블루엣지 항공블로그 자료검색방법

2012 포스팅 자료실 2013.03.21 12:42

안녕하십니까 블로그 관리자 블루엣지입니다.

2012년 1월 1일 블로그를 개설했는데 벌써 1년하고도 3개월이라는 시간이 흘렀네요...

막연히 항공자료를 모으는 블로그로 만들다보니 글들이 질서정연하지 못하고 카테고리도 난잡한 안타까운 상황이었습니다. ㅠ

이제 새로운 마음가짐으로 다시금 블로그를 운영해 보려고 합니다. 좀더 체계화되고 전문화된 글들을 포스팅하겠습니다.

현재 모든 글들은 2012 포스팅 자료실로 옮겨 놓았습니다.

자료 검색은 블로그 우측 상단에서 검색하시면 됩니다. 글의 내용중 필요한 자료나 퍼갈게 있으시면 언제든지 말씀해주십쇼. 바로 메일로 보내드리겠습니다. ㅎㅎ

앞으로 더욱 발전하는 블로그가 되도록 노력하겠습니다.

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용량기 검정 및 액체의 밀도 예비레포트

2012 포스팅 자료실 2013.03.17 22:53

화학 및 실험 1

 

용량기 검정 및 액체의 밀도 (예비레포트)

 

1. 실험목적

화학실험시 사용하는 액체 시약은 정확한 용량의 시약을 사용해야 오차가 없는 결과가 나오기 때문에 액체의 용량을 측정하는 기구인 뷰렛의 오차를 확인하고, 뷰렛의 사용법을 익히는데 있다. 또 액체의 밀도로 액체 시료의 질량과 부피를 측정하고 액체의 밀도와 시료의 질량, 부피를 이용해 용기에 표시된 부피의 정확도를 검정한다. 마지막으로 섭씨, 화씨온도의 관계식의 유도과정을 알아본다.

 

2. 원리 및 이론

1) 밀도(Density)

물질 속의 원자나 분자 배열의 조밀도, 합금이나 혼합물 속의 성분비 등을 알아내는 데 이용되는 밀도는 1mL 속에 포함된 물질의 질량으로, 단위는 g/mL를 사용한다. 순수한 물질은 고유한 밀도를 갖고 있지만 혼합물은 혼합물을 구성하는 성분들의 조성에 따라 밀도가 달라진다. 밀도는 온도, 색, 농도 등과 함께 물질의 양이 증가해도 변하지 않는 성질을 지니고 있다. 이러한 성질을 세기 성질이라고 한다. 반면에 질량, 부피, 열량 등은 물질의 양에 비례하여 증가하므로 크기 성질이라고 한다.

밀도는 질량을 부피로 나눈 값으로 밀도가 크다는 것은 같은 부피에 대해 질량이 더 크다는 것을 의미하므로 여러 물질이 섞여 있을때, 밀도가 큰 물질일수록 아래쪽에 위치하게 된다. 일반적으로 같은 물질에서 보통 고체는 분자들이 빽빽하게 모여 있는 상태로 밀도가 크며, 액체와 기체가 그 다음을 잇는다. 단 물의 경우 4"C에서의 부피가 0"C에서의 부피보다 작기 때문에 액체 > 고체 >> 기체 순으로 밀도가 크다. 이는 0"C의 물이 수소결합에 의해 육각형 모양의 결정을 만들면서 부피가 커지기 때문이다.
고체나 액체의 경우 밀도는 온도나 압력이 변해도 거의 변화하지 않는다. 그러나 기체의 경우에는 온도가 올라 갈수록 기체 분자의 운동이 활발해져 부피가 커지게 되고 따라서 밀도가 작아진다. 한편, 압력이 높아지게 되면 부피가 작아져 밀도가 크다.

 

2)비중(Specific gravity)
비중이란 4"C의 순수한 물을 비중 1로 했을때 물과 다른 물질의 비를 의미한다. 혹은 어떤 물질의 질량과 이것과 같은 부피를 가진 표준물질의 질량과의 비를 뜻하기도 한다. 표준물질은 앞서말한 1기압에서의 4"C 물을 취하고, 기체의 경우에는 0"C, 1기압하에서의 공기를 취한다. 비중은 온도와 압력(기체의 경우)에 따라 달라지며, 고체.액체에 대해서는 그 값이 소수점 이하 5자리까지 밀도와 일치한다. 대부분 비중과 밀도는 그 값이 같다고 생각해도 무방하다.

질량끼리의 비이므로 단위가 없는 무차원수가 된다. 4"C, 대기압 상태에서 공기가 녹아 있지 않을 때 물의 밀도는 0.999972 g/cm"' 이다. 거의 1.0 g/cm"'에 가깝기 때문에 비중과 밀도의 값을 CGS 단위계로 나타내면 거의 같은 값이 된다.

*CGS 단위계란 ? 기본이 되는 길이.질량.시간의 단위로서 cm, g, s를 채택하고 이를 기준 삼아 다른 물리량의 단위를 정한 단위계이다.

밀도와 비중은 혼동되기 쉽지만, 밀도는 질량을 부피로 나눈 양이며, 비중은 기준 물질과 비교되는 밀도의 비라는 점으로 다른 것이다. 따라서 물질이 물에 뜨거나 가라앉는다는 것은 비중으로 판단하는 것이 좀더 용이하다. 비중이 1보다 큰 물질은 물 아래로 가라앉고, 비중이 1보다 작은 물질은 물에 뜬다.
(단, 순도, 구성 물질, 온도, 압력 조건에 따라 달라질 수 있다.)

 

 

3) 정확도(Acuracy)와 정밀도(Precision)
측정치의 평균치와 참값의 차가 작은 정도를 정확도라고 한다. 정확도는 과학, 산업, 공업, 통계학 분야에서 재거나 계산된 양이 실제 값과 얼마만큼 가까운지를 나타내는 기준이며, 관측의 정교성이나 균질성과는 무관하다.

정밀도는 측정치의 오차 정도를 가리키는 것으로, 여러번 측정하거나 계산하여 그 결과가 서로 얼마만큼 가까운지를 나타내는 기준이며, 재현성이라고도 한다. 일반적으로 표준편차 또는 상대 표준편차로 나타낸다. 정밀도는 관측과정과 우연 오차와 밀접한 관계를 가지며, 관측 장비와 관측 방법에 크게 영향을 받는다. 여기서 우연 오차는 까닭이 뚜렷하지 않은 오차이며, 최소 제곱법에 따른 확률법칙에 따라 추정할 수 있다.

분석법을 확립하기 위해서는 정밀도와 동시에 정확도를 검토하는 것이 필요하다. 성분의 함유량이 보증된 표준시료가 여러 기관에서 입수되기 때문에 분석시료와 유사한 기반을 갖는 표준시료를 분석하고 분석치가 보증치와 일치하는 정도를 가지고 방법의 정확도를 검토하는 것이 일반적으로 이루어지고 있다.

계산.측정된 값이 정확도는 높아도 정밀도가 낮은 경우도 있고, 거꾸로 정밀도가 높지만 정확도가 낮은 경우도 있다. 물론, 둘 다 낮거나 둘 다 높을 수도 있다. 높은 정확도와 높은 정밀도의 결과를 "유효하다" 또는 "타당하다"라고 한다.

 

4) 섭씨, 화씨온도의 관계식 유도
화씨온도는 페런하이트가 고안한 온도계로써 물의 어는점을 32"F, 끓는점을 212"F로 나타낸다. 섭씨온도는 셀시우스가 고안한것으로 물의 어는점을 0"C로 끓는점을 100"C로 나타낸다.
-> 섭씨온도를 화씨온도로 나타낼 때
X"F = 1.8 X 섭씨온도 + 32
(화씨온도로 나타낼때 1.8을 곱해주는 이유는 섭씨온도에서 눈금이 100등분이었으나 화씨온도에서 눈금은 180등분이므로 180/100으로 나누면 1.8이기 때문이다. 그리고 화씨온도의 어는점은 32이므로 32를 더해준다)

 

실험기구 및 시약
50mL 뷰렛, 뷰렛클램프, 뷰렛스탠드, 비커, 저울, 증류수, 온도계

-실험 시 주의사항
1) 눈금을 읽을 시 액체가 오목하면 최하부를 액체가 볼록하면 최상부를 읽는 메니스커스에 주의한다.
2) 뷰렛 사용 시 뷰렛 끝에 공기 방울이 하나도 없도록 주의하여야 한다.

*뷰렛
정량분석에서 액체 또는 기체의 부피를 측정하는 실험장치로 유리관에 눈금이 새겨져 있으며, 한쪽 끝에 액체나 기체가 흐르지 못하도록 하는 정지콕(회전 플러그 또는 마개)이 있다. 액체용 뷰렛에서 정지콕은 밑에 있으며, 뷰렛에 넣은 정확한 액체의 부피는 투여되기 전과 후의 액체 수평면에서 유리관에 새겨진 눈금을 읽어서 결정한다.

 

실험방법
1) 정확한 측정을 위해서는 용기를 깨끗이 세척후 잘 말려야 한다. 용기 표면에 이물질이 있을경우 메니스커스 모양에 이상이 생긴다. 이런 경우 부피를 잴 때 소위 배수오차나 눈금오차가 생기게 마련이다.

*메스실린더 세척방법
1~2%의 비눗물이나 중성 합성세제를 사용하거나 중크롬산나트륨 혹은 칼륨 약 15g을 진한 공업용 황산 500mL에 녹인 액체에 30분간 담가 두었다가 물로 씻으면 된다.

메스실린더에 20mL의 증류수를 넣고 0.1mL 단위까지 부피를 기록한다. 물과 실린더의 질량을 0.1g 단위까지 전자저울로 정확히 단다. 물의 온도를 측정하고 물을 부어 버린 후에 메스실린더의 무게를 측정한다. 그리고 나서 밀도를 계산한다. 같은 방법으로 미지의 시료에 대해서 밀도를 측정한다.

 

2) 고무마개를 끼운 100mL 삼각 플라스크를 전자저울로 0.001g 까지 정확하게 무게를 단다. 사용할 증류수의 온도를 측정하고 25mL 뷰렛에 증류수를 눈금 위까지 채운다. 메니스커스가 눈금 있는 범위까지 오도록 비커에 물을 넣는다(뷰렛 끝에 공기 방울이 하나도 없도록 주의한다). 뷰렛의 눈금을 0.02mL까지 정확하게 읽어 기록한다. 무게를 단 플라스크에 20mL의 증류수를 넣는다. 뷰렛의 눈금을 정확하게 읽어 노트에 기록한다. 물과 마개를 한 플라스크를 전자저울에 단다. 질량과 밀도로부터 물의 부피를 계산한다. 뷰렛의 보정인자를 계산한다. 이 보정 인자는 앞으로 이 뷰렛을 사용할 때 읽은 부피에 그 값을 곱함으로써 부피를 얻는데 사용할 수 있다.

 

 

참고자료

생략

 

순천대학교 화학및실험1

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인체 물분자수 구하는방법

2012 포스팅 자료실 2013.03.12 23:02

우리몸의 성분


우리몸속의 물분자수는 몇개나될까?

 

사람마다 약간씩의 차이가 있지만 보통 인체의 수분은 체내 구성성분중 약 67~71%를 차지한다. 그렇다면 우리몸속의 물부자수는 몇개나될까. 인체의 수분함량을 70%라 가정할때 몸무게가 70kg인 성인남성의 체내 물의량은 70 * 0.7 인 49kg이 된다.

 

그럼 49kg의 물에는 얼마의 물분자가 있을까.

 

이것을 알기전에 '몰수'라는 개념을 먼저 짚고 넘어가야한다.
몰수란 물질의 양을 몰(mol) 단위로 나타낸 값을 의미하는데, 물질의 구성 입자인 원자나 분자, 이온, 전자 따위의 동질 입자가 아보가드로수인 6.02*10의 23승 만큼 존재하는 물질의 집단을 1몰이라 한다. 이때 물 1몰은 약 18그램이다.

 

물 1몰은 약 18그램.그렇다면 몸무게를 물수로 환산하면, 49kg * mol/18g = 2722.2 mol 이 된다.
아보가드로의 법칙에 의하면 1mol에는 6.02 * 10의 23제곱 만큼의 분자가 들어있으므로
2722.2 mol * (6.02*10(23제곱)개/1mol) = 1,638,764,400,000,000,000,000,000,000
16387.6 * 10(23제곱)이 나오게된다.

 

즉, 70kg의 일반성인남성의 체내 물분자수는 약 1.63876 * 10(27제곱) 개가 있다고 볼 수 있다.

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화학실험실 주의사항 50가지

2012 포스팅 자료실 2013.03.09 10:06

화학및실험1

 

화학실험실 주의사항 50가지

 

1. 실험실에서 이루어지는 실험은 반드시 안전관리자(조교)의 승인을 받아야 하고, 실험.실습 시작전 안전수칙을 충분히 숙지한다.

2. 실험실에서는 금연, 정숙, 청결, 정리정돈을 잘 지키며 유지한다.

3.실험실에서는 난방용 전열기구 및 가스기구(실험용 가스기구는 제외)등을 사용할 수 없다.

4. 실험장비의 밸브 따위는 서서히 열고 서서히 잠그도록 한다.

5. 폭발물이나 기타 위험요소가 있는 실험 시에는 안전관리자의 입회하에 실험토록 한다.

6. 인화성 물질을 사용하는 경우 화기진입을 금하도록 하며, 구급및 소방장비 유지에 철저를 기하도록 한다.

7. 인화성 물질(유류, 가스) 및 유독성 물질은 공기유동이 잘 되고 사람의 접근이 많은 곳에서 격리시켜 보관하고, 통제구역 표시를 하도록 한다.

8. 화약약품들은 성질이 변하지 않도록 각각의 특수용기에 맞게 보관하도록 한다.

9. 안전관리자에게 허가 받지 않은 실험은 절대 하지 않는다.

10. 실험전 시약, 반응 그리고 기구의 특성에 대하여 미리 충분히 숙지해야 한다.

 

11. 실험실에서는 반드시 실험복과 마스크를 착용해야 한다.

12. 실험실에서는 음식물과 음료등을 섭취하지 않아야 한다.

13. 실험실에서는 시약이 담긴 기구를 들고 움직일 때에는 매우 조심하여야 한다.

14. 신발은 발등을 덮는 잘 미끄러지지 않는 운동화 또는 구두를 착용하며, 실험실에서 뛰어다니지 않는다.

15. 눈을 보호하기 위하여 반드시 보안경을 착용하도록 한다.

16. 눈에 시약이 들어갔을 경우에는 먼저 많은 양의 물로 씻은 후 적절한 치료를 받도록 한다.

17. 시약병의 표식을 두 번 이상 확인하고 위험표식에 주의를 기울여야 한다.

18. 시약의 냄새를 맡고자 할때에는 얼굴을 향하여 손으로 부채질을 하여 냄새를 맡도록 하고, 다량의 기체를 흡입하지 않도록 주의한다.

19. 대부분의 시약은 유독하므로 맛을 보아서는 안된다.

20. 시약은 반드시 시약병의 표지를 두번이상 확인한 후 사용하도록 하고, 기체가 발생하는 시약은 후드 밖으로 가지고 나오지 않아야 한다.

 

21. 시약병은 반드시 두 손을 사용하여 병의 몸통 부분과 바닥을 받쳐 들어야한다. 한손으로 병의 마개를 잡고 옮겨서는 안된다.

22. 유리기구를 가열할 경우에는 반드시 석면판을 사용하여 유리기구에 직접 가스불꽃이 닿지 않도록 한다.

23. 액체를 가열할 때에는 보일링 칩(boiling chip)을 사용하여 액체가 튀어 오르지 않도록 하고, 시험관의 입구가 주위의 학생을 향하지 않도록 조심한다.

24. 인화성이 있는 액체는 반드시 물중탕을 사용하여 가열한다.

25. 뜨거운 유리기구는 반드시 집게를 사용하여 취급한다.

26. 공해물질은 반드시 폐수통을 이용하여 모두 회수한다.

27. 함부로 시약이나 기구속 액체등을 싱크대에 버려선 안된다.

28. 유리관을 취급하는 경우에는 장갑을 착용하거나 수건을 사용하도록 한다.

29. 유리관을 자른후에는 반드시 가스불꽃으로 끝을 둥글게 하여야 한다.

30. 유리관은 물을 묻혀 고무마개에 끼우도록 하고 무리한 힘을 사용하지 않도록 한다.

 

31. 진한 산을 묻힐 때에는 언제나 물을 천천히 저으면서 산을 가한다. 물을 산에 부으면 안된다.

32. 독성이 있거나 냄새가 심한 기체가 발생할 때에는 항상 후드에서 실험하여야 한다.

33. 후드를 사용할 때에는 후드 안에 머리를 넣지 않도록 한다.

34. 비상구의 위치를 알아두어야 한다.

35. 소화장비 등의 안전장비의 사용법을 알아두어야 한다.

36. 모든 사고는 즉시 조교에게 알리며 침착하게 해결하도록 한다.

37. 긴 머리는 묶은 후 실험에 임한다.

38. 화장, 귀걸이, 콘택트렌즈등의 사용을 자제한다.

39. 소정의 시약과 기구 이외의 것은 실험대 위에 놓지 말고, 사용하지 않는 것은 안전한 보관장소로 옮기고 사고가 나지 않도록 잘 보관해 두지 않으면 안된다.

40. 시약은 사용 후 즉시 정해진 장소에 갖다 놓는다.

 

41. 조제시약은 조제 후 라벨을 반드시 붙이고, 라벨에는 시약명, 농도, 용도, 날짜, 조제자명을 기록한다.

42. 액체시약을 시약병으로부터 꺼낼 때에는 라벨이 부착되어 있는 부분을 손으로 잡고 라벨 부분을 위로오게 하여 취급하면 라벨이 훼손되는 것을 막을 수 있다.

43. 시약병으로 부터 시약을 옮긴 후에는 즉시 시약병 마개를 받아야 한다.

44. 시약이 분말 또는 고체일 때에는 시약스푼을 사용하여 꺼낸다. 이 스푼은 청결하며 건조한 상태여야 한다.

45. 폐액을 버릴 때에는 종류별로 구분하여 처리하며 직사광선을 피하고 통풍이 잘되는 곳에 둔다.

46. 유리기구를 씻을 때 파손이 자주 일어나는데 파편에 다치지 않도록 주의하여야 한다.

47. 실험중 반응 용기의 입구는 얼굴과 반대 방향으로 향하게 한다. 반을을 관찰할 때도 위에서 내려다 보지 않도록 한다.

48. 알콜 램프는 불이 붙은 상태로 옮기지 않도록 한다.

49. 후드의 성능을 저하시키지 않도록 하기 위해서 창문이나 환풍구의 조절을 잘 해야 한다.

50. 폐액 수집용기 외부에는 부서명과 호실, 전화번호, 품명, 특성 및 주의사항 등을 기록하는 특정 폐기물 표지를 부착한다.

