을 하다 추락하여 최소한 13명이 사망하였다. 이 때문에 아직까지 ‘콩코오드’기 선택 구입권을 가지고 있던 항공사들이 우려를 나타냈으며, 안전도에 대해서도 의문을 품었다. 또한, 소련의 계획이 장벽에 부딪쳐 소련은 마침내 초음속 여객 운항을 시작하는 면에서, 영국과 ‘프랑스’보다 거의 2년이나 뒤떨어졌다.

1973년 12월 6일 최초로 생산 표준형 ‘콩코오드’기가 비행을 시작하였다. 전세계에 걸친 비행시험이 있었다. 그 비행기는 40여개국을 방문, 70개 국제 공항에 착륙하였다. 5,000여 비행 시간 후에, 그 비행기는 내항성(耐航性)을 인정받았고, 앞서 지적한 바와 같이, 1976년 1월에 정기 운항을 시작하게 되었다.

‘콩코오드’기를 이용한 여행은 사람이 지구상 거의 어느 곳이라도 12시간 이내에 갈 수 있음을 의미한다. 이 비행기는 다른 비행기의 비행 시간을 절반으로 단축하는 경우가 많다. 그러면 그러한 비행기의 운항에 그처럼 강력한 반대가 있는 이유는 무엇인가?

대기가 피해를 입을 수 있다

극지방 상공 약 10‘킬로미터’ 그리고 적도 지방 상공 약 16‘킬로미터’의 고도에서 성층권이 시작된다. 그곳에서 성층권은 위로 약 50‘킬로미터’까지 뻗쳐 있다. 그 하층부는 차고 맑은데, 초음속 비행기들은 바로 이 영역을 비행한다. 그러나 과학자들은 그 비행기들이 이 대기권을 오염시킬 수 있으며, 어쩌면 지상의 생명에 재난을 초래할지 모른다고 말하고 있다.

일부 사람들은 ‘제트’기의 배기 장치가 내뿜는 산화 질소가 성층권의 ‘오존’을 분해할 수 있을 것이라고 말하였다. ‘오존’은 태양으로부터 과도의 자외선이 지구에 도달하지 못하도록 막아 주는 보호 우산 역할을 한다. 일부의 추산에 의하면, ‘오존’이 단지 소량만 감소되어도 지구에 도달하는 자외선의 양은 크게 증가할 수 있을 것이라고 한다. 그 결과는 어떠할 것인가?

농작물, 삼림 환경, 곤충, 바다의 ‘플랑크톤’ 그리고 물론 인간 생명까지 악영향을 받을 수 있을 것이다. 사실, 일부 사람들은 ‘콩코오드’기의 운항을 1일 6회로 제한하여도 피부암이 증가할 수 있을 것이라고 우려하였다. 물론, 이것은 추측에 불과한 것이지만, 확실히 고려할 사항이다.

그러나 미국의 한 상원의원은 군용기들이 백만회 이상 초음속 비행을 했지만 ‘오존’층에 뚜렷한 해를 입히지 않았다고 지적하였다. 만일 초음속 비행이 참으로 심각한 위험성을 안고 있다면, 군용기의 초음속 비행을 금지하지 않는 이유가 무엇인가? 「뉴우요오크 타임즈」지에의 이러한 편지는 이에 대한 가치있는 점을 지적하고 있다.

“약간 놀랍게도, 나는 ‘오존’층에의 영향 때문에 초음속 수송기에 반대표를 던진 상원과 하원의원들이 대체로, B-1폭격기를 위한 기금 즉 244대의 초음속 폭격기 생산을 위해 2백 10억 ‘달러’를 책정하는 것에 지지표를 던진 바로 그 사람들임을 알고 있다. 보도 기관들은 또한 지난 10여년간 정기적으로 다수의 초음속 군용기가 비행을 계속해 왔다는 사실을 자세히 보도하지 않았다. ··· 한 가지의 초음속 비행기는 금하면서 다른 초음속 비행기는 금하지 않는 것은 내가 볼 때 위선적인 것 같다.”

그러나, ‘콩코오드’기에 대한 반대 즉 ‘뉴우요오크’ 시 ‘케네디’ 공항에 이르는 도로를 여러 시간 방해한 ‘데모’의 형태로 나타난 반대는 주로 또 다른 이유 즉 소음에 기초하고 있다.

