[고든 정의 TECH+] 지면 효과 이용한 ‘위그선’ 도전하는 미국…이번엔 성공할까? 

1976년 미국의 정찰 위성은 카스피해에서 구소련이 개발 중인 것으로 보이는 새로운 선박을 발견했습니다. 미 정보 당국은 이 기체에 카스피해의 괴물이라는 별명을 붙였는데, 이제까지 본 적이 없는 괴상한 물체였기 때문입니다. 

카스피해의 괴물은 길이가 100m에 달하는 거대한 항공기 형상을 지녔지만, 활주로 대신 수면을 가르며 떠올라 시속 540㎞로 수면에 거의 붙어 비행했습니다. KM으로 알려진 카스피해 괴물의 정체는 구소련이 개발한 위그선(WIG, wing-in-ground-effect )이었습니다.

위그선은 지면 효과를 이용한 항공기+선박이라고 할 수 있습니다. 비행체의 날개가 지면에 매우 가까운 경우 지면과 날개 사이의 압력이 상승하고 비행체를 잡아당기는 힘인 유도 항력은 감소해 적은 에너지로도 빠르게 비행할 수 있는데, 이를 지면 효과라고 부릅니다.

카스피해의 괴물은 지면 효과를 이용해 비슷한 엔진을 탑재한 항공기보다 훨씬 많은 화물을 탑재하면서 선박보다 훨씬 빨리 움직일 수 있었습니다. KM을 기반으로 개발한 기반으로 룬(Lun)급 위그선은 구소련 붕괴 직전 한 척이 완성되어 실전 배치되기도 했습니다. 하지만 역설적으로 구소련의 위그선 프로젝트는 위그선 상용화가 쉽지 않다는 것을 보여줬습니다. 

위그선의 문제점 중 하나는 파도가 높거나 장애물이 있는 상황에서는 안정적인 지면 효과를 기대할 수 없다는 것입니다. 따라서 바다 상태에 따라 고도 150m나 혹은 그 이상 높이로 비행할 수 있는 위그선+항공기 형태가 대안으로 제시됐습니다. 또 다른 문제는 위그선이 바다에 착륙하거나 이륙할 때 동체의 상당한 충격과 함께 저항이 생긴다는 것입니다. 

하지만 미국 국방고등연구 계획국(DARPA)은 새로운 디자인과 기술을 적용하면 이 문제를 극복할 수 있다고 생각하고 리버티 리프터(Liberty Lifter)라는 새로운 위그선 프로젝트를 시작했습니다. 

리버티 리프터는 100t 정도의 화물을 7500㎞ 거리까지 수송하는 것이 목표로 일반 항공기보다 훨씬 적은 연료로 많은 화물을 실어나를 수 있을 뿐 아니라 활주로가 없는 해안가에 착륙할 수 있습니다. 따라서 세계 각지에서 작전을 수행하는 미군에 물자를 보급하거나 상륙 작전을 보조할 수 있습니다. 만약 장애물이 있거나 파도가 높은 상황에서는 최대 3050m 정도까지 고도를 높일 수 있어 운행이 어려운 상황도 극복할 수 있습니다. 

리버티 리프터가 과거 구소련의 위그선과 가장 다른 점은 두 개의 동체를 연결한 쌍동선 구조라는 것입니다. 이런 디자인은 공간 활용도에서는 불리하지만, 물에서 이착륙할 때 저항을 줄일 수 있습니다. 그리고 상대적으로 넓은 날개 덕분에 연료를 많이 써서 높은 고도로 비행할 때도 비행 효율이 우수할 것으로 예상됩니다. 다만 실제로 이런 디자인의 대형 위그선이 잘 비행할 수 있을지는 실제 날려 보기 전까지 누구도 장담할 수 없습니다. 

DARPA는 리버티 리프터의 초기 개발 자금으로 1500만 달러를 투자한 상태로 2025년까지 프로토타입을 개발하고 풀 스케일 모델은 2027년 비행할 계획입니다. 만약 리버티 리프터가 실용적인 위그선의 가능성을 보여준다면 군수용만이 아니라 민수용으로도 상당한 수요가 예상됩니다. 현재는 초기 개발 단계로 어떤 결과가 나올지 예상이 어렵지만, 결과에 따라 해상 운송 및 물류에서 상당한 혁신이 이뤄질 수도 있습니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com