 

 

참고자료

실험실 주의사항 : http://junwonnim11.blog.me/10082569599

실험실 주의사항 : http://blog.naver.com/sol2479?Redirect=Log&logNo=40154767225

실험실에서의 안전규칙 및 주의사항 : http://blog.naver.com/doctor91206?Redirect=Log&logNo=20180599784

화학실험실에서의 유의사항 : http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=7&dirId=70401&docId=22967042&qb=7Iuk7ZeY7IukIOyjvOydmOyCrO2VrQ==&enc=utf8&section=kin&rank=2&search_sort=0&spq=0&sp=1&pid=Rgp9nU5Y7ulsstoi9pZssssssts-405825&sid=UTp9PXJvLCgAABoZ7nI

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영단어

2012 포스팅 자료실 2013.03.05 22:27

모바일 기준 작성

http://heliblog.tistory.com/m/479

 

vacant  :  빈, 사람이 없는

 

arouse  :  깨우다, 자극하다

 

bizzare  :  기괴한, 이상야릇한

 

carnivorous  :  육식성의, 식충성의

 

chronological  :  연대순의

 

constantly  :  끊임없이

 

critical  :  비평적인, 흠을 잘 잡는, 위기의, 아슬아슬한

 

demanding  :  지나친 요구를 하는, 큰 노력을 요하는

 

eligible  :  적격의, 적임의, 바람직한

 

excessive  :  지나친, 과도한

 

flammable  :  가연성의, 타기 쉬운

 

drape  :  몸에 걸치다, 덮다, 싸다

 

abortion  :  유산, 낙태

 

ongoing  :  계속되는

 

inevitable  : 부득이한, 피할 수 없는

 

jam-packed  :  빽빽하게 넣은, 콩나물 시루

 

nominate  :  지명하다, 임명하다

 

instill  :  주입시키다, 스며들게 하다, 조금씩 가르치다

 

pastime  :  기분전환, 오락, 놀이

 

pickpocket  :  소매치기, 소매치기하다

 

reciprocal  :  상호간의

 

reserve  :  예비량, 보유량, 적립금

 

roam  :  걸어다니다, 배회하다

 

steamy  :  외설적인, 야한

 

stuffy  :  숨막히는, 무더운, 통풍이 안 되는

 

tightly  :  단단한, 팽팽하게

 

writhe  :  몸부림치다, 몸부림치며 괴로워하다

 

explore  :  연구하다, 조사하다, 탐험하다

 

apply for  :  지원하다

 

bad off  :  생활이 쪼들리다

 

catch on  :  이해하다

 

far from  :  ~와는 거리가 먼, 전혀~아닌

 

get away  :  떠나다, 벗어나다

 

give in  :  굴복하다, 양보하다, 제출하다

 

mess up  :  망쳐 놓다

 

on second thoughts  :  골똘히 생각한 뒤에, 다시 생각하여

 

odd man/one out  :  외톨이, 별난 사람

 

out of town  :  출장간, 출타중인

 

take into account  :  ~을 고려하다

 

the bottom line  :  핵심, 가장 중요한 점, 결과

 

a bleessing in disguise  :  불행 중 다행스런 일

 

under the influence  :  술 취한, ~의 영향에 있는

 

wet behind the ears  :  미숙한, 풋내기의 

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제트엔진 사진, 부품 사진 및 그림

2012 포스팅 자료실 2013.02.21 02:39

제트엔진.vol1.egg

제트엔진.vol2.egg

제트엔진.vol3.egg

 

엔진사진.vol1.egg

엔진사진.vol2.egg

엔진사진.vol3.egg

엔진사진.vol4.egg

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미, WC-135W 정찰기 동해상 투입

2012 포스팅 자료실 2013.02.16 15:50

美, WC-135W 정찰기 동해상 투입

북한 핵실험 핵무기 종류 파악 임무

 

 

미 공군이 12일 북한이 제3차 핵실험에서 어떤 핵물질을 이용해 핵무기를 만들었는지 파악하기 위해 WC-135W Constant Phoenix 특수정찰기를 투입했다.

 

군 관계자는 "미국이 이번 핵실험이 어떤 핵물질로 진행됐는지를 파악하기 위해 대기분석 특수정찰기인 WC-135W를 투입했다"면서 "이 정찰기는 동해 공해상에서 임무를 수행 중"이라고 밝혔다.

 

투입된 WC-135W 특수정찰기는 미 공군 제 55비행단 제 45정찰전대 소속으로 당초 美 본토 Nebraska주 Offutt 공군기지에 배치되어 있었으나, 북한이 핵실험을 예고한 직후 오키나와로 이동해 대기해 왔다.

 

이 정찰기는 자기광포획(Magneto-Optical Trap, MOT) 등을 통해 대기 중의 Xenon 135, Kripton 85, Cesium 137 등 방사성 원소 수집이 가능하다.

 

정찰을 통해 대기 중에서 Xenon 비율이 크면 클수록 플루토늄 핵무기, Kripton의 비중이 비교적 높으면 우라늄 핵무기일 가능성이 높아진다.

 

이 정찰기는 33명의 승무원 및 전문 분석 요원이 탑승해 수집과 동시에 사용 핵무기 종류 파악이 가능하며, 지난 2006년과 2009년의 핵실험 당시에도 투입되었으나, 2009년에는 핵물질 수집에 실패한 것으로 알려졌다.

 

김관진 국방장관은 이날 오후 국회 국방위원회에 출석, "미국이 현재 정찰기를 운용한다는 보고를 받았다"면서 "누출된 방사능을 포집할 수 있으면 바로 핵실험 종류를 식별 가능할 것"이라고 밝혔다.

 

출처 : 자주국방네트워크

 

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미 국방부 F-35B 비행 재개 승인

2012 포스팅 자료실 2013.02.16 15:30

美 국방부 F-35B 비행 재개 승인

엔진 결함 문제 해결.. "프로그램 전진"

 

 

해병대용 F-35B 합동타격전투기(JSF)의 시험 비행 재개를 미 국방부가 승인함으로써, 약 한달 간 엔진 배기 노즐을 작동시키는 연료압(fueldraulic)관의 결함으로 인한 비행 유예 조치가 해제되었다.

 

미 국방부의 시험 비행 재개 승인은 2월 12일 화요일, 미국 내에서 운영중인 25대의 F-35B를 대상으로 이루어졌다.

 

F-35 합동 프로그램 사무국 (Joint Program Office)의 대변인인 조 델라베도바 (Joe DellaVedova)는, "문제가 된 모든 연료압 호스에 대한 검사가 완료 되었으며, 허용치를 초과하는 호스들은 새 것으로 교체될 예정이다" 라고 공식 입장을 통해 밝혔다.

 

F-35B STOVL(단거리 수직이착륙형) 기종은 1월 16일 플로리다 주 에글린 공군기지에서 엔진 문제로 이륙을 포기한 후 비행 중단되었으며 추후 이는 단거리 이륙 및 수직착륙을 위해 엔진 배기노즐을 작동시키는 연료압 시스템의 문제로 확인되었다.

 

위 결함은 연료압 호스의 이상으로 발생된 것이며, F-35 합동 프로그램 사무국과 엔진 제작사인 플랫 앤 휘트니의 조사 결과, 여섯개의 연료압 호스에 문제가 있었다고 밝혔다.

 

플랫 앤 휘트니사의 매튜 베이츠(Matthew Bates) 커뮤니케이션 담당자는, "F-35B가 다시 비행 작전을 재개하여 기쁘게 생각한다. 당사는 고객 및 파트너사들과의 긴밀한 협력을 통해 문제 원인을 신속하게 파악하여 이번 문제를 해결하였다. 또한, 제작사와 추가적인 검사를 통해 모든 F-35B의 연료압 호스 상태를 확인하였고, 전체적인 추력  시스템의 안전성을 자신한다"라고 말했다.

 

한편, 나머지 두 기종인 공군용 F-35A와 함재기용 F-35C는 이번에 발생된 문제와는 무관한 것으로 밝혀졌다.

 

출처 : 자주국방네트워크

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[제 1장] 터빈 엔진의 발달사

2013.02.06 21:10

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해병대, 수송기 못 구해 훈련 불발

2012 포스팅 자료실 2013.02.03 21:06

해병대, 수송기 못 구해 훈련 불발

美 "외국군 탑승 안돼", 국방부 "예산 없어"

 

 

 

 

 

서태평양 주요 국가 7개국이 참여해 실전적 훈련을 함께하며 다양한 전술 개발과 연합작전 능력 배양을 도모하는 'Cobra Gold' 훈련 참여가 어처구니 없는 이유로 불발됐다.

 

해병대 관계자는 "다음달 11일부터 22일까지 태국에서 열리는 '코브라 골드 연합훈련'에 해병대가 참가할 예정이었으나, 수송기를 제공할 예정이던 미 해병대 측이 법률적인 문제로 수송기를 제공할 수 없다고 통보해 참가하지 못하게 됐다."고 밝혔다.

 

이 관계자는 "미 태평양사령부에서 법적 검토를 하는 과정에서 외국군의 미 수송기 탑승은 법률에 위배된다고 판단한 것으로 안다"며 "미국이 태도를 바꾼데다가 훈련을 코 앞에 둔 시점에서 우리 군의 항공전력을 이용하는 것도 여의치 않아 참가가 어렵게 됐다"고 전했다.

 

이에 대한 대안으로 검토됐던 우리 공군 C-130 수송기 이용 방안은 운항 예산이 1억원 가량 소요되는데, 관련 예산이 반영되어 있지 않은데다가 태국까지의 국제운항을 위한 절차도 복잡해 이용이 불가능한 상황으로 알려졌다.

 

대한민국을 비록해 미국, 일본, 태국, 싱가포르, 인도네시아, 말레이시아 등 7개국이 참여해 매년 열리는 'Cobra Gold' 훈련에 우리나라는 지난 2002년 참관국 자격으로 참가하다가 2010년부터 정식 훈련국으로 참가해 짝수해에는 대대급 병력을, 홀수해에는 소대급 병력을 파견해 동맹국과의 연합작전 능력을 배양하고 실전 경험이나 우수 전술을 교류하는 등 해병대 전기전술 발전에 적잖은 영향을 미쳤다.

 

당초 해병대는 올해 70여명의 병력을 파견, 상륙훈련 및 야외전술훈련, 연합참모단연습(지휘소연습) 등의 훈련과 현지 의료지원, 학교 건립 등 인도적 민사활동을 벌일 예정이었으나, 병력이 이동하지 못함에 따라 일부 인원이 지휘소 연습에만 참여하게 됐다.

 

이를 두고 전문가들과 누리꾼들은 "실전 경험과 여기서 나오는 노하우를 공유하고, 동맹국과의 연합작전 능력을 배양할 수 있으며, 현지 군사외교까지 할 수 있는 기회를 수송기가 없어서, 그것도 단지 1억원이 없어서 못한다는 것이 말이 되느냐"며 '예산이 사전에 반영되지 않으면 아무것도 못한다'는 식의 관계당국의 경직된 사고를 비판했다.

 

출처 : 자주국방네트워크 (1월 31일 기사)

 

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록히드 마틴, "F-35 전투기 생산 순항 중"

2012 포스팅 자료실 2013.02.03 20:57

록히드 마틴, "F-35 전투기 생산 순항 중"

100호기 AF-41 최종조립 시작

 

 

 

 

 

 

 

미국과 주요 동맹국들의 차세대 전투기로 개발이 진행 중인 Lockheed Martin 社의 F-35 Lightning2 전투기 100호기가 최종 조립단계에 들어갔다고 록히드마틴사가 밝혔다.

 

록히드마틴사는 1월 31일(현지시간) 보도자료를 통해 택사스주 폴트 월스에 위치한 록히드마틴 생산 시설에서 100번째 F-35인 공군용 F-35 AF-41 전투기에 장착될 주익의 최종 조립 단계에 접어들었다고 밝혔다.

 

사측에 따르면 공군용 CTOL(Conventional Take-Off and Landing) 형식인 AF-41 호를 포함한 89대 이상의 F-35 전투기가 조지아주 소재 마리에타 공장과 택사스주 소재 폴트 월스 공장, 그밖의 해외 협력 업체에서 조립 과정에 있으며, 완성된 AF-41 호는 에리조나주 루크 공군기지의 제 56전투비행단에 배치되어 기존의 F-16C 전투기를 대체할 예정이며, 조종사 훈련 등의 임무에 투입될 예정이다.

 

 

출처 : 자주국방네트워크

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실전 항공전기 - 차례

2012 포스팅 자료실 2013.01.31 22:52

차 례

 

 

Chapter 1. 설계기준 문서

1. 전기계통

2. 조명계통

3. 전기배선

4. BM/C

 

 

Chapter 2. 항공기 전원계통 설계

1. 항공기 전원체계 설계

 - 개요

 - 항공기별 전원 체계

 - 비행안전

2. 항공기 전기부하 분석

 - 전기부하 분석 목적

 - 전기부하 보고서 작성 방법

 - 전기부하 분선

 - 전기부하 분석 결과 검증

3. 항공기 전원설계

 - 개요

 - 발전기

 - 항공기 배터리

 - 전원변환장치

 - 외부전원

4. 항공기 전원분배

 - 개요

 - 구성요소

 - 개발 추세

 

Chaper 3. 전기배선(Wiring)

1. 개요

2. 구성요소

 - Engineering Data

 - 블록 다이어그램

 - 개략 다이어그램

 - 위치정보 다이어그램

 - 배선도

 - Wiring Harness Assembly(배선 조립체)

3. 주요 전기 인터페이스 회로

 - 환경제어계통

 - 전원계통

 - 엔진계통

 - 연료계통

 - 착륙계통

 - 조명계통

 - 이차동력계통

 - 캐노피계통

 - 비행제어계통

 - 항전계통

 

Chapter 4. 외무 조명등 설계

1. 개요

2. 외부 조명 계통 구성

 - 충돌 방지등(Anti-collision Light, Beacon Light)

 - 위치등(Position Light or Navigation Light)

 - 착륙등(Landing Light)

 - 활주등(Taxi Light)

 - 편대 비행등(Formation Light)

 - 공중 급유등(Air Refueling Light)

 - 착빙 감시등(Ice Detection Light)

 - 선회등(Turnoff Light)

 - 로고등(Logo Light)

3. NVIS(Night Vision Image System), 야시조명 시스템

 - NVIS 시스템 용도

 - NVIS 시스템 구성 및 동작 모드 정의

4. 외부 조명등 광원별 특성

 - 백열전구(Incandescent Lamp)

 - 할로겐 전구(Halogen Lamp)

 - LED 전구(Light Emitting Diode Lamp)

 - 스트로브 전구(Strobe Lamp)

 - 실드빔 전구(Sealed Beam Lamp)

 - HID 전구(High Intensity Discharge Lamp)

 - EL(Electro luuminance) Strip Light

5. 주변 장치

 - 점멸기(Flasher)

 - 밝기조절기(Dimmable Controller)

 - 반복 점/소등 패턴 발생기(Flashing Pattern Generator)

 - 외부 조명 제어 패널

 - 인버터(Inverter)

6. 외부 조명 계통 설계

 - 전기계통 설계

 - 외부 조명등 장착설계

7. 외부 조명 계통 검증

 - 업체 개발 시험

 - 항공기 지상시험

 - 항공기 비행시험

8. 외부 조명 계통 기술현황 및 발전 추세

 - 기술개발 현황

 - 기술 발전 추세

 

Chapter 5. 항공기 EMC 설계

1. EMC 개요

 - EMC 현상의 기본적 요소

 - EMC 관계도

 - EMC 용어 정의

2. EMC 통제 추진 방안

 - EMC 통제에 대한 접근방법

 - 항공기 EMC 통제

 - EMC 통제 조직(안)

 - 항공기 체계 EMC 통제 지침

 - 체계 EMC 요구도(MIL-STD-464A 기준)

 - 전기체 EMC 검증

 - 서브시스템/장비 EMI 요구도

 - Lightning Zone 분석

 - EMI/EMC 설계(예)

 

Chapter 6. 검증 시험

1. 개요

2. 장비 개발 시험

 - 성능 시험

 - 환경 시험

3. 전기 RIG 시험

 - 전기 RIG 시험의 목적

 - 전기 RIG 시험 장비 및 측정 장비

 - 전기 RIG 시험 조건 및 방법

 - 전기 RIG 시험 결과 보고

4. 제작 단계별 지상시험

 - 전원계통 점검

 - 외부등 점검

 - 배선(Wiring) 점검

5. 항공기 통합 지상시험

 - 배터리 용량 검증 시험

 - 항공기 전기계통 통합 지상시험

6. 비행시험

 - 시험 목적

 - 시험 절차

 - 전기계통 비행시험 실제 측정 예

 

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중국, Y-20 수송기 시험비행 성공

2012 포스팅 자료실 2013.01.31 09:19

中, Y-20 수송기 시험비행 성공

중국군 전략적 전개능력 크게 강화될 듯

 

 

중국판 C-17로 불리는 대형 수송기 Y-20이 첫 시험비행에 서옹했다고 중국국영 신화통신이 26일 보도했다.

 

첫 비행은 26일 Xian의 Yen liang 공군기지에서 실시되었으며, 중국은 지난 2007년부터 러시아의 IL-76을 참고해 Y-20 개발에 착수, 지난해 시제기를 완성한 것으로 알려졌다.

 

중국 공군은 Y-20에 중국 전설상의 대형 물고기와 새를 의미하는 Kunpeng이라는 별칭을 부여했으며, 이 수송기가 군 병력 및 물자 수송은 물론 차후 공중조기경보기 및 공중지휘기, 나아가 민수용으로도 활용될 수 있을 것이라고 밝혔다.

 

Y-20은 최대 이륙중량 220t, 최대 적재중량 66t, 지속 운항거리 7,800km, 최고속도 700km/h 수준으로 대형 수송기 분야에서 세계 최강의 능력을 인정받고 있는 미국의 C-17에 버금가는 성능을 목표로 개발됐으나, 전체적인 성능 면에서 C-17에 크게 떨어지는 것으로 나타났다.

 

그러나 중국 공군이 보유한 수송기 가운데 최초로 주력전차를 수송할 수 있는 적재중량을 가지고 있어 중국군의 원거리 무력 투사 능력 향상에 크게 기여했다는 평가를 받고 있으며, 중국군에 처음으로 전략적 수송능력을 제공할 수 있는 플랫폼이 주어지기 시작했다는 점에서 센카쿠 분쟁 등 주변국과의 영토 분쟁에서 적잖은 기여를 할 것으로 보인다.

 

출처 : 자주국방네트워크

 

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한국형 전투기, 더 이상 미룰 수 없다

2012 포스팅 자료실 2013.01.29 12:34

한국형 전투기, 더 이상 미룰 수 없다

1. 개조.개발 유리 2. 신속한 군수지원 3. 비용절감 4. 항공산업 성장 KF-X가 꼭 필요한 네 가지 이유

 

 

공군은 한국형 전투기(KF-X) 사업 토론회에서 "독자적인 국내 개발 전투기를 보유하고 있어야 추가 개량이나 전투기 탑재용 무기를 개발하는 데 유리하고, 신속한 군수지원이 가능할 뿐만 아니라 항공기 운용 비용도 절감할 수 있다"며 국산 전투기의 필요성을 강력하게 주장했다. 특히 공군 관계관은 "F-4, F-5 전투기들이 순차적으로 도태되고 있는데, 이를 대체할 신규 전력 도입이 번번이 연기되고 있다"며 "KF-X를 더 이상 미룰 수 없다"고 강조했다. 최소한 올 상반기 안에 획득방식이 확정돼야만 한다는 것이다.

 

 

 

* 개죠. 개발 용이

 

4세대 이후의 전투기들의 경우 디지털형 첨단장비와 통합 소프트웨어 체계를 갖추고 있기 때문에 수시고 개량을 해줘야적정 성능을 확보할 수 있다. 하지만 해외 직도입 전투기의 경우 성능개량에 막대한 비용이 든다.

 

외국산 항공기를 국내에서 개량할 때는 반드시 개발국의 수출승인(E/L.Export Licence)을 받는 것도 문제다. 우리 기술로 개발한 무장을 장착하는 것도 쉽지 않다. 대표적인 예가 국방과학연구소(ADD)에서 최근 개발한 국산 '중거리 GPS 유도키트', 일명 한국형정밀유도폭탄(KGGB)이다. 공군 관계관은 "KGGB는 성공적으로 개발됐으나 외국산 전투기에 체계 통합이 제한돼 조종사들이 KGGB를 사용하려면 별도의 장비(DIU)를 벨크로를 이용해 허벅지에 고정해 놓아야 한다"고 전했다.