소음 공해

현대 공항 가까이에서 여러 시간을 보낸 사람이라면 누구나 공항 가까이에서 살아야 하는 사람들을 확실히 동정할 수 있을 것이다. 현대 ‘제트’기들의 굉음은 귀를 먹먹하게 할 수 있다. 그리고 ‘콩코오드’기의 소음은 약간 다르기는 하지만 가장 큰 소음을 내는 것으로 알려져 있다.

‘워싱턴’ 시 근처에 있는 ‘덜레스’ 공항의 지배인 ‘덱스터 데이비스’는 이렇게 논평하였다. “그것은 낮고 깊은 소리이다. 그 소음은 ‘제트’기의 소음보다 훨씬 덜 시끄럽다.” ‘런던’의 ‘히드로우’ 공항 근처의 한 주민은 이렇게 말하였다. “‘콩코오드’기의 소리는 쉽게 분간이 된다. 그 소리는 전혀 다르다. 진동으로 인하여 현관의 창문이 흔들린다. 그리고 내가 ‘해튼 크로스’에 있는 친구 집에 있을 때 나는 손으로 귀를 막지 않을 수 없었다.”

다른 ‘제트’기에 비하여 초음속 비행기를 반대하는 의견은 여러 가지이다. 「월 스트리이트 저어널」지는 사설에서 “‘콩코오드’기의 이착륙 소리를 들은 사람들은 그것의 소음과 707기의 소음과의 차이를 거의 구분하지 못한다”고 논평하였다.

그러나, ‘콩코오드’기는 흔히 다른 ‘제트’기보다 더 많은 소음을 기록하고 있다. 하지만 1977년 11월 4일자 「뉴우요오크 포우스트」지는 이렇게 보도하였다. “어제 연방 항공국은 [‘콩코오드’기]의 시험 비행중 측정한 7개소의 평균 소음 ‘레벨’이 허용 한계를 넘지 않았다고 말하였다.”

그러나, 이것은 분명히 공항 가까이에 살고 있는 사람들에게 위로가 되지는 않을 것이다. 그들은 그들과 아마 고통을 느끼는 곳에 사는 다른 모든 사람들이 참기 어렵다고 생각하는 소음에 이미 시달리고 있다. 그리고 현재 항공기, 더욱 시끄러운 항공기의 이착륙 전망을 생각하고 그들이 그 항공기의 운항 중지를 바라는 것은 이해가 가는 일이다.

음속 폭음

‘콩코오드’기를 반대하는 사람들은 또한 ‘콩코오드’기가 일으키는 음속 폭음을 지적한다. 군용 초음속 비행기들이 증명한 바와 같이, “음속 폭음”은 유리를 부술만큼 강할 수 있다. 한 사람은 이렇게 기술하였다. “이 비행기들의 소리는 폭탄의 폭발음과 흡사하다. 나의 단층집 ‘커튼’이 안으로 날리고 건물 일부가 삐걱거렸다.”

음속 폭음은 소리가 공기를 압축하는 것보다 빨리 비행기가 여행할 때 생긴다. 갑자기 압축된 이 공기가 수 ‘킬로미터’ 거리에까지 들리고 느껴질 수 있는 충격파를 형성한다. 그것은 천둥과 같다. 사실, 벼락이 일으키는 소리도 음속 폭음이다.

비행기의 음속 폭음에 대한 널리 퍼진 오해는 비행기가 “소리 장벽”을 통과할 때만 음속 폭음이 생긴다는 견해이다. 실제로, 비행기는 초음속으로 날으므로 음속 폭음은 계속된다. 그것은 비행의 진로를 따라 광범위한 지역에 사는 사람들이 16‘킬로미터’ 아래에 있는 지상에서 들을 수 있다.

분명히, 음속 폭음은 큰 반대를 일으킬 만하다. 그러므로, ‘콩코오드’기는 주로 음속 폭음이 사람을 방해하거나 해를 입히지 않는 해양 위로 비행한다. 비행기가 사람이 거주하는 지역 근처를 비행할 때는 음속 폭음을 일으키지 않기 위하여 속도를 음속 이하로 늦춘다. 그러므로 ‘콩코오드’기는 주로 해외 노선에 제한되어 있다. 이러한 제한 때문에 다른 ‘제트’기들도 사람이 거주하는 지역 위에서는 거의 같은 속도의 비행을 할 수 있으며 요금은 훨씬 싸다.

