비행기에서 발생하는 진정한 충격파

충격파는 비행체가 공기중에서 음속을 초과 할 때 발생하는데, 비행체가 반드시 음속을 돌파하지 않아도 발생한다.
항공기가 천음속 영역(마하 0.9 부근)에서 비행중이면 항공기의 두꺼운 부분(날개의 가장 두꺼운 부분, 캐노피 부분, 엔진 장착부 등)은 지역적으로 주변 공기흐름이 음속을 돌파한다. 돌출 부분에서 공기 흐름이 더 빠르기 때문이다.

<위 그림은 천음속 영역에서 음속을 돌파한 부분의 공기흐름을 가시화 한 것이다.>

<1971년 해군기지에서 찍은 사진으로 당시로서는 매우 귀한사진이다. 공기 흡입구 부분과 날개 윗 부분에서 충격파가 발생하였고, 지상 낮은 고도에서 발생하였다. 충격파는 항공기 위 아래에서 모두 발생한다.>

<블루엔젤스 F-18 Hornet이다. 바다위를 저공비행하면서 항공기 일부에서 음속 돌파가이루어 졌다. 항공기에서 발생한 충격파는 바다위 수면을 강타하여 바다 수면 위에 물보라를 일으키고있다. 조종석 윗면에도 부분적으로 음속을 돌파하여 구름이 형성되어있다.>

<F-18 항공기가 날개위에서 캐노피 뒷쪽 부분에서 충격파가 형성되었다. 이 항공기는 현재 거의 마하 0.9~0.95 수준이다. 만일 항공기 전체가 마하 1.0을 넘게되면 동체 전방에서 부터 충격파가 형성된다. 하지만 천음속에서는 부분적으로 음속을 돌파하는 둥근 부분에서 발생한다.>

<마치 구름을 뚷고 나오는 듯한 F-18E.>

위 사진들은 전부 F-18이다. 많은 음속 돌파 사진 중에 왜 유독 F-18이 많으며 F-15, F-22 등은 매우 드물까?
그 이유는 충격파가 우리 눈에 보이게 하는 것은 주변의 기후와 관계있다. 충격파는 대개 눈에 보이지 않는다. 그저 공기의 압축된 형태이다. 하지만 습도가 매우 높은 날에는 공기의 압축파형에 뒤쪽으로 수증기 응축 현상이 일어나고 이를 통해 눈으로 보이는 것이다. 이런 조건은 주로 해상이나 더운 습한 지역에서 가능하므로 주로 해상 비행을 하는 F-18에서 많이 확인되고 사진 촬영이된다.

F-4E 음속 돌파 순간

B-1B 를 약간의 시간차를 두고 촬영한것,

B-1B 폭격기는 초음속 비행이 가능한 전략 폭격기이다. 정말 아름다운 한 순간이다.

여기 이사진으로 절대 수증기 응축이 아님을 증명합니다. 동영상과 함께 찍힌 사진입니다.