 

국내 개발 항공기의 경우 공군의 작전요구에 따른 개조개발과 성능개량 과정이 훨씬 간편하다. T-50의 경우도 레이더, 데이터 링크, 합동정밀직격탄(JDAM) 장착 능력 등을 보강해 FA-50을 개발했다.

 

* 군수지원 유리

 

항공기 수리부속 수급은 우리 공군의 중요한 전력지수인 항공기 가동률을 결정짓는 핵심요소가 된다. 해외에서 직구매한 항공기는 국내개발 항공기에 비해 수리부속 확보와 고장 원인 확인에 더 오랜 시간이 걸린다. 공군 관계관은 "그간 고장 난 부품에 대한 해외 수리는 400일 이상 걸리는 경우까지 있었고, 특히 항공전자계통의 수리부속은 해외조달 기간이 200일 이상 걸리는 경우가 대부분"이라고 토로했다.

 

결함 분석을 위해 제작사에 문의해도 오랜 기간이 지나서야 답변을 받는 경우도 많은 것으로 알려졌다. 반면 국산 항공기인 KT-1과 KA-1, T-50의 경우 90%대 이상의 가동률을 유지하고 있다. 주요 결함 발생 시 국내 생산업체의 발빠른 지원이 가능했기 때문이다.

 

* 운영비용 절감

 

공군은 "직구매할 경우 비용이 절감된다"는 일부의 주장에 대해서도 회의적이다. 공군 관계관은 "KF-X 사업을 포기하고 'KF-16+급' 전투기를 직구매할 경우, 대당 1000억 이상이 소요될 것"이라며 "획득비용만 12조 이상"이라고 예측했다. 여기에 30~40년 동안의 후속 군수지원비용도 문제다. 일각에서 주장하는 기존 전투기 개조도 비용이 많이 들어 국내 개발에 비해 실익이 없다고 보고 있다.

 

국내에서 개발하면 해외로 지불하는 기술지원비를 절감할 수 있다. F-16의 경우 연간 미 공군에 지불하는 기술지원비는 약 600만 달러 (약 63억 원)로 30년 운영 시 약 1억 8000만 달러 (약2000억)가 든다. 해외도입 수리 부속도 점차 고가화되고 있다.

 

반면 국내 개발 항공기의 운영유지비는 훤씬 경제적이다. 국산 T-50 한 대의 연간 평균 운영유지비는 5억 3000만원인데 비해, 항전장비 면에서 이와 유사한 F-16의 연간 평균 운영유지비는 14억 3000만 원으로 T-50의 3배에 가깝다. 그보다 아래급인 F-5 조차 연간 운영유지비는 5억 9000만원에 달한다.

 

* 항공산업 활성화

 

공군의 입장을 떠나 국가 전체적 시각으로 보면 항공산업을 성장시키고 보다 많은 일자리를 창출시키는 효과도 무시할 수 없다. 항공산업도 고용효과가 크기 때문이다. 현재 7000여 명 규모인 국내 항공관련 종사자들이 KF-X의 국산화 비율에 따라 적게는 4만 명에서 많게는 9만 명까지 늘어날 것으로 보는 시각도 있다. 산업 규모도 19조에서 23조에 이를 것으로 예상되며, 민간산업, 방위산업, 항공우주산업 등 기술파급효과는 40조 원대 이상이 것이란 전망도 있다.

 

출처 : 국방일보, 김병륜 기자 lyuen@dema.mil.kr

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[항공지식] 선회와 기동성

2012 포스팅 자료실 2013.01.20 15:49

항공역학 - 전투기의 선회와 기동성

 

출처 : 전투기의 이해(임상민)

 

 

선회

 

 

수평선회

 

전투기에서 선회란 전투기의 진행 방향을 변화시키는 것으로서, 물리적 개념으로 본다면 벡터(vector)량으로 정의할 수 있다. 전투기가 수평선회할 경우 양력 성분 중 벡터 분해된 양의 구심력 방향 성분이 선회에 쓰인다고 할 수 있다. 이 힘의 크기가 전투기의 방향 벡터를 변화시키는 성능이 된다. 즉, 선회 성능은 벡터량의 변화율이 되기 때문에 결국 전투기의 기동성도 벡터량의 변화율로 정의할 수 있다.

 

선회의 종류는 수평선회와 수직선회가 있으며, 선회를 나타내는 3요소로는 선회반경, 선회율, 중력가속도가 있다. 선회반경과 선회율은 기체의 속도와 기체에 작용하는 중력가속도에 의해 결정된다.

 

G는 가속도를 나타내는 단위로, 하중(loading) 또는 중력(gravity)을 나타낸다. 표준 중력가속도인 g = 9.81m/s"을 1G라고 하고, 수평선회각(bank angle)을 코사인한 크기로 1을 나눈 값으로 정의하고 있다. 이것을 공식으로 하면 G = 1/cos# (는 수평선회각)로 표현할 수 있다.

 

예를 들어 전투기가 60도로 수평선회 중이라면 cos60도는 1/2이므로 G는 2가 될 수 있다. 2G로 기동하고 있다는 것은 조종사의 몸무게가 60kg 이라고 가정한다면 120kg의 몸무게만큼의 하중을 받는 것과 같다.

 

수직선회

 

전투기가 수평으로 직진 비행할 때 전투기 조종사가 받는 하중(G)은 지구 중력(g)과 같은 1G다. 조종사가 수직으로 상승하기 위해 5G에 해당하는 상승 조작을 했을 경우, 조종사가 그대로 5G를 느끼지는 않는다. 그 이유는 지구가 전투기를 지면 방향으로 1G 만큼 잡아당기고 있기 때문이다. 그래서 5G에 해당하는 조작으로 상승선회를 시도하는 전투기는 실제로는 4G로 선회를 하게 된다.

 

전투기가 수직상승 중이라면 중력(g)과 하중(G)의 관계는 어떻게 될까? 전투기가 수직상승 중이라면 지구 중력은 전투기의 하중에 아무런 영향을 미치지 못하고 전투기의 속도를 감소시키는 힘으로만 작용한다. 그래서 수직상승 중에는 5G에 해당하는 조작으로 5G로 선회할 수 있다.

 

수직선회가 지속되어 전투기가 타원의 정점에서 뒤집혀 있을 때를 가정해보자. 이때 전투기가 선회하는 힘 5G에 중력이 지면 방향으로 1g 만큼의 힘으로 더 당겨주니까 실제로 전투기는 6G로 선회하게 된다. 지면을 향해서 선회하면 지구 중력만큼의 하중을 더 얻게 되는 것이다. 그래서 수직 정점에서는 전투기가 더 작은 호를 그리며 선회하게 된다. 따라서 전투기가 수직선회하는 전체적인 궤적은 마치 달걀 모양의 타원을 형성하게 된다.

 

 

이와 같이 수직선회 시 지구 중력에 의한 영향으로 선회하중이 변하는 것을 유효선회하중(Radial G)이라고 한다. 유효선회하중의 활용은 선회율 3~4도/sec에 해당한다. 1G의 차이가 크지 않다고 여길 수도 있지만, 고전적인 근접공격에서는 2도/sec의 선회율 차이로도 승패가 결정될 수 있기 때문에 유효선회하중을 활용하는 것이 중요하다.

 

선회반경

 

선회반경은 전투기가 선회할 때 그리게 되는 원의 반경을 나타내는 수치이다. 일반적으로 선회반경은 다음과 같은 공식으로 표현할 수 있다.

 

TR = V"/gG

 

(TR은 선회반경, V는 속도, g는 중력가속도, G는 하중배수 또는 중력배수)

 

따라서 선회반경은 속도(V)의 제곱에 비례하고, 중력가속도(g)와 하중배수(G)에 반비례한다. 즉, 속도가 크면 클수록 선회반경이 커진다. 이는 고속비행하는 비행기가 큰 원을 그리며 선회하는 것을 보면 알 수 있다. 또 하중배수가 클수록 선회반경은 작아지는데, 선회각을 높이거나 조종간을 당겨서 하중배수를 올리는 등의 기동으로 선회반경을 작게 할 수 있다.

 

전투기의 선회 능력을 평가할 때는 선회반경과 선회율을 함께 고려한다. 선회반경의 경우, 전투기가 얼마나 작은 반경으로 선회했는가가 중요하다. 속도를 줄이면 줄일수록 선회반경이 작아지므로, 낮은 속도에서 선회에 들어가는 것이 선회반경 면에서 유리하게 보일 것이다. 그러나 앞서 설명했듯이 선회반경은 선회하중(G)을 많이 걸수록 작아지고 선회하중은 속도에 비례해서 많이 걸 수 있으므로, 선회하중을 최대로 걸면서 선회반경도 작은 속도가 존재하게 된다. 이 속도를 코너 속도(corner velocity)라고 한다. 코너 속도에 대해서는 나중에 다시 설명하기로 한다.

 

선회율

 

선회율이란 선회반경의 원을 얼마나 빠른 시간 내에 돌 수 있는가를 측정한 수치이다. 이때 선회에 걸리는 시간이 중요한 변수가 되며, 선회율이 높으면 높을수록 전투기는 기수를 빠르게 돌려 선회를 마칠 수 있다. 선회율의 단위는 도/sec 으로, 일반적으로 초당 몇 도를 선회하는가로 표시한다.

 

선회율은 선회반경과 마찬가지로 전투기의 속도 및 하중배수와 밀접한 관련이 있다. 선회율은 공식으로 Tr = kG/V 로 표현할 수 있다. 이 공식에서 Tr은 선회율이고, G는 하중배수, V는 속도이다. 여기서 k는 각 전투기의 고유상수인데, 이 상수는 풍동실험이나 전산유체역학 등으로 예측하여 구할 수도 있고, 실제로 비행시험으로도 구할 수 있다. 이 상수 k 값이 전투기의 선회율을 결정하는 데 중요한 역할을 한다. k 값이 구해지면 선회기동에서의 하중배수와 속도에 따라 각 전투기의 선회율이 결정되는데, 공식에서도 알 수 있듯이 선회율은 하중배수가 클수록 커진다는 것을 알 수 있다.

 

전투기 관련 자료를 보면 전투기의 최대선회율은 순간선회율(instantaneous turn rate)과 지속선회율(sustained turn rate)로 나뉜다. 순간선회율은 주어진 비행조건(속도, 고도 등)하에서의 일시적인 최대선회율을 의미한다. 즉, 주어진 비행 조건이 순간적이기 때문에 어느 한순간에 낼 수 있는 최대선회율만을 의미하는 개념이다. 반면, 지속선회율은 주어진 비행 조건하에서 일정 시간까지 지속하면서(Ps =0) 선회할 수 있는 최대선회율을 의미한다.

 

순간선회율은 전투기가 선회 최적 속도, 즉 코너 속도에서 최대하중으로 선회를 시작하는 순간에 나타난다. 최대순간선회율로 선회를 시작한 전투기는 급격히 증가하는 양력으로 인한 항력 증가로 속도가 감소하기 시작한다. 속도 감소에 따라 전투기가 걸 수 있는 하중도 점차 감소하기 시작하고, 하중 감소에 따라 양력과 항력도 감소하여 선회율은 점점 낮아지게 된다. 이렇게 선회율이 점점 낮아지면 전투기의 항력과 추력이 균형을 이루어 속도와 하중을 일정하게 지속하면서 선회할 수 있게 된다. 이때의 선회율을 지속선회율이라고 한다.

 

선회를 반복하는 고전적인 근접공중전에서는 지속선회율이 전투기의 성능을 평가하는 중요한 수치인 반면, 4세대 이후 현대 제트전투기의 경우는 무기교전범위(WEZ, Weapon Engangement Zone)가 비약적으로 확대되었기 때문에 무장 적용을 위해 기수를 얼마나 기민하게 움직일 수 있는가가 관건이다. 즉, 높은 받음각에서의 급기동이나 실속 후 기동과 같이 순간 기수를 전환해 단거리 미사일을 적기보다 먼저 발사하는 것이 중요하다. 따라서 4세대 이후 최신 전투기의 경우, 지속선회율보다 순간선회율이 상대적으로 더 중요한 성능 수치가 되어가고 있다. 순간선회율은 방어적인 측면에서도 전투기 생존율을 높이는 중요한 요소이다.

 

기동성

 

전투기의 기동성은 조종사가 원하는 위치로 기체를 보다 빠르고 민첩하게 이동시킬 수 있는 능력과 조종사가 원하는 대로 자세를 취할 수 있는 능력을 의미한다. 전투기 기동성의 핵심 성능은 가속 성능과 선회 성능이며, 이는 하중과 선회율, 선회반경, 최대속도, 익면하중, 상승률, 추력중량비, 익폭하중, 코너 속도 등의 요소로 구성된다. 전투기 기동성에 관계된 각 요소들을 살펴보자.

 

추력중량비

 

추력중량비(thrust/weight ratio)란 전투기의 무게를 엔진의 추력으로 나눈 수치이다.  즉, 추력중량비가 1이라면 엔진의 추력과 전투기의 무게가 같은 상태를 의미한다. 추력중량비가 1을 넘으면 전투기 무게보다 엔진의 추력이 더 크다는 것을 의미하고, 1보다 작으면 엔진의 추력보다 전투기의 무게가 더 크다는 것을 뜻한다. 따라서 추력중량비가 1을 넘으면 전투기는 자체 무게보다 엔진의 추력이 더 크기 때문에 수직으로 상승하면서도 가속이 가능해진다.

 

추력중량비는 전투기의 가속 성능에 영향을 미치는 수치로, 전투기의 중량과 추력 자료를 가지고 간단히 구할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 전투기의 가속 성능에 중요한 영향을 미치는 항력을 고려한 것이 아니기 때문에 단순참고용으로만 사용하는 것이 좋다. 전투기의 항력을 고려한 보다 실질적인 가속 성능 수치는 잉여추력(Ps)이며, 잉여추력은 앞에서 살펴보았다.

 

전투기의 엔진 추력은 일정하지만, 중량은 연료 상태와 무장 형태에 따라 크게 달라진다. 따라서 추력중량비에서는 전투기의 중량 설정이 매우 중요하다. 추력중량비는 엔진의 후기연소기를 사용한 상태에서 공대공 미사일을 장착하고 연료는 50% 또는 60% 상태에서 비교하는 것이 일반적이다.

 

2세대와 3세대 제트전투기들의 추력중량비는 보통 0.7~1.0 이지만, 복합소재와 대출력 터보팬엔진의 등장으로 4세대 이후 제트전투기는 전투중량에서 추력중량비 1.0을 초과한다.

 

익면하중

 

익면하중(W/L : Wing Loading)은 뒤에서 언급할 코너 속도와 더불어 전투기의 선회 성능을 간단히 나타내주는 수치로서, 전투기의 무게를 날개 면적으로 나눈 것이다. 즉, 단위 날개 면적에 얼마만큼의 무게가 걸리는가를 나타낸 것이다. 앞서 설명했듯이 선회를 시작하면 전투기에 하중이 걸리기 시작한다. 만약 날개 면적 1m"가 200kg의 무게를 지탱하고 있다면, 5G의 하중으로 선회해도 날개에 곧 1,000kg의 하중이 걸리게 된다.

 

하중이 늘어나게 되면 앞서 설명한 잉여추력이 감소하게 된다. 날개 면적은 그대로이기 때문에 추력을 높여서 속도를 증가시키거나 받음각을 장가시켜 양력을 무게와 같은 크기로 늘리기 전까지 잉여추력은 감소하게 된다. 그리고 잉여추력의 감소는 전투기 기동 한계 저하로 이어진다.

 

물론 익면하중은 잉여추력에 종속받는 함수가 아니기 때문에 단지 익면하중이 작다고 잉여추력이 작아진다고 할 수는 없다. 하지만 날개가 낼 수 있는 양력은 한계가 있고, 이와 반대로 익면하중이 커지면 날개의 요소가 부담하는 하중이 커지기 때문에 비행 영역에 한계가 생긴다. 따라서 익면하중이 높은 전투기는 기동에 필요한 양력을 충분히 제공해줄 수 없을 뿐더러, 큰 하중을 걸 수 없어서 선회 성능이 좋지 못하다. 그리고 기동에 필요한 양력이 부족하기 때문에 그만큼 조종성 및 저속 안정성도 떨어진다.

 

그렇다고 날개를 무조건 크게 설계할 수는 없다. 예를 들어, 날개폭은 그대로 두고 시위 길이만 늘린다면, 유도항력이 급증하여 고고도에서 기동성이 크게 저하될 것이다. 반대로 시위 길이는 그대로 두고 폭을 크게 넓이면 전투기의 롤 성능이 저하되어 기동성이 떨어지게 되며, 특히 저고도 근접전에서 불리할 것이다.

 

익폭하중(wingspan loading)은 바로 앞의 두 예 중에서 후자에 관련된 선회 성능 수치이다. 익폭하중은 전투기 무게를 날개폭으로 나눈 것으로 익폭하중이 작으면 작을수록, 즉 날개가 길면 길수록 유도항력이 줄어든다. 그리고 날개폭과 함께 시위를 키워 면적을 넓히면 익면하중도 줄어들기 때문에 선회 성능이 향상된다. 날개가 커지면 익면하중이 작아져서 기동에 유리할 것 같지만, 유도항력과 형상항력이 동시에 커지는 모순이 발생한다. 앞서 날개폭과 항력의 관계를 살펴보았듯이, 전투기에서 특정 성능을 높이면 그만큼 다른 성능에 문제가 생기게 마련이다. 이러한 설계적 특성을 트레이드오프(trade-off)라 한다.

 

따라서 하나의 성능만을 추구하여 설계하는 전투기는 전체적인 효율성이 그만큼 떨어지게 된다. 현대 전투기는 특히 다목적성을 중요시하기 때문에 익폭하중과 잉여추력, 추력중량비, 익면하중, 상승률, 선회율, 항속 성능, 코너 속도 등의 기동 요소를 각 전투기의 성능 요구 조건에 맞추어 최적화하는 방식으로 설계한다.

 

코너 속도

 

앞서 선회반경과 선회율에서 살펴보았듯이 전투기의 선회 성능을 좌우하는 요소는 속도와 하중이다. 하중을 얼마만큼 걸 수 있는지는 양력에 좌우된다. 따라서 높은 하중으로 선회하려면 날개가 양력을 충분히 발생시켜야 한다. 그런데 양력은 전투기의 속도가 증가함에 따라 커진다. 따라서 전투기가 높은 하중으로 급선회를 하기 위해서는 그 선회 양력을 지탱해줄 만큼 충분한 속도를 낼 수 있어야 한다.

 

최소비행속도 정도의 저속이라면 높은 하중을 걸지 못하므로 속도를 무조건 줄인다고 선회 능력이 좋아지지 않는다는 것은 이제 이해할 수 있게 되었을 것이다. 그렇다고 높은 하중을 걸기 위해서 계속 속도를 높일 수만은 없다. 왜냐하면 앞서 살펴보았듯이 전투기의 속도를 증가하면 선회반경이 커지고 선회율이 감소하기 때문이다. 그리고 전투기의 속도가 초음속에 이르게 되면 기동하는 데 큰 제약을 받기 때문에 걸 수 있는 하중은 더욱 낮아지게 된다.

 

따라서 전투기는 최대하중을 걸 수 있는 가장 낮은 속도에서 최대선회율과 최소선회반경을 가지며, 전술적인 최적의 선회를 할 수 있게 된다. 이 속도를 코너 속도라 한다. 선회의 최적 속도인 코너 속도를 유지하기 위해서는 전투기의 속도를 잘 제어해야만 한다. 전투기의 속도를 제어하는 방법은 엔진 추력을 증감시키는 방법, 항력장치를 이용하는 방법, 고도를 증감시키는 방법, 그리고 선회하중(G)을 이용하는 방법, 이 네 가지이다.

