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투명인간 같은 비행기가 있다고? 목록

 영화 '트랜스 포머'에서 스타스크림이 변신 해 미국 공군을 괴롭혔던 비행기를 기억 하나요?  그것은 미국의 스텔스 기술로 만든  'F-22 랩터' 라는 전투기 입니다.
이 전투기의 비밀은 상대편 적의 레이더에 포착되지 않는 다는 것입니다.
그럼 이 비밀을 풀기 위해 '스텔스 기술'에 대해 알아볼까요?


 


'스텔스'(Stealth)란 '은밀하게 조용히 이뤄지는 일'을 뜻하는 단어에요. 상대방의 눈, 레이저, 적외선 탐지기, 음향 탐지기를 자유롭게 벗어나 자신의 위치를 숨길 수 있죠.
하지만 한 가지 오해를 풀고 넘어갈 것은 항간에 나도는 이야기처럼 스텔스 기술이 비행기나 군함 등을 레이더에서 완전히 사라지게 하는 기술은 아니라는 점이에요. 스텔스기술은 레이더상에서 물체를 최소화시켜 항공모함을 구축함으로, 항공기를 작은 점으로 인식토록 ‘오판하게 만드는 기술’이라고 정의하는게 옳아요.
도대체 이 기술에 어떤 비밀이 숨겨져 있는 것일까요?
비행기의 위치를 알아 내는 방법은 직진 외에 다른 물체를 만나면 되돌아오는 성질(반사)을 가진 레이저를 쏘아 비행기의 몸체에 닿아 반사되어 돌아온 빛을 이용하여 알 수 있습니다. 그런데 만약 비행기가 레이더를 반사시키지 않거나, 레이더를 엉뚱한 방향으로 반사시키면 상대방은 비행기의 위치를 알 수 없을 것입니다. 스텔스 비행기는 바로 이점을 이용해 비행기 몸체를 수학적으로 계산해 레이더가 엉뚱한 방향으로 반사되게 만든 것이죠. 또 레이더가 비행기 몸체에 닿는 즉시 흡수해 버리도록 몸체 표면에 특수한 페인트를 바르는 방법도 있답니다.
이러한 스텔스 비행기의 구조를 ‘RAS(Radiation Absorbent Structure)’라고 하며 쉽게 말하면 ‘전파를 먹어버리는 구조’입니다. 이것을 정확하게 이해하려면 '입사각과 반사각'에 대해 잘 알아야 하는데요. 빛이 물체에 닿을 때 생기는 각으로 물체와 90°로 만나는 선(법선)과 빛이 이루는 각을 말합니다. 반사각’은 빛이 물체에 반사돼 튕겨 나갈 때, 법선과 빛이 이루는 각이고요. 이런 각도는 보통 0°에서 90° 사이의 값을 가집니다. 이때 중요한 점은 입사각과 반사각의 크기가 같다는 것입니다.
예를 들어 비행기 몸체에 레이저가 수직(90도)으로 닿으면 입사각 또는 반사각이 0도가 되어 빛이 들어왔던 그대로 되돌아 갑니다. 그러면 그 빛이 상대방에게 도달해 위치를 들키게 되죠. 그래서 스텔스 비행기를 만들 때는 '입사각'의 범위를 '예각'으로 만드는데 여기서 '예각'은 0도보다 크고 90도보다 작은 각입니다. 만약 레이저가 비행기 몸체를 만날 때 '예각'으로 만난다면 레이더는 입사각에 따라 엉뚱한 방향으로 반사되고 서로 마주 보는 비행기 몸체의 면과 면 사이를 반복해서 반사되다가 사라져 위치를 들키지 않을 수 있는 것입니다. 


 


LG 사이언스랜드 -해설이 있는 과학 '보이지 않는 하늘의 제왕 스텔스' 편을  참조하세요 .



 

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