도전과제:
1. 고온 저항 :복합재료는 초음속 비행으로 인해 발생하는 극한의 온도(섭씨 수백도를 초과할 수 있음)를 견뎌야 합니다.
2. 구조적 강점 :복합재료는 초음속 비행 중에 경험하는 강렬한 공기역학적 힘을 견딜 수 있을 만큼 강해야 합니다.
3. 공기역학적 효율성 :복합재료는 항력을 최소화하고 안정성을 유지하기 위해 매끄럽고 공기역학적 표면을 가져야 합니다.
4. 무게 :비금속 복합재료는 일반적으로 기존 금속 재료보다 무겁기 때문에 항공기의 전체 중량과 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
5. 제조 복잡성 :복합재료는 레이업(layup), 경화(curing), 본딩(bonding) 등 복잡한 제조공정을 필요로 하며, 이는 시간과 비용이 많이 소요될 수 있습니다.
6. 비용 :비금속 복합재료는 일반적으로 기존 금속 재료보다 가격이 비싸 항공기의 전체 비용을 증가시킵니다.
7. 규정 및 인증 :항공기 구조에 비금속 복합재를 사용하려면 추가적인 규제 승인 및 인증 프로세스가 필요할 수 있습니다.
현재 연구 및 개발 :
이러한 과제에도 불구하고 초음속 항공기에 비금속 복합재를 사용하기 위한 연구 개발 노력이 계속되고 있습니다. 고온 저항성 복합재 개발 및 제조 기술 개선과 같은 재료 과학의 발전으로 일부 주요 과제가 해결되고 있습니다.
실험적인 극초음속 항공기인 보잉 X-51 웨이브라이더(Boeing X-51 Waverider)는 비금속 복합재료를 제작에 활용하여 고속 비행에 이러한 재료의 잠재력을 보여주었습니다. 그러나 X-51은 연구 프로젝트였으며 이러한 기술을 실제 전투기에 적용하려면 상당한 추가 개발이 필요했습니다.
요약하자면, 비금속 복합재로 초음속 전투기를 제작하는 것은 이론적으로 가능하지만 온도 저항, 구조적 강도, 공기 역학, 무게, 제조 복잡성, 비용 및 규제 승인과 관련된 상당한 과제가 있습니다. 지속적인 연구 개발은 이러한 과제를 해결하고 미래 고속 항공기 설계에서 복합재의 잠재력을 탐구하는 것을 목표로 합니다.