 

엔진 추력의 증감은 말 그대로 엔진 추력을 증가시키거나 감소시켜 전투기의 속도를 증감시키는 것을 말한다.

 

항력장치는 비행기에 부착된 스피드 브레이크(speed brake)나 스포일러(spoiler) 등을 말한다. 스피드 브레이크는 평상시에 동체나 날개와 한 면을 이루고 있다가 감속이 필요한 때에 펼쳐서 큰 항력으로 항공기 속도를 줄이는 장치를 말하고, 스포일러는 날개에 있는 조종면의 하나로서 한쪽 날개 윗면만 올려서 롤 운동을 하거나 양쪽을 모두 올려서 비행기를 감속시키는 역할을 한다.

 

고도를 증감시킨다는 것은 속도 에너지를 위치에너지로 전환시키는 것을 말한다. 즉, 기수를 들고 상승하면 중력 때문에 속도가 감속되고, 기수를 내려서 하강하면 중력에 위해 속도가 가속되는 것을 이용하는 것이다.

 

선회하중(G)을 이용하는 방법은 선회 시 양력 증가로 발생하는 항력을 이용해 속도를 감속시키는 것을 말한다. 즉, 전투기는 선회할 때마다 하중에 비례해서 속도가 감속됨을 알 수 있다. 그래서 어떠한 전투기도 최대하중을 걸고 연속 선회를 할 때 속도가 감속되는 것을 피할 수 없다. 따라서 전투기는 감속될 것을 감안하여 코너 속도보다 약간 높은 속도로 선회전에 돌입하여 연속 선회에서 최대 선회 성능을 발휘하도록 한다.

 

V-m 선도와 E-M 차트

비행영역 선도

 

초기동성과 추력편향

 

전투기의 초기동성(super-maneuverability)은 매우 높은 받음각에서 갑작기 혹은 전혀 예기치 않은 방향과 방법으로 비행할 수 있는 기동 능력으로 정의된다. 여기에서 '매우 높은 받음각'은 실속받음각 이상을 의미하고, '예기치 않은 방향과 방법으로 비행'은 기수 방향에 따른 비행이 아닌 다른 방향으로의 전환이나 가속 혹은 감속을 의미한다.

 

초기동성이 주목을 받게 된 것은 1989년 파리 에어쇼에서 러시아 전투기 Su-27이 코브라 기동을 선보이면서부터이다. 시범비행을 한 조종사의 이름을 따서 '푸가초프의 코브라(Pugachev's cobra)'(혹은 코브라 기동)로 불리는 이 기동은 저고도에서 수평비행을 하던 Su-27이 마치 코브라가 머리를 치켜들 듯이 순간적으로 기체를 수직으로 세워 급감속한 후 다시 원래 자세를 회복해 비행하는 기동이다. 기체를 수직으로 세울 때는 속도가 급격히 줄어들기 때문에 지상에서 볼 때는 전투기가 공중에서 마치 정지하는 것처럼 보인다. 근접 공중전에서 코브라 기동을 구사하면 급감속을 통해 뒤에 위치한 적기를 추격하는 것도 가능하다.

 

묘기에 가까운 코브라 기동은 언뜻 보기에 근접공중전에서 유용해 보이지만 공중전은 1대 1교전이 아닌 편대 교전이기 때문에 코브라 기동을 구사한 전투기는 에너지가 크게 소모되어 전술적으로 매우 위험한 상황에 처하게 된다. 따라서 코브라 기동은 비실전적 기동에 해당한다. 다만 코브라 기동은 주익이 실속에 들어간 후에도 기동(post stall maneuver)할 수 있다는 초기동성과 저속의 높은 받음각 상태에서도 기동이 가능하다는 것을 증명하는 것으로서, Su-27 기종의 우수한 기동성을 상징한다는 의미가 있다. 1975년에는 YF-17 코브라 전투기가 코브리 기동과 유사한 '행 앤드 후크(hang and hook)' 기동(수평비행 중에 순간적으로 기수를 105도 들어서 동체를 세우는 기동)을 선보인 바 있다.

 

주요 전투기 개발 국가들은 21세기의 전장 환경에서 고기동성을 넘어서는 초기동성이 근접전의 기보닝 될 것으로 예측하고 본격적인 연구를 진행했다. 러시아의 경우 1980년대부터 이미 연구를 진행해 1990년대에 Su-39MK나 Su-37과 같은 추력편향제어 기술을 적용한 전투기를 내놓았고, 미국을 비롯한 서방측도 같은 시기에 X-31이나 F-15 S/MTD(STOL/Maneuvering Technology Demonstrator), F-18 HARV(High Alpha Reserach Vehicle)를 개발했다. 미국은 이를 바탕으로 초기동성을 갖춘 F-22 랩터를 실전배치했다.

 

기존 전투기들이 발전된 공기역학적 기법과 조종면 제어를 통한 공력 제어로 초기동성을 선보였다면, 최근의 경향은 발전된 제어 기법과 더불어 엔진의 추력선을 변화시켜 전투기의 기동을 보다 능동적으로 제어하는 추력편향(thrust vectoring) 기술을 적용한 전투기들이 등장하고 있다는 것이다.

 

추력편향 기술은 엔진의 추력 방향을 임의로 조절하는 기술로, 조종면을 통한 공력 제어와는 근본적으로 차원이 다른 개념이다. 추력을 편향시킬 수 있는 전투기로는 1960년대에 등장한 해리어 수직이착륙 전투기가 있지만, 해리어 수직이착륙 전투기는 통상적인 비행에서 추력편향을 제어 용도로 사용하지 않았지 때문에 본격적인 추력편향 전투기로 보기는 어려운 면이 있다.

 

추력편향 기술을 적용한 전투기를 조종면에 의한 공기역학적 조종과 더불어 배기 노즐 변형에 의한 추력편향력과 모멘트를 이용해 피치, 요, 롤, 역추력 등을 제어한다. 따라서 외부 공기 흐름에 대한 영향을 상대적으로 덜 받아 고받음각, 극저속, 고고도 등 조종면에 의한 제어가 어려운 상황하에서도 양호한 조종성을 발휘할 수 있다.

 

추력편향 기술과 전투기의 기동성 향상을 위한 연구 분야로 등장한 것이 바로 CCV(Control Configured Vehicle : 형상제어비행체)이다. CCV는 기수 방향과 실제 기체 진행 방향을 달리할 수 있는 고기동 기술이다. CCV는 동체에 카나드와 조종면을 추가하고 플라이바이와이어 또는 파워바이와이어(PBW, Power-By-Wire) 방식의 조종면 제어 기술을 사용해 기체의 기수를 움직이지 않고 상하좌우 기동이 가능하도록 비행컴퓨터가 제어하는 기술이다.

 

 

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[항공지식] 항공기 날개

2012 포스팅 자료실 2013.01.19 09:33

항공역학 - 항공기의 날개

 

출처 : 전투기의 이해(임상민)

 

 

에어포일

 

비행기의 날개 단면은 새의 날개 단면과 유사하다. 비행기 날개의 단면을 자르면 일반적으로 윗면이 볼록 튀어나온 형태인데, 이러한 비행기의 날개 단면 형태를 에어포일(airfoil)이라 한다. 비행기의 날개는 양력을 담당하는 중요한 부분으로, 비행기의 성능에 많은 영향을 미치게 된다. 따라서 설계 조건을 가장 만족시킬 수 있는 에어포일을 채택하는 것이 무엇보다 중요하다.

 

아음속용 에어포일과 초음속용 에어포일은 상당히 다르다. 음속을 경계로 공기역학적인 환경이 다르게 적용되기 때문이다. 초음속용 및 아음속용 에어포일의 각부 명칭은 거의 일치하므로, 아음속용 에어포일을 예로 에어포일의 각부 명칭을 살펴보자.

 

앞전(leading edge)은 비행기의 진행 방향 쪽에 있는, 즉 에어포일이 시작되는 부분이다. 뒷전(trailing edge)은 에어포일이 끝나는 부분으로 보통 날카롭게 되어 있다. 이 뒷전의 모양을 최대한 날카롭게 제작하는 것이 날개의 성능을 향상시키는 포인트이다. 앞전과 뒷전을 직선으로 연결한 선이 시위선(chord line)이다. 그리고 날개의 윗면과 아랫면을 수직으로 연결한 선의 중심을 연결한선이 캠버선(camber line)이다.

 

대부분의 현대 제트전투기는 초음속 비행이 가능하다. 초음속 전투기의 본격화를 알린 2세대 제트전투기 중에는 초음속 비행이 일상화될 것으로 보고 초음속용 에어포일을 채택한 전투기도 있었다. 1960년대 개발된 F-104 스타파이터 전투기가 대표적인 예이다.

 

최후의 유인전투기라는 별명으로 불린 F-104는 초음속 전투기의 특징을 극명하게 보여준다. 공기역학적 특성을 고려해 만든 다이아몬드형 초음속 에어포일과 면적법칙을 적용한 동체, 단순한 형태의 공기흡입구 콘(intake cone), 초음속에서 항력이 낮은 직선익 등이 바로 그것이다.

 

하지만 초음속용 에어포일은 아음속 영역에서 비행 성능이 좋지 않다는 단점이 있다. 특히 착륙 시에 고속 접근이 필요하기 때문에 제어하기 어려운 것이 큰 단점이다. 이러한 단점으로 인해 최근의 전투기는 아음속과 초음속에서 고루 성능을 낼 수 있는 에어포일을 채택하거나 아음속 성능을 향상시켜주는 공력장치를 추가하는 추세이다.

 

양력과 항력

 

양력은 에어포일의 윗면과 아랫면을 지나는 공기의 특성에 의해 발생하는 압력차로 만들어진다.

 

비행기는 비행기를 위로 뜨게 하는 양력뿐만 아니라 추력(thrust)이 있어야 비행할 수 있다. 추력은 엔진이 발생시키는 힘으로 비행기를 앞으로 전진시키는 역할을 한다.

 

추력과 양력만 존재한다면 영원히 양의 가속만 일어나겠지만, 실제로는 반대방향으로 작용하는 힘도 항상 존재한다. 양력과 반대로 지면 방향으로 작용하는 지구 중력(gravity)이 존재한다. 또 추력의 반대방향으로 작용하는 항력(drag)도 존재한다.

 

 

항력은 비행기가 앞으로 나아갈 때, 공기 마찰 등 저항에 의해 생기는 힘이다. 속도가 중요한 비행기는 항력으로 인해 성능이 결정되는 경우가 많이 때문에 항력을 최소로 줄이는 것이 비행기 형상 설계의 최우선 과제이다.

 

공기는 기본적으로 점성을 가지고 있다. 항력은 이 점성에 의해 발생한다. 항력은 비행기가 앞으로 나아갈 때 추력의 반대방향으로 작용한다. 항력은 그 종류가 다양하다. 공기는 비행기 표면에 마찰하면서 항력을 발생시킨다. 이를 표면마찰항력 또는 마찰항력이라고 부른다. 항공기 구조나 형상에 의해 발생하게 되는 항력은 형상항력(profile drag)이라고 한다.

 

유도항력(induced drag)은 양력의 영향으로 발생하게 되는 항력이다. 그리고 비행기가 초음속으로 비행할 때 발생하게 되는 충격파에 의한 조파항력도 대표적인 항력 중 하나이다.

 

초음속에서는 양력 중심이 변하기 때문에 양력 중심의 변화만큼 조종면을 움직여 자세를 안정시키는 조작이 필요하다. 이러한 조작을 트림이라고 하는데, 트림으로 인해 발생하게 되는 항력을 트림항력(trim drag)이라고 한다. 트림항력은 양력 중심의 변화가 큰 델타익 비행기에서 상대적으로 크게 발생한다.

 

양력이나 항력에 바람의 동압에 관한 항을 나누면 계수(에어포일에서는 Cl 또는 Cd, 날개에서는 CL 또는 CD)로 표현할 수 있는데, 이를 각각 양력계수, 항력계수라고 한다. 이는 에어포일이나 날개의 양력 특성을 설명하는 수치로 전투기 자료에서 자주 접하게 된다.

 

 

날개 형태

 

직선익

 

직선익은 저속에서 안정성이 우수하고, 날개 끝부분에 실속이 잘 걸리지 않는 특성이 있다. 하지만 날개 끝 내리흐름이 커서 구조적 안정성이 낮고, 유도항력이 커서 1차대전 이후에는 자취를 감추었다. 하지만 직사각형 모양이라서 쉽고 값싸게 재작할 수 있기 때문에 속도가 빠르지 않은 저속 항공기, 특히 경비행기의 날개로 주로 사용하기도 한다. 직사각형 형태는 아니지만 직선 형태의 주익을 가진 제트전투기로는 미국의 P-80, F-84, FH-1, 영국의 미티어 등이 있다.

 

타원익

 

타원익은 직선익과 특성이 유사한데, 날개에서 발생되는 이상적 양력 분포에 맞춰 날개를 설계했기 때문에 직선익보다 전체적으로 더 양력효율이 높다. 그리고 내리흐름의 크기가 전 날개에 걸쳐서 일정하기 때문에 실속 성능과 유도항력제어 성능이 우수하다. 하지만 타원형이라서 구조적으로 제작이 어렵기 때문에 거의 사용하지 않는다. 2차대전 당시 영국본토항공전에서 활약한 스핏파이어 전투기는 주익이 타원익인 대표적인 전투기이다. 

 

테이퍼익

 

직선익의 단순한 구조와 타원익의 공기역학적인 특성을 절충한 날개가 테이퍼익(taper wing)이다. 테이퍼익은 날개가 끝으로 갈수록 좁아진다. 날개 뿌리와 날개 끝 시위의 비는 테이퍼비(taper ratio)라고 한다. 테이퍼익은 2차대전 중 많은 전투기가 채택하여 그 성능을 입증했다.

 

날개 끝으로 갈수록 시위가 작은 테이퍼익을 사용하는 이유는 양력 특성에 따른 구조적인 이유 때문이다. 만약 날개와 동체의 연결 부분이 날개 끝보다 좁으면 무게가 집중되는 연결 부위의 강도를 크게 높여야 하기 때문에 구조상의 문제가 발생하게 된다.

 

테이퍼익은 초음속에서 성능이 우수한 편이기 때문에 현대 제트전투기에서 다시 재평가되고 있다. 테이퍼익을 채택한 전투기로는 F-104, F/A-18, P-51, Bf 10 등을 예로 들 수 있다.

 

후퇴익

 

후퇴익(swept wing)은 직선익에 비해 직진비행에서 안정성이 우수하며, 항력이 적게 발생한다는 특성이 있다. 특히 음속 돌파 시 충격파 발생을 지여시켜주기 때문에 다른 형태의 주익보다 더 쉽고 더 빠르게 항공기를 음속에 도달할 수 있게 해준다.

 

후퇴익이 충격파 발생을 지연시키는 원리를 다음과 같다. 날개를 후퇴익으로 하면 정면에서 불어오는 기류는 후퇴각을 따라서 흐르는 기류와 후퇴각과 직각인 기류로 나눠서 생각할 수 있다. 이 중에서 후퇴각을 따라서 흐르는 기류는 날개 끝 방향으로 향하기 때문에 날개에서 발생하는 양력이나 항력에 직접적인 영향을 미치지 않는다. 즉, 후퇴익에 직접적인 영향을 미치는 기류는 후퇴각과 직각인 기류뿐이다. 후퇴각과 직각인 기류의 속도는 실제 기류의 속도보다 작기 때문에 항공기의 속도가 빨라져도 실제 날개에 영향을 미치는 기류의 속도는 느리기 때문에 충격파 발생을 지연시킬 수 있는 것이다.

 

후퇴익을 기체 진행 방향으로 자르게 되면 에이포일의 두께는 더욱 얇아지는 효과를 갖게 된다. 이렇게 되면 초음속 비행에 더욱 유리하게 되기 때문에, 후퇴익은 초음속 성능이 요구되는 전투기에 주로 적용되어왔다.

 

하지만 후퇴익은 고유의 단점을 갖고 있다. 후퇴익의 특성상 날개 위를 흐르는 공기는 날개의 바깥쪽으로 흐른다(out flow). 따라서 날개 뿌리에서 와류가 계속 합쳐져 날개 끝 부분에 이르러서는 양력이 거의 발생하지 않는 상태에 빠지게 된다. 즉, 날개 뿌리 부분을 상승시켜 기수가 갑자기 들리는(pitch up) 현상이 일어난다. 또한 날개 끝 실속은 날개 끝에 위치한 에일러론의 작동도 방해한다. 그래서 이러한 후퇴익의 단점을 보완하고자 초기의 후퇴익 전투기들은 날개에 경계층판을 붙이기도 했다. 후퇴익을 사용한 전투기로는 F-86, F-8, MiG-15, BAC 라이트닝 등을 예로 들 수 있다.

 

전진익

 

전진익(forward swept wing)은 양력을 발생시키는 주익의 좌우 끝이 동체에 붙어있는 날개 뿌리보다 앞쪽에 있는 날개를 말한다.

 

전진익은 후퇴익과 마찬가지로 고속비행에 유리하다. 그러나 후퇴익과 반대로 전진익은 불안정성이 높다. 따라서 전진익은 안정성을 우선시하는 항공기에는 적합하지 않지만, 기동성을 우선시하는 전투기에는 적합하다. 그동안 전진익을 전투기에 적용하고자 많은 연구가 있었는데, 전진익 전투기의 고기동성을 연구한 대표적인 실험항공기로는 NASA의 X-29, 수호이의 Su-47(S-37) 등을 예로 들 수 있다.

 

전진익은 고속으로 비행할 경우 날개에 걸리는 불안정한 하중이 지속적으로 증가하여 날개가 뒤틀리거나 끊어지는 발산현상(divergence)이 일어나기도 한다. 이처럼 전진익은 불안정한 하중의 증가로 날개가 뒤틀리거나 끊어질 수 있는 단점이 있다.

 

또한 전진익은 후퇴익과 반대로 날개 안쪽으로 기류가 흐르기(in flow) 때문에 날개에서 발생하는 충격파가 날개 뿌리로 모이게 된다. 이는 고속비행 시 날개 뿌리 근처의 구조피로도를 증가시킨다. 이와 같은 전진익의 단점들을 극복하고자 X-29는 탄소강화섬유 복합재로 날개 뿌리 구조를 강화하고, 작은 귀날개인 카나드를 부착했다.

 

델타익

 

델타익(delta wing)은 음속 이상의 고속비행에 사용할 목적으로 개발한 날개이다. 아음속 이하로 비행하는 항공기는 작은 후퇴각으로도 충분하지만, 마하 2급 이상의 고속비행을 목적으로 한다면 60도 이상의 후퇴각을 갖는 날개가 적합하다. 하지만 60도 이상의 후퇴각을 주면 구조적으로 날개를 제작하기가 어렵기 때문에 이러한 문제를 극복하기 위해서 델타익이 탄생하게 되었다.

 

델타익은 앞전의 후퇴각이 크면서도 날개의 중심 뼈대인 날개보(spar)가 날개의 뒷전을 동체와 직각으로 가로지를 수가 있기 때문에 날개를 매우 강하게 만들 수 있다는 장점이 있다. 하지만 주익의 가로세로비가 작기 때문에 저속 순항 시 유도항력이 크게 발생하여 안정성과 기동성이 떨어지는 단점이 있다.