지속될 것인가?

이것은 의미깊은 질문이다. 그리고 주로 문제가 되는 것이 돈이다. 여러 해 동안 ‘프랑스’와 영국 정부는 ‘콩코오드’기를 개발하기 위하여 30억 ‘달러’ 이상을 지출하였다. 이제 ‘콩코오드’기 한대의 가격은 약 8천만 ‘달러’로서, ‘점보 제트’기의 거의 두배이다. 더우기, 수송되는 승객수에 비해, 다른 ‘제트’기들보다 ‘콩코오드’기를 유지하는 데 훨씬 더 비용이 많이 든다.

‘콩코오드’기는 ‘점보’ 747‘제트’기 크기의 삼분의 일에 불과하며 수송하는 승객수도 삼분의 일 이하이다. 그러므로 다른 ‘제트’기 일등석보다 ‘콩코오드’기 여행은 약 20‘퍼센트’ 비싸다. ‘뉴우요오크’ 시와 ‘런던’간의 왕복 여행은 1,568‘달러’인데 비해, 다른 ‘제트’기의 왕복 1등석의 비용은 1,312‘달러’이고, 2등석 요금은 약 700‘달러’이다.

문제는, 사람들이 더 빨리 여행하기 위하여 가외의 돈을 기꺼이 지불할 것인가? 하는 것이다. 지금까지는 반응이 좋은 것 같지 않다. 초음속 비행기들은 돈을 벌여들이지 못했다. 사실, 1976년에 ‘콩코오드’기를 운행하는 두 항공사는 총액 5천 4백만 ‘달러’의 손해를 보았다!

특히 문제되는 것은, 현재 ‘콩코오드’기가 운항하는 항로 수가 적다는 점이다. ‘브리티시 항공사’는 ‘워싱턴’ 시, ‘싱가포르’, 그리고 ‘페르시아’ 만의 ‘바레인’으로 운항하고 있다. 그리고 ‘에어 프랑스 항공사’는 ‘워싱턴’ 시, ‘베네수엘라’의 ‘카라카스’, 그리고 ‘브라질’의 ‘리오데자네이로’로 운항하고 있다. 1977년 11월 이후에 비로소 두 항공사는 양국의 수도와 ‘뉴우요오크’ 간을 운항하기 시작했다.

‘콩코오드’기가 운행을 계속하려면 ‘뉴우요오크’와 같은 중요한 사업 및 인구 중심지에 정기 운항을 할 필요가 있음은 분명하다. 그러나, 주요한 결점은 ‘콩코오드’기의 항속 거리가 짧다는 점이다. 약 100명이 탈 수 있는 이 ‘콩코오드’기는 ‘파리’와 ‘워싱턴’ 시에 갈 수 있는 연료를 겨우 적재할 수 있을 뿐이다.

그러므로 ‘콩코오드’기가 안고 있는 문제점들은 심각하다. 그것은 16대 이상의 ‘콩코오드’기가 제작되지 않을 것임을 의미할지 모른다. 그러나, 대중은 빠른 속도를 좋아하기 때문에, 초음속 항공기는 운항을 계속할 것 같다. 사실, 1977년 11월에 미국 항공 우주국은 더욱 진보된 형태의 초음속 항공기의 설계를 연구하도록 새로운 270,000‘달러’ 연방 계약을 ‘록히이드’—‘캘리포니아’ 회사에 낙찰시켰다.

제안된 새로운 비행기는 200명의 승객을 시속 6,440‘킬로미터’의 순항 속도로 수송할 것이다. 항속 거리는 9,660‘킬로미터’가 될 것이며, 36,500‘미터’ 고도에서 비행할 것인데, 이러한 고도에서의 음속 폭음은 그것이 지구에 도달할 때 사람들이 불쾌하게 여길 정도가 되지 않을 것이다. 초음속 여행이 앞으로 어떻게 진전될 것인지를 주시하는 것은 흥미있는 일이다.

[11면 삽화]

“음속 폭음”은 비행 진로를 따라 그것이 땅과 교차하는 곳 어디에서나 들린다