초음속

초음속은 물체의 속력이 소리의 전파 속력, 곧 음속보다 빠른 속력을 갖는 것을 말한다. 다시 말해, 음속을 기준으로 속력을 나타내는 것이 마하의 수이므로, 초음속은 마하 1 이상의 속력을 말한다.

일반적으로는 초음속을 말할 때는 공기 중에서의 음속을 기준으로 한다. 그런데 공기 중에서 전파되는 소리의 음속은 온도와 습도에 따라 달라진다. 온도가 높을수록 음속이 커지며, 습도가 높을수록 공기 분자보다 가벼운 수증기의 함량이 증가하므로 소리의 전달 속력이 증가한다. 일상적으로 공기 중에서의 음속은 대략 340 m/s 정도이며, 높은 하늘 위의 성층권에서는 낮은 온도로 인해 음속은 대략 300 m/s 정도이다.

총알은 초음속으로 날아간다. 또한 긴 채찍을 휘두를 때 순간적으로 채찍의 움직임이 음속을 초과하는데, 이때 발생하는 충격파에 의해 '딱'하는 소리가 들린다. 또한 초음속으로 날아가는 비행체들이 있다. 초음속으로 날아가는 비행체는 제트엔진이 개발된 이후 등장하였다. 초음속 비행이 음속보다 느린 비행과 근본적으로 달라야 할 이유는 없으나, 초음속 비행체는 충격파를 발생시켜 항력이 급격하게 증가하므로 초음속으로 비행하는 일은 쉽지 않다. 초음속으로 비행할 수 있는 엔진 성능을 가졌더라도 물체를 장착하여 기체의 중량이 증가하거나 낮은 고도에서 비행하면 급격한 연료 소모 증가 등으로 인해 초음속으로 비행하기는 어렵다.

최신의 전투기들은 거의 모두 초음속 비행이 가능하다. 우리나라도 2005년 이후 초음속 훈련기 T-50을 생산하고 있다. 여객기로는 마하 2의 비행이 가능하였던 초음속 여객기 콩고드가 있다. 콩고드는 비행 중 공기와의 마찰로 선체의 온도가 상승하여 기체가 팽창할 것을 고려하여 설계되었다. 콩고드는 3시간대에 대서양을 횡단하는 빠른 비행을 자랑하였지만 과다한 연료비, 소닉붐에 의한 소음으로 육지 구역에서의 초음속 비행 금지, 환경 문제 등으로 경제성을 확보하지 못해 결국 운항이 중단되었다. 그러나 이전의 초음속 여객기의 단점을 보완한 차세대 미래 초음속 여객기의 개발은 지금도 계속되고 있다.