 

그리고 플랩과 같은 일반적인 고양력장치를 쓸 수 없기 때문에 착륙시 부족한 양력을 보완하기 위해 고받음각 상태로 착륙해야만 한다는 것도 큰 단점이다. 이러한 단점을 보완하고자 델타익은 더블델타익, 카나드델타익, 오지익(ogee wing : 날개 앞전이 굽어 있는 델타익)과 같은 다양한 날개로 파생되기도했다. 델파익을 사용한 전투기로는 F-102, F-106, 미라주 3, 미라주 2000, 테자스 등을 예로 들 수 있다.

 

가변익

 

가변익(swing wing/variable geometry wing)은 항공기의 속도에 따라서 날개의 모양을 바꾸어 각 날개의 장점을 최대한 활용한다는 개념의 날개이다. 가변익은 저속 시에는 양력 특성이 우수하고 안정된 비행 성능을 제공하는 직선익 형태를 갖추고, 천음속에서나 음속을 돌파할 때는 후퇴익을, 초음속일 때는 수평미익과 연계해 델타익과 같은 날개 형태를 유지한다. 따라서 전체 속도 대역에서 양호한 비행 특성을 보인다는 장점이 있다.

 

장점만 본다면 가변익은 이상적인 날개 형태라고 할 수 있으나, 실제로는 날개 연결 부위의 작동장치와 강도 문제로 기체의 무게가 증가되어, 고정익에 비해 성능 향상이 크다고 볼 수는 없다. 가변익은 날개를 움직이기 위한 복잡한 시스템이 필요하기 때문에 항공기 가격이 비싸고 유지비용이 많이 들어 일부 전투기 기종만 채용하고 있다. 가변익을 사용한 전투기로는 F-111, F-14, MiG-23, 토네이도 등을 예로 들 수 있다.

 

카나드

 

항공기의 안정성(stability)이란, 항공기가 어떤 간섭에 의해 평형상태가 흐트러지면 다시 원래의 평형상태를 유지하려는 내재된 특성을 말한다. 공중에서는 3차원 운동이 이뤄지기 때문에 항공기의 안정성은 가로축(lateral axis) 운동인 피칭(pitching), 세로축(longitudinal axis) 운동인 롤링(rolling), 수직축(vertical axis) 운동인 요잉(yawing)에 의해 좌우된다.

 

기체좌표계에서 수직축을 중심으로 비행기의 기수가 좌우로 움직이는 운동을 요잉, 기수부터 꼬리까지 잇는 세로축을 중심으로 움직이는 운동을 롤링, 날개 끝과 끝을 연결하는 가로축을 기준으로 상하로 움직이는 운동을 피칭이라고 한다.

 

롤링 모멘트에 대한 안정성은 가로 안정성(lateral stability)이라고 하고, 피칭 모멘트에 대한 안정성을 세로 안정성(longitudinal stability), 요잉 모멘트에 대한 안정성을 방향 안정성(directional stability)이라고 한다.

 

세로 안정성을 확보하기 위해 비행기에는 수평안정판이 달려 있다. 주익이 양력을 발생시키는 역할을 한다면, 수평안정판은 안정성을 확보하는 역할을 한다. 일반적으로 수평안정판은 동체 뒤에 달려 있기 때문에 수평미익으로도 불린다. 일부 전투기에는 동체 앞에 수평안정판이 달린 경우도 있는데, 동체 앞에 달린 이 수평안정판을 카나드(canard : 귀날개)라고 한다.

 

카나드형 비행기는 최오의 동력 비행기인 라이트 형제의 플라이어 1호에도 적용되었을 정도로 역사가 오래되었다. 그러나 카나드형 비행기가 재평가를 받게 된 것은 그리 오래되지 않았다. 카나드를 부착한 제트전투기로는 1960년대에 개발된 스웨덴읜 J 37 비겐이 유명하다. 그 후 유럽에서 개발된 유로카나드(유로파이터, 라팔, JAS 39), 러시아의 MiG-1.44가 델타익과 카나드를 결합한 형태를 취하고 있다.

 

유로카나드들은 모두 델타익이라는 공통점을 가지고 있다. 민간기 설계자로 유명한 버튼 루탄(Burt Rutan)의 항공기들을 보아도 주익은 후퇴각이 큰 테이퍼익이다. 즉, 큰 후퇴각으로 인해 저속 성능과 이착륙 성능이 떨어지는 항공기에는 공통적으로 카나드가 달려 있음을 알 수 있다.

 

앞서 후퇴익과 델타익에서 설명했듯이 후퇴각이 큰 날개는 저속 시 날개 끝에서 박리현상이 발생한다. 따라서 후퇴익과 델타익을 채용한 전투기의 착륙 속도는 다른 날개 형태의 전투기보다 빠른 편이다. 카나드는 이러한 기종의 저속 특성을 보완해주는 역할을 한다.

 

카나드는 주익 앞에 달려 있고, 카나드를 지나는 공기의 유동은 큰 와류를 만든다. 이 와류는 운동량이 커서 주익 뿌리에서 떨어져나가려는 공기를 끝까지 이끌고 뒷전까지 나아간다. 이처럼 카나드는 실속을 억제하기 때문에 전투기의 저속 성능을 높이는 데 기여한다. 카나드형 전투기를 정면에서 볼 때 카나드의 위치가 보통 주익과 같거나 높은 것은 바로 이러한 이유 때문이다. 카나드가 없는 전투기는 주익 앞에서 와류를 발생시키는 스트레이크나 날개 뿌리 앞전을 연장한 LERX(leading Edge Root eXtension) 등을 설치하여 실속을 방지하고, 높은 받음각에서의 비행 성능을 향상시키고 있다.

 

카나드를 사용하는 또 다른 이유는 카나드 자체가 양력을 발생시켜 전투기 전체의 양력 효율을 증가시키기 때문이다. 수평미익은 주익의 유동에 의해 내리흐름을 받는 데 반해, 카나드는 올림흐름(up wash)을 받기 때문에 같은 가로 안정성을 주면서도 양력 효율을 증가시킬 수 있다.

 

카나드의 단점은 조종석과의 위치관계상 조종사의 시야를 가리게 된다는 것이다. 유로파이터나 JAS 39의 카나드 위치를 보면 카나드가 조종석 어깨 아래 부분에 위치하고 있어 좌우 하방 시야를 가리고 있다. 카나드로 인해 가려지는 시야 면적은 상당하기 때문에 근접공중전에서 카나드는 장애요인으로 작용할 수도 있다. 이러한 단점에도 불구하고 카나드가 전투기에 사용되는 이유는 단점을 상쇄시킬 만큼 공력 성능이 좋아지기 때문이다.

 

받음각

 

받음각(angle of attack)은 주익을 절단한 면의 기준선, 즉 에어포일의 시위선과 날개로 들어오는 공기와의 각도를 말한다. 이때 날개로 들어오는 공기를 상대풍이라고 한다.

 

날개 위가 볼록한 캠버가 있는 에어포일은 받음각이 0도에서도 양력이 발생한다. 에어포일마다 다르겠지만 받음각이 15~20도까지 올라가면 양력계수도 일정하게 증가한다. 받음각에 대한 양력계수 곡선을 보면 일정 받음각에서 최대의 양력계수가 나온 뒤에 계수가 떨어지는 것을 볼 수 있는데, 이 지점이 실속받음각 또는 최대양력받음각이라고 한다. 이 실속받음각 이상으로 비행기가 비행하면 날개 뒷전에서 급격한 박리가 일어나 양력을 발생시키지 못하는 실속 상태에 빠지게 된다.

 

전투기는 이착륙 시에 저속에서 양력을 발생시키기 위해 받음각을 높이기도 하지만 전투 중이거나 다른 기타 상황에서 받음각을 의도적으로 높이기도 한다. 이때 받음각 증가에 따른 실속을 지연시키고자 고양력장치를 사용한다. 플랩(flap)이나 앞전 슬랫(slat) 등이 이러한 대표적인 고양력장치이며, 특히 공중전에서 사용되는 플랩을 공중전 플랩이라고 한다.

 

공중전 플랩을 작동시키면 실속받음각이 커지고, 실속받음각이 커지면 최대양력계수가 커지게 되며, 최대양력계수가 커지면 선회율이 향상된다. 현대 전투기에는 급격한 받음각 증가에 따른 실속을 막기 위해 실속 경보장치가 장착되어 실속을 방지해주고 있다.

 

면적법칙

 

면적법칙(area rule)은 비행기의 동체와 날개의 단면을 합한 모양이 유선형 모양이면 전체 형상항력이 줄어든다는 법칙이다. 면적법칙은 2차대전 말까지는 별다른 주목을 받지 못했지만, 초음속 방공전투기로 개발된 F-102가 면적법칙을 적용하여 음속을 돌파하자 주목받게 되었다.

 

F-102는 음속을 돌파할 수 있도록 설계했지만 시제기가 마하 0.98밖에 기록하지 못하자, 기체의 중간 동체 부분을 면적법칙을 적용하여 콜라병 같은 형태로 오목하게 재설계함으로써 시제기가 음속을 무난히 돌파할 수 있었다.

 

면적법칙이 적용된 형상은 마하 2이상에서 오히려 항력이 증가하는 특성을 보인다. 따라서 마하 2 이상인 전투기에 면적법칙을 적용하는 것은 최대속도를 저하시키는 결과를 초래한다. 면적법칙은 엔진의 추력이 충분하지 못하던 2세대 전투기에 주로 적용되었고, 강력한 엔진을 장착한 3세대 이후의 전투기 형상 설계에는 적용되지 않고 있다.

 

 

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[항공지식] 속도와 에너지

2012 포스팅 자료실 2013.01.17 23:13

항공역학 - 속도와 에너지

 

출처 : 전투기의 이해(임상민)

 

 

속도

 

음속(speed of sound)이란 음파가 매질을 통해 전파되는 속도를 말한다. 즉, 소리의 속도를 음속이라고 한다. 음속은 온도에 따라 변화한다. 즉, 온도가 낮으면 음속도 낮아지고, 온도가 높으면 음속도 높아진다. 따라서 온도가 낮은 고고도로 올라갈수록 음속은 떨어지게 된다. 예를 들면, 해면고도에서 음속은 약 340m/s 정도이지만, 19km 고도에서는 265m/s로 떨어진다.

 

마하수(Mach number)는 비행 속도를 음속으로 나눈 수치이다. 만약 전투기가 해면고도에서 680m/s 속도로 비행하고 있다면, 이 전투기는 마하 3의 속도로 비행하고 있다고 표현할 수 있다. 고도와 마하수의 관계를 감안하여 만약 19km 고도에서 680m/s 속도로 비행한다면 마하수는 약 2.56이 된다.

 

수평비행에서 최초로 초음속 비행에 성공한 실용 전투기는 F-100 슈퍼 세이버이다. 미국의 F-100ㅇ 1953년 5월 25일에 처음으로 음속 돌파에 성공한 이후 현대 전투기는 기본적으로 초음속 비행 성능을 갖추게 되었다. 현대 전투기의 최대속도는 대부분 마하 1.5~2.5 이다.

 

 

초음속 기동

 

소리보다 빠른 초음속 전투기가 등장하면서 전투기 간의 교전은 그야말로 초음속으로 이루어질 것으로 보인다. 하지만 초음속 공중전은 발생하지 않았다. 전투기가 교전에서 이탈하면서 제한적인 초음속 기동을 하는 것은 가능하지만, 결렬한 근접전에서 초음속 기동을 하는 것은 거의 불가능에 가깝다. 이는 초음속 비행 시 발생하는 충격파에 의한 공기역학적 특성 변화와 선회율(rate of turn) 감소 및 선회반경(turn radius) 증가로 기동성이 떨어지기 때문이다.

 

공기는 기본적으로 점성(viscosity)을 가지고 있다. 점성은 일반적으로 알려져 있듯이 끈끈한 성질을 말하는데, 이러한 공기의 성질 때문에 항력(drag : 어떤 물체가 유체 속을 운동할 때에 운동 방향과는 반대쪽으로 물체에 미치는 유체의 저항력) 등 전투기 주위의 여러 공력 현상들이 발생한다. 특히 전투기가 초음속으로 비행할 떄는 공기의 점성으로 인해 다양한 공력 변화가 발생하게 된다.

 

전투기가 공중을 날 때 공기의 점성으로 인해 후류(wake : 정지 유체 속을 물체가 운동할 때 물체 뒤를 쫓는 것처럼 보이는 유체의 흐름)와 경계층이 생긴다. 이는 움직이는 전투기에 항력으로 작용해 전투기의 성능에 결정적인 영향을 미친다. 그리고 공중에서 전투기가 빠른 속도(마하 0.3이상)로 날 때 기체 앞부분의 공기가 일종의 파(wave) 형태로 압축되는 현상이 발생하는데, 이를 압축성 효과라고 한다. 압축성 효과는 속도가 빨라질수록 극명하게 나타나고, 전투기와 공기의 상대속도(전투기 비행 속도)가 음속에 가까워지는 순간 물체 앞에 큰 장벽을 형성하게 된다. 이 장벽을 충격파라고 부르며, 충격파에 의해 발생하는 항력을 조파항력(wave drag)이라고 한다. 전투기가 음속 이상으로 비행할 때에는 전체 항력에서 조파항력이 차지하는 비율이 가장 높기 때문에 충격파에 대한 해석이 전투기 형상 설계의 핵심이 되고 있다.

 

충격파는 전투기의 기동에도 많은 영향을 미친다. 초음속 기동은 아음속 기동과는 원리가 다르다. 날개에 양력(Lift : 유체 속의 물체가 수직 방향으로 받는 힘)이 발생하는 근본 이유는 날개 윗면과 아랫면의 압력차 때문이다. 날개 윗면과 아랫면의 압력차는 아음속이나 초음속 상황에서 모두 존재한다. 하지만 아음속과 초음속에서 압력차가 발생하는 원인은 다르다.

 

초음속에서는 날개 아랫면에서 발생하는 충격파와 윗면에서 발생하는 팽창파(expantion wave)로 인해 압력차가 발생한다. 팽창파는 일반적으로 정압력(static pressure)이 낮고 받음각과 캠버(camber) 등으로 볼록한 윗면에서 발생한다. 충격파는 수직충격파와 경사충격파로 나눌 수 있는데, 이 충격파를 지나면 정압력이 올라간다고 이해하면 된다. 즉, 날개 윗면에서는 팽창파가 많이 발생하고, 날개 아랫면에는 충격파가 많이 발생한다. 따라서 날개의 아랫면과 윗면은 정압력차가 생기고, 이로 인해 양력이 발생하게 되는 것이다.

 

하지만 이와 같은 원리로 발생하는 양력은 큰 항력을 가져오게 된다. 이는 기동을 할 때도 마찬가지이다. 선회를 하기 위해 조종면을 움직이면 다른 형태의 파가 발생하고, 그러면 항력이 증가하게 될 것이다. 이 항력을 극복하기 위해 전투기는 아음속 비행 때와는 비교도 안 되는 큰 추진력이 필요하고, 이는 전투기의 기동성 저하 및 속도 감소로 이어진다. 이러한 특성 때문에 초음속에서 급기동과 근접교전을 하기 어려운 것이다. 전투기의 초음속 기동에 따른 선회율과 선회반경, 코너 속도 등의 성능 수치 변화는 뒤에서 자세하게 설명하겠다.

 

최대.최소비행속도와 실속속도

 

최대비행속도는 전 영역의 고도에서 항공기가 낼 수 있는 최대속도를 말한다. 해면고도에서는 공기밀도가 높기 때문에 최대로 낼 수 있는 속도가 낮아진다. 공기밀도가 높으면 항력이 크기 때문에 전투기가 낼 수 잇는 속도가 저하되는 것이다.

 

반면, 고도가 높으면 공기밀도가 낮아 전투기의 최대속도는 증가한다. 그러나 일정 고도를 지나면 최대속도는 오히려 떨어지기 시작한다. 이는 일정 고도 이상에서는 공기밀도가 너무 낮아 제트엔진의 추진력이 저하되기 때문이다.

 

따라서 전투기는 엔진 추진력과 항력 관계가 최적점을 이루는 고도에서 최대속도를 낼 수 있다. 이를 간단하게 설명한 무차원식이 바로 레이놀즈수이다. 레이놀즈수는 공기가 가지고 있는 밀도, 속도, 그리고 공기가 지나가는 길이를 곱한 값에 점성률을 나눈 수로, 관성력과 점성력의 비를 수치화하여 고도와 속도가 다르더라도 단일 기준으로 비행기 외부 조건을 비교할 수 있다.

 

최소비행속도를 이해하기 위해서는 실속에 대해서 먼저 이해해야 한다.전투기의 날개는 아래윗면에서 공기가 잘 흘러야 하늘로 뜰 수 있는 양력이 발생한다. 그러나 실제로 공기는 점성 때문에 날개 끝부분에서 떨어져나가는 현상, 즉 박리현상이 발생하게 된다. 박리현상은 받음각이 높아질수록 심하게 발생하고, 일정 받음각에 이르게 되면 날개 윗면 전체에서 박리현상이 일어나 양력이 발생하지 못하는 상태가 된다.이러한 상태를 실속(stall)이라고 한다. 전투기가 일정한 속도를 내지 못할 때도 박리현상이 일어나 실속에 빠지게 되는데, 이 속도를 실속속도(stall speed)라고 한다.

 

실속속도보다 빠르거나 받음각이 작은데도 불구하고 전투기는 실속 상태에 빠질 수 있다. 특히 비행 주에 한쪽 날개가 실속 상태에 빠져 나선 활강 상태에 돌입하기도 하는데, 이러한 상태를 스핀(spin)이라고 한다. 스핀은 전투기가 급기동을 할 때 간혹 발생한다. 전투기가 스핀 상태에 돌입하면 조종간을 중립으로 놓고 상대풍(relative wind)의 박리를 막아야 한다.

 

최소비행속도는 비행기가 비행을 유지할 수 있는 속도로, 실속 상태에 빠지게 되는 실속속도와는 차이가 있다. 일반적으로 최소비행속도는 실속속도의 1.2~1.3배 속도를 의미한다.

 

 

에너지

 

전투기에 있어서 에너지 개념은 위치에너지(potential energy)와 운동에너지(kinetic energy)의 합으로 표현할 수 있다. 비행하는 전투기의 위치에너지는 운동에저니로, 운동에너지는 위치에너지로 변화가 가능하다. 공기의 마찰을 무시한다면 위치에너지와 운동에너지는 똑같은 양만큼 서로 교환이 가능하며, 역학적 에너지의 보존 측면세 ㅓ전체 역학적 에너지는 위치에너지와 운동에너지의 합으로 표현한다.

 

일정한 고도에서 일정한 속도로 비행하는 전투기는 일정한 에너지 상태에있다고 할 수 있다. 전체 역학적 에너지는 위치에너지와 운동에너지의 합인데, 여기에 무게(질량 * 중력가속도)에 대한 항을 소거할 경우 이때 나오는 항을 비 에너지(Es: Specific Energy)라고 표현한다. 비에너지를 수직으로 표현하면 다음과 같다.

 

Es(ft) = H + V"/2g

 

[H는 고도, ft는 해면고도로부터의 고도, V는 진대기속도(true airspeed: 비행기가 공기 속을 지나는 실제 속도), g는 중력가속도]

 

위의 식으로부터 고도와 속도를 조합한 전투기의 에너지 상태를 도출할 수 있다.

 

 

잉여추력

 

전투기의 에너지 상태는 앞서 설명했듯이 고도와 속도로 표현할 수 있다. 이러한 에너지 상태는 엔진의 추력으로 증가가 가능하다. 즉, 엔진은 전투기의 에너지를 조절하는 수단이며, 에너지를 감소시키는 원인인 항력을 이기고 에너지를 높이는 유일한 수단이라고 할 수 있다. 추력과 항력, 속도와 중량과의 관계를 잉여추력(Ps: Specific Excess Power) 혹은 잉여마력, 비잉여마력이라고 표현한다. 이를 공식으로 표현하면 다음과 같다.

 

Ps = (T-D)V / W

 

(T는 엔진 추력, D는 항력, W는 항공기 중량, V는 진대기속도)

 

위의 식을 보면 엔진 추력이 항력보다 크다면 잉여추력은 양의 값을 가진다는 것을 알 수 있다. 즉, 잉여추력을 높이려면 추력과 속도는 높아야 하고, 무게와 항력은 작아야 한다는 것을 알 수 있다.

 

전투기를 개발할 때 여러 비행 조건에서 엔진의 추력과 기체의 항력이 계산되어져 나온다면, 각 속도와 무장상태 및 연료량 그리고 하중배수(항공기 날개에 걸리는 실제 하중의 크기를 기본 하중(비행기 중량)으로 나눈 수치) 등에 따른 잉여 추력을 선도로 나타낼 수 있을 것이다. 이런 잉여추력 선도는 조종사가 각 비행 상황에 맞는 기동을 위한 기초 자료로 이용할 수 있다.

 

자세한 잉여추력 선도는 각 전투기의 기동 한계를 명확하게 보여주기 때문에 비밀로 분류되는 경우가 많다. 예를 들어, 현재 교전 상황에서 자신의 기체와 적기에 대한 잉여추력 선도를 잘 알고 있는 조종사라면, 근접전에서 적기의 잉여추력이 상대적으로 낮아지는 방향으로 유도하여 교전상황을 유리하게 이끌어갈 수 있을 것이다.

 

이러한 점 때문에 각 전투기 제작사들은 시험비행 기간 동안 잉여추력 자류를 수집하는 데 상당한 시간을 할애하고, 잉여추력 선도는 일반적으로 공개하지는 않는다.

 

근접공중전과 잉여추력

 

추력이 항력보다 크다면, 에너지가 증가하게 되고 반대로 항력이 추력보다 크다면 에너지는 감소한다. 즉, 잉여추력이 양의 상태에 있다면, 비에너지는 상대적으로 높은 상태에 있으므로 전투기는 가속할 수 있다. 하지만 잉여추력이 음의 상태에 있다면 전투기는 속도가 줄어들게 될 것이다.

 

앞서 언급한 공식을 이용하면 비행기의 형상 때문에 발생하는 항력과 외부 장착물 때문에 발생하는 항력, 엔진의 추력, 중량으로 속도에 따른 잉여추력을 구할 수 있다. 이렇게 구한 잉여추력은 조종사가 어느 에너지 상태에서 한계기동을 펼칠 수 있는지 알 수 있는 중요한 자료가 된다. 예를 들어, 잉여추력이 높은 상태에서 근접공중전 중이라면 적기의 한계상황을 넘어서는 기동을 내가 할 수 있는지 없는지를 순간적으로 판단하여 다음 기동을 실시하는 것이 가능하다. 만약 적기보다 가속이 가능한 상태, 즉 잉여추력이 크다면 적기를 한계상황까지 몰고 가서 결국 유리한 위치를 선점할 수 있을 것이다. 반면 방어적인 상황이라면 적기가 한계상황까지 몰고 가지 않도록 교전을 이끌어야 한다. 이처럼 잉여추력은 근접공중전 기동 시 매우 중요한 판단 자료가 된다.

 

잉여추력은 엔진의 종류와 고도에 따라 다르다. 대체적으로 고도가 높으면 잉여추력이 떨어지기 때문에 고도가 높을수록 가속은 느려진다. 고고도에서는 가속뿐만 아니라 속도 범위도 크지 않기 때문에 근접공중전을 하기 어렵다. 반면 중.저고도에서는 잉여추력의 범위가 넓으므로 가속을 할 수 있는 여유가 있다.

 

따라서 전투기 설계 시에는 잉여추력의 범위를 넓히기 위해 단순히 추력이 큰 엔진 이외에도 다양한 엔진들을 고려하고, 해당 전투기 운용 고도에서 잉여추력의 범위가 넓은지 고려해야 한다.

 

운동 에너지

 

운동에너지는 다음과 같이 물체의 질량과 속도의 함수로 나타낼 수 있다.

 

Ek = 1/2 mV"

 

이 공식을 보면, 운동에너지가 속도의 제곱에 비례한다는 것을 알 수 있다. 즉, 전투기에 있어서 속도는 단순히 양력을 제공하는 것뿐만 아니라 기동에 필요한 운동에너지를 얼마나 갖고 있는지를 알려주기도 한다.

 

전투기가 운동에너지를 얻는 방법은 두 가지이다. 하나는 엔진 추력에서 얻는 방법이고, 다른 하나는 고도를 떨어뜨려서 위치에너지를 운동에너지로 전환하는 방법이다. 일반적인 상태에서는 엔진 추력을 이용해 운동에너지를 증가시키지만, 근접공중전 급기동과 같이 항력이 크게 발생하는 경우에는 고도를 낮추어 위치에너지를 운동에너지로 신속히 변환하기도 한다.

 

운동에너지가 높다는 것은 전투기가 폭넓은 기동이 가능하다는 것을 뜻한다. 기동에 의해 감소된 운동에너지를 빨리 회복하는 능력, 즉 단위시간당 에너지와 추력의 크기는 현대 전투기 성능에서 매우 중요한 요소가 되고 있다.

 

 

 

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[항공역사] 대전 간 전투기

2013.01.14 08:15

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[항공역사] 1차대전 전투기

2013.01.11 19:29

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[항공지식] 중국편

2012 포스팅 자료실 2013.01.11 10:46

월간항공

[신년기획] 중무장하는 동북아시아 . Part 1


중국, 태평양을 향해 손을 뻗다



출처 : (주)와스코 월간항공 2013년 1월호

조문곤(bomberx@wasco.co.kr)



*난독주의*



동북아시아의 군비증강 경쟁은 어제오늘의 일이 아니다. 그러나 최근 들어 특히 항공전력을 중심으로 무섭게 확장되고 있는 주변국들의 전력증강은 점점 속도를 내고 있는 모양새다. 월간항공은 새해를 맞아 동북아 주변국들의 강화되고 있는 항공전력의 오늘과 내일을 살펴보는 시간을 마련했다. 그 첫 번째 순서는 가장 눈에 띄는 항공전력 확장에 나서고 있는 중국이다. 


도광양회

'칼날의 빛을 칼집에 감추고 어둠 속에서 힘을 기른다'는 뜻의 '도광양회'는 자신의 재능을 숨기고 은밀히 힘을 기른 것을 의미하는데, 관거 덩샤오핑의 대외정책 기조를 가리키는 표현으로 자주 인용됐다. 더불어 중국 항공전력의 지난 20년을 표현하는데 이보다 더 적절한 비유는 없을 것이다. 


중국의 항공전력은 불과 10년 전까지만 하더라도 박리다매 취급을 받으며 애써 평가절하되어 왔다. 소위 질보다 양으로 밀어붙이는 중국의 항공전력으로는 최첨단 군용기들이 판치는 현대 항공전에서 살아남을 수 없다는 논리였다. 미 정부는 냉전 종식 후 유일한 초강대국으로 올라선 이후 중국과 함께 G2의 지위로의 격하를 인정하는데 주저해 왔던 것이 사실이었다. 물론 미국의 군산복합체는 감축일로에 있는 국방예산에 맞서서 중국위협론을 끈질기게 펴왔지만 중동과 아프가니스탄에 밀려 전략의 초점에는 어느 정도 비껴서 있었다. 그러는 동안 중국은 냉전해체 후 미국과 러시아의 급격한 군축으로 유출된 군수산업 인력 및 기술을 블랙홀처럼 빨아들이며 양과 질을 조용히 키워나갔다. 


결정적으로 2008년 미국은 금융위기를 겪으며 경제대국의 위상이 크게 흔들리게 됐고, 중국이 위기구제에 큰 역할을 하게 되면서 고개를 숙여야했다. 이를 계기로 미국은 경제부문에서 중국의 입김으로부터 자유롭지 못하게 됐다. 때문에 미국이 제1의 군사대국의 지위를 지키는 것은 자존심을 중요시하는 미국의 최후의 보루다. 그러나 이마저도 금융위기를 정점으로 군축의 압박에 시달리며 흔들리고 있다. 반면 미국과 달리 지난 10년 간 국방비를 연 평균 13.4%의 증가율로 가파르게 불려온 중국의 질주는 브레이크가 없었다. 그리고 오늘에 이르러 미국, 러시아에 이어 세계 3위의 항공전력으로 성장한 중국 공군과 해군 항공군을 폄훼하는 이는 거의 없다. 


화평굴기와 대국굴기

중국 항공전력의 성장은 2002년 집권한 후진타오의 대외정책 기조인 '화평굴기'에 힘입은 바가 크다. 화평굴기는 패권적인 이미지를 숨기고 책임 있는 강대국으로서 평화를 유지하면서 경제발전에 전력을 기울인다는 뜻이다. 사실 과거 덩샤오핑~장쩌민 시대의 중국이 도광양회 전략을 취할 수밖에 없었던 것은 질적으로 크게 떨어졌던 군사력에서 기인한 바가 컸다. 미국이나 소련에 대외적으로 맞설 수 있는 역량을 갖추지 못했기 때문에 도광양회는 불가피한 대외정책 기조였다. 하지만 2000년대를 전후로 중국이 육군전력을 지속적으로 감축하고 항공전력 육성에 역량을 기울이면서 대외적인 영향력에 힘을 보태기 시작했다. 특히 후진타오는 집권 2년만인 2004년 제 10차 중국 인민군 정당대회를 통해 중국공군을 전통적인 지상작전 지원군 개념에서 벗어나 광역에 걸친 항공전력의 투사를 중점으로 하는 전략공군으로의 일신을 선언했다. 정책적으로나 대외적으로나 역량을 투사하기 용이한 항공력을 키우겠다는 후진타오 의지를 대내외에 천명한 셈이었다. 이러한 중국 공군의 위상변화는 제대로 가늠하기 어려울 정도의 천문학적인 예산 투입으로 이어졌다. 지난 10년간의 쉬지 않고 10%대의 상승곡선을 그려왔던 국방비는 항공전력에 집중되어 왔다고 해도 과언이 아닐 것이다. 


또한 지난 2012년 11월 후진타오는 중국군 인사에서 쉬치량 전 공군총사령관을 공군출신으로는 처음으로 중앙군사위원회 부주석(국가 서열 2위)에 발탁했다. 항공전력 강화를 더욱 공고히 하겠다는 의지를 확실히 보여준 인사였다고 할 수 있다. 


여담이지만 미국의 일방주의에 대항하겠다는 의도를 내포하고 있던 화평굴기를 주창하던 당시 원래의 전략은 초대국으로 일어선다는 의미의 '대국굴기'였다. 그러나 이러한 기조가 주변국 및 미국을 자극할 수 있는 우려 때문에 대외정책 노선의 명칭을 화평굴기로 수정한 바 있다. 그런데 최근 동.남중국해에서 일본 및 동남아시아 국가들과의 힘대결에 반복적으로 강경한 자세를 취하면서 중국은 10여 년간 숨겨왔던 '대국굴기'의 노선을 거침없이 드러내고 있다. 특히 최근에 불거졌던 대일 강경노선은 2012년 11월 후진타오 후임으로 공식 취임한 시진핑 초서기가 지휘해왔던 것인 만큼 시진핑 시대의 중국은 본격적인 대국굴기의 대외정책 기조를 펴나갈 것으로 전망되고 있다. 그는 취임 직후인 11월 16일 베이징에서 열린 군사위 확대 회의에서 "국가 주권과 안전, 발전의 이익을 단호하게 지켜야 한다"고 강조하며 군에 대해 군사 투쟁 준비가 가장 중요하다는 입장을 거듭 표명한 바 있다. 


현 주력기종은?

수호이 계열 전투기(센양 J-11/15/16)

중국 공군의 핵심적인 주력기종은 단연 수호이 계열 전투기들이다. 장비기종으로는 92년부터 2002년까지 러시아로부터 직도입한 36대의 단좌형 Su-27SK와 38대의 복좌훈련기 Su-27UBK, 98년부터 2000년대 중반까지 전력화한 105대의 Su-27 면허 생산형 J-11이 있으며, 자국 항전장비와 엔진을 탑재한 J-11B를 현재까지 생산 중에 있다. 이와 더불어 2000년 12월부터는 러시아로부터 Su-30MKK 대지공격기 82대를 직도입했고, 개량된 항전장비와 해상작전능력이 크게 강화된 Su-30MK2 24대를 2004년 2월부터 도입하여 중국 해군에서 운용하고 있다.. 여기에 더해 최근 항공모함 랴오닝에서 운용될 J-15의 개발 및 시험이 한창이다. 


J-11B가 주로 공대공 임무를 수행한다면 대지공격 임무는 Su-30MK2를 기반으로 불법복제한 J-16이 중추를 담당할 것으로 보인다. 이미 J-16 초도생산분 24대가 중국 해군에 인도를 마쳤으며 현재도 생산이 계속되고 있어 그 수량은 계속해서 증가될 전망이다. 


중국 공군과 해군이 운용하고 있는 수호이 계열기들의 수량이 공식화된 것은 러시아로부터 직도입했거나 면허 생산한 기체들뿐이고, J-11/15/16의 정확한 생산량은 미상이다. 다만 이들 수호이 계열기를 모두 합하면 이미 2011년에 이미 400대를 훌쩍 넘어섰다. 특히 생산이 가장 활발하게 이루어지고 있는 J-11B와 J-16을 중심으로 2014년경에는 수호이 계열기들의 수량이 500대에 육박할 것으로 예측된다. 


향후 20년 이상 중국 공군의 하이급 주력전투기로 활약할 이들은 노후화된 요격기인 센양 J-8, 대지공격기인 난창 Q-5 등을 계속해서 대체해 나갈 것이다. 그리고 최근 개발을 진행하고 있는 5세대 전투기들과 함께 역점을 두고 생산 및 현대화를 지속적으로 진행할 것이다. 


쳉두 J-10

하이급으로 수호이 계열 전투기를 운용하고 있다면, 로우급으로는 중국이 자체적으로 개발한 J-10이 있다. 특히 J-10은 F-16과 같이 서방 4세대 전투기에 필적하는 성능의 기체를 목표로 중국이 야심차게 개발한 전투기다. 미국의 반대로 개발이 취소됐던 이스라엘의 라비(Lavi) 전투기의 설계도를 넘겨받아 이를 토대로 1987년까지 기본설계를 진행했다. 첫 비행은 1998년 3월에 성공했으며, 중국 공군에 본격적으로 배치를 시작한것은 2004년 1월부터였다. 중국 해군에도 배치됐고, 배치가 진행되면서 일부 기체가 공궁급유 프로브를 장비하기 시작했다. 이것은 최근 원거리 전투력 투사를 강조하고 있는 중국 공군의 방향을 대변하는 것이다. 또한 경쾌한 운동성능을 바탕으로 중국 곡예비행팀인 8.1 비행표현대에서 J-10SY라는 제식명칭으로 운용되고 있다. 


현재 생산되고 있는 기체는 개량형인 J-10B다. J-10B는 기존 J-10A와 외형은 비슷하나 내부적으로는 상당한 개량이 가해진 기체로 2009년 3월 첫 비행에 성공했다. 본래 J-10은 설계당시부터 서방제 엔진과 항전장비를 탑재하기로 계획했지만 1989년 천안문 사태로 금수조치를 당하면서 당시 성능이 크게 떨어지는 국산 항전장비와 최대추력 12,500kg급으로 출력이 다소 떨어지는 러시아제 룰카-새턴 AN-31FN 엔진을 장착할 수밖에 없었다. 반면 J-10B는 신뢰성과 추력이 향상된 13,600kg급 추력의 센양 WS-10B 엔진을 탑재하고 있다. 이와 더불어 ECM/ECCM 장비 다수와 미사일경고시스템(MAWS)를 탑재하여 생존성을 도모하고 있으며, 수호이 계열기들이 공통적으로 장비하고 있는 캐노피 전방의 광학목표추적 시스템/적외선 탐지추적장치(EOTS/IRST)와 글래스 콕핏, 다기능 전방시현기(HUD)를 장착하는 등 항전장비 면에서도 크게 향상됐다. 특히 기수의 레이돔의 형상이 원형에서 타원형으로 변했는데, 이는 AESA 레이더의 탑재 혹은 탑재를 염두에 둔 설계로 보인다. 


2011년 2월부터 일선에 모습을 드러내기 시작한 J-10B는 J-11 계열기와 함께 중국이 가장 활발하게 생산 중인 주력기 중 하나로 2012년 말까지 260대 이상 생산됐다. 노후화되고 성능이 떨어지는 쳉두 J-7 전투기와 센양 J-8을 부분적으로 대체해야 하는 소요를 감안할 때 수량은 앞으로도 가파르게 증가할 것으로 보인다.


한편 2010년 5월 초 북한의 김정일 국방위원장이 베이징에서 후진타오를 만난 자리에서 한국 공군의 공군력 확장에 우려하며 J-10 제공을 요청하였으나 거부당하기도 했다. 


쒸안 H-6

140대 이상의 쒸안 H-6계열 폭격기의 존재도 유사시에 위협적인 존재로 간주된다. 비록 공중급유 능력이 없어 항속거리 면에서 다소 떨어지며 방어시스템의 낙후로 현대화된 방공망 및 요격체계에 대항해 납득할만한 생존성을 갖추지 못했다는 평가를 받고 있기는 하다. 이에 따라 중국은 공중 핵공격이나 재래식 폭격임무 중심의 기존 H-6을 순항미사일 발사 플랫폼으로 활용하는데 운용의 초점을 두고 있다. 현재 H-6계열기 중 주력 기체는 H-6M(해군영은 H-6G로 칭하나 M형과 기본적으로 동일한 기체임)이며 현재까지도 저율생산 중이다. H-6M은 대함.대지 공격을 동시 수행할 수 있는 다임무 플랫폼으로, 기존 H-6보다 무장 장착대 2개를 추가하여 총 4개소를 갖추고 최대 4발의 장거리 미사일을 운용할 수 있다. 주력무장은 KD-63 공중발사순항미사일과 KD-88 공대함미사일이며 가까운 장래에 차기 순항미사일 통합이 진행될 것이다. 차기 순항미사일은 우크라이나로부터 러시아의 AS-15 켄트 순항미사일을 뻬돌려 복제한 제식명칭 불명의 미사일로 현재 개발 중에 있다. 또한 기수 하부에 미사일공격 경보시스템(MAWS)센서가 추가된 방어수트 페어링을 탑재하여 생존성을 강화시킨 것도 특징 중 하나다. 


예컨대 대만과의 고강도 분쟁 발발 시 다수의 H-6M 및 장거리 미사일 운용이 가능한 H-6 계열기들은 본토에서 크게 벗어나지 않은 제공권이 완전히 보장된 공역에서 대만을 공격할 수 있다. 미국이 개입하더라도 공격을 감행한다면 막을 수 없는 공격수단이 되는 것이다. 이처럼 H-6은 남중국해 및 동중국해 연안의 분쟁지역에 대해 충분히 유효한 장거리 타격능력을 갖추고 있다. 특히 이들은 유사시 분쟁지역에 개입할 미국 항공모함에 커다란 위협이 될 것으로 평가되고 있다. 


CAIC WZ-10

그밖에 지난 '에어쇼 차이나 2012'에서 일반에 처음 공개되어 화재로 떠오른 WZ-10도 주목받고 있다. 유로콥터의 타이거 헬기와 유사한 외형의 WZ-10은 2009년 말부터 배치를 시작한 대형공격헬기다. 중국은 유로콥터와 공동으로 여러 민수헬기개발 프로젝트를 진행해 오면서 헬기개발 경험을 착실히 쌓아왔다. 특히 최근 미국의 엔진제작사 UTC의 계열사인 프랫 앤 휘트니 캐나다가 중국에 엔진 컨트롤 소프트웨어를 팔아넘긴 것으로 드러났다. 이로써 WZ-10은 미국 헬기의 엔진기술을 채용하고 있음이 명백해졌다. 


이와 함께 기수 앞부분에 장착된 열영상 광학탐지 및 추적장비(Target Acquisition and Designation System, TADS)나 로터 상단에 아파치의 롱보우 레이더와 유사한 형태의 장비 등 서방제 기술이 적지 않게 적용됐음을 암시하고 있다. WZ-10이 중국 최초의 대형공격헬기면서도 유로콥터의 타이거나 아구스타 A129 망구스타와 대등한 성능을 갖추고 있다고 평가받는 이유다.


확실한 우위, 많은 기체 수량과 지리적 이점

중국 공군.해군이 보유한 기체들 중 성능적으로는 수호이 계열 기반의 Su-27/J-11 계열기와 대량으로 생산 및 배치중인 J-10이 주목된다. 하지만 이들이 아직 실전에 나선 적이 없고, 폐쇄적인 중국 군 특성상 이들의 구체적인 전투수행능력은 검증된 바 없다. 따라서 이들의 제원을 자기고 구구절절 주변국 경쟁기종들과 비교하는 것은 그다지 의미가 없는 일이다. 하지만 무엇보다도 이들의 전력이 위협적인 것은 러시아로부터 직도입한 몇몇 기체를 제외한 대대수의 기체들이 중국의 자체 능력으로 개발-생산-배치-유지되고 있다는 점이다. 더욱이 중국이 전력화하고 있는 기체들 중에 지원기 및 헬기 등을 제외하고 직접적인 전투력 투사가 가능한 전폭기들의 수량만 1,400대에 달한다. 이것은 전투를 수행하는 기체들이 지속적으로 소모되어 가는 전시에 대단히 중요한 요소다. 전쟁의 승패를 좌우하게 되는 가장 큰 요인으로 전시 지속능력이 꼽힌다. 전시에 타국으로부터 지원없이 자체 공업능력으로 엔진부터 자잘한 항전장비까지 생산하여 전장에 많은 수량의 기체들을 안정적이며 지속적으로 공급할 수 있다면 전승의 가능성을 크게 높일 수 있다. 전쟁은 이른바 '규모의 전쟁'으로도 불릴 만큼 물량공세와 군수보급지원이 중요하기 때문이다. 


가까운 장래에 가장 가능성 있는 중국의 무력충돌은 남중국해에서 대만 및 영유권 분쟁 중인 동남아시아 4개국, 그리고 동중국해에서 일본과의 분쟁을 들 수 있는데, 이들 국가들은 미국과 군사.외교적으로 밀접한 관계를 맺고 있다. 고강도 분쟁 수준의 무력충돌이라면 미국의 개입이 불가피하다는 얘기다. 그러나 남중국해와 동중국해는 중국의 앞마당이다. 미국이 개입할 수 있는 수단은 항공모함 전단이나 우리나라 혹은 일본, 멀리는 괌에 주둔하는 미군기들 위주로 제한을 받게 될 수밖에 없다. 미 본토와 멀리 떨어진 곳에서의 전쟁은 곱절 이상의 전쟁수행비용이 들며, 지속적인 군수보급 지원과 물량투입에 큰 제약을 받게 될 것이다. 반면 중국은 공중급유기의 지원이 필요 없을 만큼 작전영역이 본토와 매우 인접해 있다. 또한 중국 기체들은 대다수가 순수 자국 공업능력으로 제작.유지되는 기체들이므로 대량의 군용기들을 지속적으로 투입할 수 있다. 중국은 기본적으로 미국의 개입을 원치 않지만, 개입을 견제하면서도 주변국들과의 분쟁에서 강경한 입장을 취할 수 있는 것은 바로 이러한 지리적 이점을 누구보다 잘 이해하고 있기 때문이다. 중국의 항공전력을 미국과 단순히 1:1로 비교를 할 수 없는 이유다. 직접전투를 수행할 수 있는 군용기가 1,400여 대나 되는 엄청난 규모 또한 상대적으로 떨어지는 것으로 평가받는 각 기체들의 성능을 충분히 상쇄하고도 남는다. 게다가 이들 기체들의 대부분은 여전히 생산 중이다.  


향후 핵심기종들은?

그렇다면 비밀리에 개발 중에 있거나 이미 공개된 중국의 미래 항공전력을 이끌 핵심 기종을 살펴보자.


쳉두 J-20 / 센양 J-31

깜짝 등장으로 전 세계의 주목을 끈 바 있는 J-20과 J-31은 정확한 성능이 현재까지도 밝혀진 바 없지만 미래 중국 항공전력의 큰 축을 담당할 것은 확실해 보인다. 특히 J-20이 공개된지 불과 2년도 채 되지 않은 시점에서 공개된 J-31은 중국의 항공전력 증강의 열망을 고스란히 보여주었다. 어쨌든 5세대 전투기를 지향하는 스텔스 형상의 전투기 2종을 동시에 개발하고 있는 점은 얼마나 많은 예산과 역량이 집중적으로 투입되고 있는지를 보여주는 방증이기도 하다. 

이와 더불어 그간 중국이 전투기를 개발해온 관행과는 달리 미국과 같이 주요 군수 업체 간 경쟁 구도를 형성한 것도 눈에 띤다. 현재 J-20은 쳉두비기공사가, J-31은 센양비기공사가 각각 제작하고 있다. 물론 어느 한 기종이 패배하여 개발이 취소되는 입찰경쟁은 아니지만 각기 다른 제작사에서 비슷한 성격의 첨단 전투기를 개발함으로써 가격과 성능 면에서 경쟁력을 높이는데 긍정적인 영향을 미칠 것이라는 분석이 지배적이다. 또한 이러한 경쟁 구도는 중국의 5세대 전투기 전력화 일정을 앞당시는 데에 기여하게 될 것이다. 

센양 J-18
J-18은 항공모함 탑재용으로 스텔스 기능을 갖춘 단거리이착륙(STOVL) 전투기로 알려진 기체다. 지난 12월 중국 관영매체 환구시보가 영국의 군사전문지 제인스 디펜스 위클리(Jane's Defense Weekly)를 인용하여 J-31을 개발 중인 센양비기공사가 STOVL 전투기 개발에 상당한 진척을 보이고 있다고 보고했다. 중국 당국은 이를 부인하고 있지만, 이미 2011년 4월 일본 아사이 신문과 또 다른 중국 관영매체 봉황 TV가 J-18의 존재를 보도하는 등 여러 매체를 통해 개발정황이 포착되고 있다. J-18은 내몽골지역의 군사기지에서 이미 첫 비행을 마친 상태라고 전해지고 있다. 

뒤에서도 기술하겠지만 중국은 랴오닝 항모에서 대지공격기로 운용할 마땅한 자국 플랫폼이 없는 상태다. 따라서 최소한 항모에서 운용항 STOVL기 개발의 필요성은 충분해 보인다. STOVL기 개발에 필요한 기술확보도 유력한 경로가 있다. 바로 1987년 첫 비행에 성공한 구소련의 야코블레프(Yakovlev) Yak-141이다. Yak-141은 리프트팬 방식의 세계 최초의 초음속 STOVL기로, 자금 부족으로 더 이상 개발진척이 어렵게 되자 해외에서 개발 파트너를 물색한 바 있다. 이 때 야코블레프 설계국에 손을 내밀었던 업체가 바로 미국의 록히드 마틴이며 당시 4억 달러 규모의 계약을 통해 지금의 F-35B 개발(당시의 X-35)에 필요한 기술들을 제공받았다. 중국과의 파트너십에 대한 공식 보도는 없었지만, 미국에도 제공된 기술이었으므로 중국으로 흘러들어갔을 가능성이 매우 크며 오늘날 J-18의 기술적 토대를 마련해 주었을 것이다. 

정확한 기체형상은 알려진 바 없으나 F-35B의 경우처럼 J-31을 STOVL형으로 개조한 형태가 되거나, J-31과 Yak-141을 적절히 혼합해 놓은 형태가 유력시 되고 있다. 

쒸안 Y-20
중국판 C-17 수송기가 곧 모습을 드러낼 것으로 예상된다. 2012년 12월 초 중국항공집단공사(AVIC)는 중국 공군의 200톤급 대형수송기가 설계를 완료해 제작 중이며, 2012년 연말 공개될 것이라고 예고한 바 있다(현재 첫 비행은 2013년 초로 연기됐다). Y-20의 정확한 제원은 공개되지 않았지만 페이로드 60톤급, 최대이륙중량 220톤으로 미국의 C-17보다는 작고, 유럽 EADS의 A400M 보다는 큰 기체가 될 것으로 추측된다. 외형 또한 C-17과 A400M을 적당히 섞어놓은 듯한 모습의 상상도가 공개되고 있다. 

중국은 러시아로부터 도입하여 운용 중인 일류신 IL-76MD을 자국화하기 위한 노력을 오랫동안 기울여 왔다. 이와 동시에 러시아가 최근 IL-76의 엔진과 주익을 개량하여 도입을 결정한 신형 IL-476 수송기 구매를 추진하고 있다. 수호이 계열 전투기 도입 전례에 비추어 볼 때, 중국이 Y-20을 자체개발하고 있는 마당에 IL-476 도입을 추진하는 것은 기체 자체보다는 IL-476에 탑재된 신형 PS-90A-76 엔진을 확보하기 위한 것이라고 봐야 한다. PS-90은 최대추력 16,000kg으로 준수한 출력을 가지고 있는데다가 특히 소음을 획기적으로 줄이고 신뢰성과 효율이 크게 향상된 엔진이다. Y-20은 자국산 WS-18 엔진을 탑재할 예정이지만 Y-20이 요망하는 성능을 갖기 위해서는 PS-90을 우선적으로 확보할 필요가 있다. 

산시 Y-9
현재 120대 규모가 운용되고 있으나 노후화된 Y-8 중형수송기를 대체하기 위한 Y-9의 배치가 2012년 중반부터 진행 중이다. 기존의 Y-8은 안토노프 An-12를 역설계한 기체인데, Y-9은 페이로드 25톤, 최대이륙중량 77톤급으로 미국의 최신 전술수송기 C-130J와 유사한 체급이다. 그가 Y-8은 조기경보통제기와 전자전기, 심리전기 등 각종 특수임무기로 개조되어 운용되어 왔는데 Y-9또한 각종 지원기로 개조되어 운용 중인 것이 확인되고 있다. Y-9는 뛰어난 범용성과 기존 수송기들의 노후화로 대체소요 증가 등으로 인해 대량생산될 것이 확실시 되며 Y-20과 함께 중국 수송기전력의 중추가 될 것으로 예상된다. 

엔진기술은 여전히 아킬레스건
한편 2012년 12월 11일자 관영매체 환구시보의 인터넷판 환구망은 중국이 오는 2015년까지 J-20과 J-31의 엔진 개발을 위해 1천 500억 위안(약 25조 9천억 원)을 투입할 예정이라고 보도했다. 너무나 천문학적인 금액을 엔진개발에 쏟을 것이라는 보도에 반응은 엇갈리고 있다. 소위 '돈이면 안될 것이 없다'는 분석과 '50년 이상의 기술노하우를 토대로 만들어진 서방 선진국이나 러시아의 엔진기술은 많은 예산을 투입한다 하더라도 한계에 부딪힐 것이다'는 상반된 시각이다. 

잘 알려진 바대로 중국 군용기들이 성능을 인정받지 못하는 것은 고질적으로 낙후된 엔진기술 때문이다. 엔진성능이 특히 강조되는 전투기의 경우는 더욱 그러하다. J-20/J-31이 탑재하고 있는 NPO 새턴 AL-31 계열이나 자국산 WS-10의 엔진성능은 이들 기체들이 추구하는 미래형 전투기 수준에서는 다소 떨어져 대안을 찾아야 하는 상황이다. 그동한 중국은 AL-31과 WS-10을 기반으로 추력 및 내구성, 신뢰성 등을 강화시킨 엔진개발에 노력을 기울여 왔으나 별다는 성과를 내지 못해왔다. 특히 2006년 개발한 WS-15엔진은 16,500kg의 최대추력을 내는 데 성공한 바 있으나 효율과 내구성이 떨어지는 것으로 나타나 개발이 지지부진한 상태다. 목표추력은 18,000kg이지만 추력보다도 신뢰성과 직결되는 내구성과 연료효율 확보가 관건이다. 

중국이 최근 러시아의 최신예 수호이 전투기인 Su-35S 도입을 강력하게 추진하는 것도 결국 엔진 때문이라는 분석이 지배적이다. Su-35S가 탑재하고 있는 AL-41F1A 엔진은 러시아의 5세대 전투기 PAK-FA에 탑재될 최신예 AL-41F의 선행모델이다. 재연소시 14,500kg의 추력을 발휘하며 3차원 추력편향 노즐과 조합하여 제한적인 초음속 순항능력을 가능케 하는 AL-41F1A는 러시아의 현존하는 군용엔진 중 가장 뛰어난 엔진으로 간주된다. 엔진문제로 고전하고 있는 중국이 군침을 흘릴 수밖에 없는 이유다. 

신형 폭격기 개발되 J-20/J-31과 크게 다르지 않다. 기본 기체설계를 끝낸 최신형 H-6K는 2007년 1월 첫 비행에 성공한 뒤 저율생산에 돌입한 상태이지만 당초 탑재키로 했던 D-30KP 면허생산 허가를 러시아가 내주지 않으면서 교착상태에 빠졌다(기존 H-6의 WP-8 엔진은 H-6K의 늘어난 기체중량 및 무장탑재량을 받쳐주기엔 역부족이다). 당초 계획은 D-30KP 생산경험을 통해 자국산 대형엔진인 WS-18(사실상 역설계를 통한 복제)을 완성하고자 했지만 이는 실행되지 못한 채 답보상태에 있었다. 사실 D-30KP 엔진 성능도 최신  기체 기준에서는 뒤떨어지지만 대형기 엔진기술이 부족한 중국으로서는 절실한 엔진이다. 

하지만 중국이 갈증을 해소시켜줄 대책이 예기치 못한 곳에서 나왔다. 2011년 1월 오바마 대통령과 후진타오 주석의 정상회담을 계기로 제너럴 일렉트릭은 중국항공산업공사와 9억 달러 규모의 합작사를 설립키로 했다. 이에 미국 엔진기술의 총아라고도 할 수 있는 B787 드림라이너의 엔진기술을 중국에 이전하기로 결정한 것이다. 이를 통해 중국의 엔진기술은 큰 도약의 계기를 마련하게 될 것으로 보이며, 특히 교착상태에 빠져있는 H-6K와 개발이 진행 중인 Y-20과 같은 대형기 개발도 행보가 한층 빨라질 전망이다. 

도련전략과 랴오닝
1980년 중국의 해군총사령관이 미국을 방문해 미 해군 키티 호크 항공모함 갑판에 오른 적이 있다. 중국군 장성으로는 처음이었다. 그는 회고록에서 그 날의 경험을 이렇게 썼다. 

'눈물이 났다. 그리고 조국과 약속을 했다. 죽기 전 반드시 항모를 갖겠다.'

그가 바로 중국 항공모함의 아버지라 불리는 류화칭 제독이다. 중국의 항공전력의 미래를 논하는 데 있어 중국의 첫 항공모함 랴오닝과 항모항공단을 빼놓을 수 없다. 전적으로 '공격무기'인 항공모함은 그간 대룩과 연안에 묶여있는 중국의 항공전력을 원거리까지 투사할 수 있는 가장 강력한 수단으로 떠오를 것이기 때문이다. 이와 동시에 대양해군 건설의 첫걸음이 될 랴오닝의 취역은 오랫동안 중국이 열망해왔던 것이며, 이러한 열망을 실현시킨 장본인이 바로 류화칭 제독이다. 


중국의 대양해군 건설계획이 상징적으로 나타나 있는 것은 1985년 류화칭 당시 해군총사령관이 밝힌 '도련(島鍊)'전략이다. '섬들로 이어진 사슬'이란 뜻의 도련은 해양방위 경계선을 위미하는 것으로 원래는 1951년 존 덜레스 당시 미 국무장관인 창안한 공산권 해양 봉쇄 전략이었다. '제 1도련'은 오키나와-대만-남중국해로 연결되고, '제 2도련'은 사이판-괌-인도네시아 팔라우 군도로 이어진다. 당시 류화칭 사령관은 "2010년까지 제 1도련 내(동중국해-남중국해)의 제해권을 확립해 내해화하며, 2020년까지 제 2도련 내 (북태평양)의 제해권 확보 그리고 2040년까지는 미 해군의 태평양.인도양 지배를 저지한다"고 천명한 바 있다. 


도련전략을 실현하기 위해서는 항모보유가 필수적이었다. 류화칭 제독은 1970년부터 해군 내에 '항모 논증팀'을 만들어 항모 전사와 작전개요, 관련기술 등을 연구했으며 1975년 이를 들고가 항모보유를 주장하며 마오쩌둥을 끈질기게 설득했다. 그 당시는 문화대혁명의 광풍 속에서 중국 해군이 변변한 구축함 한 척 갖지 못한 시절이었으니 류화칭 제독의 주장은 관철되기 어려웠을 법도 했던 시절이었다. 1987년 국방대학 내 항공 함장교육 과정을 개설한 것도, 1998년 우크라이나로부터 랴오닝의 전신인 구소련읜 항모 '바랴그' 매입을 주도한 것도 그였다. 


그로부터 20여년 뒤인 2009년 실제로 중국은 해군 전략 개념을 '근거리 해역 방어'에서 '원양 해양 방어'로 전환하며 도련전략 구현에 한 걸음 다가갔다. 이는 중국의 전통적인 접근저지 및 지역거부(Anti-Access and area denial, A2AD)전략의 틀을 크게 넓힌 것이었다. 그리고 마침내 2012년 9월 중국 최초의 항모 랴오닝을 취역시키면서 도련전략의 첫 걸음을 뗐다. 


제 1도련은 동중국해와 남중국해를 관통하는 모습인데, 이를 통해 랴오닝은 중국이 대만 해협을 확보하고 대만을 굴복시키는데 상징적인 의미를 부여할 수 있다. 랴오닝으로 함명이 공식 명명되기 이전까지 대만을 정복했던 청나라 수군 장수인 스랑이 함명으로 적극 거론되어온 것도 이와 무관하지 않다. 


이러한 배경에서 볼 때 랴오닝의 취역은 단순히 군함 한 척이 중국해군에 합류한 것을 의미하는 것이 아니다. 류화칭 제독이 역설해온 바대로 태평양을 향해 손을 뻗는 대양해군 건설의 신호탄인 것이다. 이 때문에 랴오닝이 현재로써는 군사적으로 큰 효용성을 가질 수 없지만 전략적 상징성이 매우 크다는 평가를 받고 있다. 


하지만 정작 류화칭 제독은 평생을 염원했던 랴오닝의 취역을 보지 못했다. 그는 랴이닝이 취역하기 불과 1년 전인 2011년 1월 14일 세상을 떠났는데, 임종 직전 "항모를 보지 못하면 내 죽어서도 눈을 감지 못하겠다."는 말을 했다. 그를 찾은 지휘관들이 내년에 반드시 항모를 취역시키겠다는 약속을 듣고서야 눈을 감소 숨을 거두었다고 한다.


2011년 7월 27일 중국 관영매체 CCTV를 통해 개조 중인 바랴그가 처음으로 공개되고 나서야 중국의 항모보유에 대한 야망이 공식화된 바 있다. 그러나 중국은 류화칭 제독이 1970년 항모보유론을 주장했던 40년 전부터 이미 항모보유를 위해 도광양회해온 것이다. 다만 항모보유를 두고 군부 내에서 항모파와 잠수함파로 갈려 오랫동안 격렬한 논쟁이 계속됐다. 하지만 1996년 양안사태를 계기로 항모의 중요성을 직접적으로 경험한 중국은 결국 항모보유를 위해 오랫동안 준비를 해왔다. 그리고 중국과 류화칭 제독의 열망은 2012년 9월 25일에야 비로서 랴오닝의 취역으로 실현됐다. 


많은 과제가 산적해 있는 항모항공단

랴오닝 항모의 운용은 러시아의 어드미럴 쿠츠네초프와 불가분의 관계다. 쿠츠네초프에서 Su-33이 대함공격임무 및 함대방공임무를 수행한 것과 같이 J-15는 동일한 역할을 맡게 될 것이다. J-15는 2012년 11월 25일 랴오닝에서 첫 이.착함 시험을 성공리에 마쳤는데, 이를 통해 중국이 항모운용 노하우를 예상보다 신속하게 축적해온 것이 증명됐다. 물론 이것은 그 이전부터 중국 본토의 산시성 등 3개 지역에 지상 이.착함 훈련시설을 건설해 오랫동안 훈련을 진행해 왔기 때문에 가능했던 것이다. 


다만 J-15가 충분한 무장을 탑재하고 작전하기에는 장착하고 있는 WS-10엔진은 추력이나 내구성 면에서 여전히 아쉽다. 따라서 러시아의 Su-35S도입을 통한 엔진 혹은 엔진 기술 확보 등의 대안을 반드시 찾아야 할 것으로 보인다. 


한편 쿠츠네초프의 Su-25가 맡았던 대지공격임무를 랴오닝에서 맡을 주력기종은 아직 윤곽이 명확하지 않다. MiG-29K와 같은 신규기체를 도입하지 않는다면 개조하여 함재기로 활용할 수 있는 자국산 플랫폼은 JH-7이나 J-10 정도이지만 함제기로 쓰기에 그다지 적합한 기체형상은 아니다. 


이 때문에 현재 개발 중인 J-31을 함재기로 개조해 채용할 가능성도 조심스럽게 점쳐지고 있다. J-31의 기체크기가 J-20에 비해 항모운용에 적합한 크기라는 점, 기체크기가 상대적으로 큰 J-20이 상글 노즈기어를 가지고 있는데 반해 함재기에서 쉽게 볼 수 있는 듀얼 노즈기어를 채용하고 있다는 점, 미래의 항모항곤단에 5세대급 전투기가 필요하게 될 것이라는 점, 그리고 기존 플랫폼 중 함재기로 개조하기에 적합한 기체가 없다는 점이 근거로 제시된다. 그러나 J-31이 함재기로 채용된다 하더라도 여기에는 아주 많은 시간이 소요될 것으로 보여 앞으로의 개발추이를 지켜봐야 한다. 또한 기체 특성상 탑재량이 상당히 미약하여 요망하는 공격능력을 갖추기는 쉽지 않을 것이다. 수직이착륙기인 J-18 또한 탑재량이 크게 떨어지기는 마찬가지다. 


참고로 2011년 8월 미국 상원에 제출된 미 국방부의 <2011년 중국 군사 안보보고서>에 따르면 랴오닝이 제한된 작전임무를 수행하지만 주로 비행 훈련용으로 사용될 것으로 전망했다. 랴오닝의 주력기가 될 J-15등 함재기들과 기타 작전에 필요한 장비를 모두 탑재하고 정규 군사작전이 가능한 시기는 약 3년 후인 2015년경이 될 것으로 예상되고 있다. 


미국의 대중국전략이 판을 키운다

오바마 행정부는 아시아-태평양전략의 일환으로 '아시아로의 중심축 이동(Pivot to Asia)'를 표방하고 본격적으로 중국봉쇄에 속도를 올리기 시작했다. 이것은 중국의 태평양전략을 직접 겨냥한 것으로 과거 소련에 대한 대팽창주의(Anti expansionism) 전략과 매우 닮아 있다. 오바마 대통령의 재선 후 첫 순방길이 미얀마, 캄보디아, 인도네시아 등 동남아 3개국을 택한 것도 이와 밀접한 관계가 있다. 그밖에 미국은 중국 접경국들 및 북태평양 연안국들과 군사적으로 협력관계를 강화하고 있다. 


미국은 이를 컨게이지먼트(congagement)로 규정하고 있다. 즉 군사.외교 면으로는 중국 주변국들과의 군사협력을 통해 중국을 봉쇄(containment)하여 일방주의를 유지하면서, 경제 면으로는 미국의 만성적자 경감의 열쇠를 쥐고 있는 중국 경제에 대한 포용(engagement)정책을 펴는 것이다. 그러나 중국은 이를 일방적인 봉쇄전략으로 간주하며 군사.외교적 도전으로 받아들이고 있다. 오늘날 중국 공군의 급격한 항공전력의 확장은 미국의 봉쇄전략에 맞서 자국의 안보를 지키기 위한 방어책이자 최선책인 것이다. 


중국 항공전력 증강은 '원거리 작전능력 확보'로 대변되고 있는 가운데 단기적으로는 미국과 같은 세계적 규모가 아닌 제 1도련에 연하는 지역범위의 전력투사를 목표로 하고 있다. 우려스러운 것은 중국이 우리나라를 침공하거나 직접적인 군사적 위협을 가하게 될 것이라는 영화같은 얘기 때문이 아니다. 바로 미국의 대중국전략을 구현하는 중국 봉쇄선이 중국의 제 1도련과 거의 정확히 일치하고 있기 때문이다. 그렇지 않아도 당사국들 간에 당장이라도 폭발할 것만 같은 화약고처럼 영유권을 두고 분쟁을 벌이고 있는데, 미국의 대중국전략이 충돌하면서 군사적 긴장이 발생할 확률이 크게 높아져 갈것이라는 뜻이다. 



1996년 양안사태

1996년 대만 총통선거를 앞두고 중국과 대만의 군사적 충돌 위기가 고조되었던 사건. 

대만 독립을 선호하는 리덩후이의 당선을 막기 위해 중국은 대만 동북해안에 위치한 주요 무역항인 기룽 근해에서 대규모 미사일 발사훈련을 실시하는 등 무력시위를 통해 대만을 압박했다. 그러면서 미국에 개입하지 말 것을 엄중 경고했으나 클린턴 행정부는 중국의 경고를 무시하고 2개의 항모전단을 파견해 무력시위를 벌였고, 결국 중국은 이에 굴복하고 물러났다. 양안사태 이전 항모 건조 및 항모전단 보유를 위해 투입되는 시간과 비용이 너무 크다는 이유로 잠수함파와 극렬히 대립해왔으나, 이 사건은 중국으로 하여금 항모의 필요성을 절감케 하는 결정적 계기가 됐다. 



중국으로부터 자유로울 수 없는 한반도의 안보

중국의 정치적.군사적 긴장이 동북아 안보에 어떤 영향을 미칠지 우린 아직 알 수 없다. 그러나 중국은 이미 경제적으로나 정치적, 군사.외교적으로 세계패권에 도전하는 지위에 올라섰고, 한반도를 비롯한 동아시아에 점차 심대한 영향을 줄 것이라는 사실을 부인할 수 없다. 특히 한반도 주변은 중국과 일본을 비롯한 동남아 4개국이 영토를 두고 첨예하게 대립하면서 새로운 화약고로 떠오르고 있다. 한 가지 확실한 것은 중국이 어떠한 방식과 장소에서 동아시아 주변국 및 미국과 군사적으로 대립하든지 우리 한반도의 안보는 그러한 대립으로부터 결코 자유로울 수 없다는 사실이다. 특히나 우리나라는 미국과의 군사동맹에 과도하게 의존하고 있으면서도 경제적으로는 중국에 대한 무역의존도가 크게 높아지고 있는 설정이다. 이로 인해 미.중 관계가 군사.외교적으로 점점 불편해지고 있는 안보환경에서 우리가 어떤 자세를 취해야 하는지에 대해 점점 많은 숙제들을 안기고 있다. 





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이스라엘, 저피탐지성 무인기 개발

2012 포스팅 자료실 2013.01.10 10:49

이스라엘, 저피탐지성 무인기 개발



이스라엘군이 스텔스기의 특징을 가진 대형 기밀 무인항공기를 개발하고 있는 것으로 알려졌다. 한 소식통에 따르면 이 비밀 프로젝트는 비스텔스기인 헤론(Heron), 그리고 수출용은 헤론 TP라고 불리는 에이탄(Eitan) 무인기의 제작사인 IAI가 개발 중인 꽤 큰 무인기와 관련이 있다고 알려졌다.


이스라엘은 스텔스 및 최저 피탐지 프로그램들에 공개적으로 참여해 왔다. 이스라엘 업계를 잘아는 전문가들은 이스라엘의 저피탐지항공기 능력에 관해 별로 놀라지 않는다고 주장한다. 한 전직 미 정부 당국자는 "그에 관해 소문들이 있었고, 이스라엘 업체들은 다양한 종류의 여러 가지 제품들을 만들어왔다"면서 "그들이 스텔스에 관심이 있을 것이라 예상되며, 특히 그들이 직면한 위협을 감안할 때 그렇다"고 말했다. 


큰 적성국들에게 둘러싸인 소국인 이스라엘은 거부지역(denied aera)에서 다양한 수단들을 이용하여 작전하는데 중점을 두어왔다. 이스라엘이 연루되었다고 생각되는 최근의 공급들로는 시리아의 핵발전소를 파괴한 2007년의 공급과 수단 깊은 지역에 있는 표적들은 파괴한 2차례의 공습이 포함된다. 거부 공역, 특히 복잡한 지대공 방어망으로 보호되는 공역에서 작전하려면 스텔스 및 체공 시간이 모두 필요하다. 한 업계 분석가는 "그들이 근래 몇 년간 소형 및 중형 스텔스기 모델들을 개발하고 있다고 알고 있다"면서 구체적인 기록에 대해서는 언급을 거절했다. 이 분석가에 따르면 IAI는 1990년대 중반이나 그 이전부터 스텔스 기술들을 개발해오고 있다. 


한 현직 항공우주 업계 중력은 "국가 안보의 측면에서 그들이 그 프로젝트에 많은 돈을 투자할 의지가 있을 것으로 생각된다"며 "헤론 시리즈 무인기에서 꽤 발전하는 모습을 보였고, 그들이 무언가를 꾸며내고 스텔스 소재를 만들려 노력하고 있다고 보기는 어렵지 않다" 말했다. 


오랫동안 무인기 기술의 선두주자로 알려진 이스라엘은 스텔스 부분에 대해서는 눈에 띄게 조용하다. 이스라엘의 스텔스 무인기는 레이더의 탐지를 피하도록 설계된 많은 무인 프로젝트 중 하나가 될 전망이다. 미국은 노스롭 그루만 X-47 및 록히드마틴 RQ-170 센티넬을 포함해서 몇 가지 프로젝트에 착수한 바 있다. 


한편 확인된 유럽의 프로젝트로는 BAE 시스템즈의 타라니스(Taranis)와 닷소 뉴런(Neuron)이 포함된다. 러시아와 인도도 비슷한 프로젝트들도 드러나 있다. 한 업계 분석가는 "논리적으로 볼때 스텔스기가 IAI 또는 엘비트(Ebit)의 다음 발걸음이 될 것" 이라면서 "무인기 기종의 진화를 보려면 BAE의 타라니스, 보잉의 팬텀 레이, 노스롭 그루먼 X-47가 있지만, MiG 스캣(Scat) 시스템도 있다. 이 기종을 제쳐놓지 않을 것"이라고 말했다.


출처 : 월간항공 2013년 1월호

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미 공군, 6세대 전투기 힌트 제공

2012 포스팅 자료실 2013.01.10 10:27

미 공군, 6세대 전투기 힌트 제공



미국의 첫 5세대 전투기인 F-35가 날개 짓을 하기 위해 씨름하고 있는 가운데 미 공군이 6세대 제트기를 순조롭게 출발시킬 방법을 계획하기 시작하고 있다. 6세대 제트기가 어떤 능력들을 갖출지는 아직 불확실하지만 미 공군전투사령부(ACC) 사령관인 마이크 호스티지 대장은 지난 11월 30일 국제전략문제연구소(CSIS)가 주관한 행사에서 약간의 힌트를 주었다. 


질의응답 시간 중 호스티지 대장은 2030년까지는 새로운 세대의 전투기가 필요할 것이라는 미 국방부의 시간계획을 반복해서 말했다.


호스티지 대장은 "그것이 우리가 벌써 6세대 전투기를 어떻게 정의할지를 검토하고 있는 이유" 라며 "일종의 판세를 뒤집을 능력을 가질 것이다. 그게 무엇인지는 아직 모르지만 주의해서 살피는 중"이라고 말했다. 호스티지 대장은 공식 석상에서의 발언 이후 기자들에게 추가로 견해를 밝혔다. 그는 "6세대 기술이 무엇인지 정의하려 노력하고 있다"고 말했다. 호스티지 대장은 잠재적으로 "6세대라고 정의될 수 있는 기술들을 검토하고 있지만, 이것이다, 이 방법대로 가자고 정해진 것은 없다. 결과를 얻기에 매우 오래 걸리기 때문에 지금부터 이를 정의하기 시작하려 하고 있다"고 말했다. 


5세대 전투기 설계는 스텔스 능력으로 정의되었다. 호스티지 대장은 공군이 무엇을 검토하는지 구체적으로 밝히기는 거절했지만, 6세대 제트기 설계에 단 하기지 기술만이 들어가지는 않을것이라고 힌트를 주었다. 호스티지 대장은 "매우 흥미로운 기술들이 있다"며 "한 가지가 아닌 기술들의 조합이 될 것이고 완전히 다르게 만드는 급진적인 것이 될 것이라고 본다. 판세를 뒤집을 능력을 제공할 정말 흥미로운 몇 가지 기술들의 조합이 될 것으로 생각한다"고 말했다. 하지만 차세대 전투기를 최고 한도의 가능성으로 생각하더라고 공군의 다른 기종들의 필요성이 사라지지는 않는다. 호스티지 대장은 공군력에서 여전히 "체계군(familt of systems)"이 필요하다고 말했는데, 이 체계군에는 마크 웰시 공군참모총장이 그의 핵심 프로그램 중 하나락고 확인한 장거리 폭격기 계획이 포함된다. 호스티지 대장은 "모든 곳에서 모든 것을 해낼 수 있는 단 한가지 장비를 만들 여유는 없다"고 말했다. 


출처 : 월간항공 2013년 1월호


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록히드마틴, JASSM 통합계약 체결

2012 포스팅 자료실 2013.01.10 10:03

록히드마틴, JASSM 통합계약 체결



록히드마틴이 합동공대지원거리미사일(JASSM)을 핀란드 공군의 F-18C/D 기종에 통합하는 작업을 지원하기 위해 미 공군과 510만 달러 규모의 대외군사판매(FMS) 계약을 지난 12월 체결했다. 이번 계약은 6년간에 걸친 소프트웨어 개발 및 항공기 통합지원 사업의 첫 단계다. 통합지원의 나머지 단계 및 미사일 조달과 생산 후 지원을 위해 추가계약이 있을 것으로 예상된다. 핀란드는 2006년 2월에 JASSM의 첫 해외 도입국이 된 호주연방에 이어 2번째로 이 무기를 도입하는 해외국가다. 


록히드마틴의 미사일 및 사격통제 사업부의 타격체계부장 앨런 잭스은 "JASSM은 동맹군 전투기들이 임무를 완수하는 데 필요한 작전적 융통성, 신뢰성, 효과성을 제공하는데 결정적인 역할을 한다"며 "우리팀은 이 필수적이고 저렴한 능력을 우리 동맹국들에게 납품할 수 있도록 하기 위해 매우 노력해 왔다"고 말했다. 


JASSM 통합은 핀란드 공군의 F-18 기종의 2차 중기개량과 함께 이루어질 전망이다. 미 해군이 통합작업 주도하고 미 공군, 록히드마틴, 핀란드 공군과 협조하게 된다. 통합작업은 캘리포니아주 차이나레이크에 있는 해군항공전센터 무기부에서 이루어질 예정이다. 


특히 이번 계약은 규모의 경제를 활용하여 미 정부와 핀란드 양측 모두 비용을 줄이기 위해 최근 JASSM 생산 로트(Lot) 10 조달계약에 맞추어 이루어진다. 핀란드는 F-18C/D에 JASSM을 탑재함으로써 지역방위 역할뿐만 ㅇ니라 유럽공동체와 북대서양조약기구(NATO)의 평화협력국으로서 책임을 이행할 수 있게 된다. 


또 이번 계약 체결은 최근의 몇 가지 JASSM 프로그램 이정표들에 뒤이은 것으로, 여기에는 로트 10 계약, 호주 공군 F/A-18의 JASSM 인증, 그리고 미 공군 F-15E 기종에의 성공적인 통합이 포함된다. 


한편, JASSM은 미군과 동맹군 전투기들에서의 요구를 충족하도록 설계된 자율성 공대지 정밀유도 원거리 미사일이다. 관통탄두 및 폭발파편탄두를 탑재하는 JASSM은 주야간 전천후 조건에서 자율적으로 순항을 한다. 이 미사일은 적외선 시커 및 향상된 디지털 항재밍 GPS를 사용하여 표적의 특정한 지점을 노린다.


스텔스 미사일인 JASSM은 미 공군의 B-1, B-2, B-52, F-16, F-15E에 통합되었다. 국제적으로는 호주 공군의 F/A-18A/B에서 인증을 받았다. 앞으로의 통합작업은 록히드마틴 F-35 라이트닝Ⅱ 전투기의 미군 및 해외용 버전들과 기타 수출 기종들에 중점을 둘 예정이다. 이 미사일은 앨라배마주 트로이에 있는 록히드마틴 제작공장에서 생산되며, 회사는 시험 및 일선용으로 1,100기 이상의 JASSM을 조립했고 최종 생산목표는 4,900기다. 


출처 : 월간항공 2013년 1월호

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군용항공기 비행안전성 인증에 관한 법률 개정

2012 포스팅 자료실 2013.01.10 09:32

군용항공기 비행안전성 인증에 관한 법률 개정



방위사업청은 12월 18일 '군용항공기 비행안전성 인증에 관한 법률(이하 군 감항인증법)'을 개정.시행했다. 군 감항인증법은 2009년 8월 1일 제정되어 군용항공기 및 수출용항공기에 대한 비행안전성 확보를 위한 법률적 기반을 마련해 왔다. 군 감항인증법 제정 이후 2010년 터키 수출형 기본훈련기(KT-1T)에 대한 감항인증을 시작으로 UH-60 아프간 파병항공기, 한국형기동헬기(KUH) 및 FA-50 전투기 등의 감항인증 형식 인증서를 발급하였다. 군용항공기 연구개발, 구매 및 성능개량 사업과 국내 항공업체의 수출용 군용항공기 등 43개 사업에 대한 감항인증 업무를 수행중에 있다. 방위사업청은 이번 법률 개정을 토대로 하위법령 및 업무규정 등 전반적인 제도의 정비를 추진하고 있다. 더불어 국제사회에서 대한민국 군용항공기 감항인증기관의 역할 증대와 신뢰도 제고를 통해 방산시장의 외연 확대 노력을 적극 추진할 계획이다. 


출처 : 월간항공 2013년 1월호

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2012년 탑 헬리건에 장일석 소령

2012 포스팅 자료실 2013.01.10 09:27

2012년 탑 헬리건에 장일석 소령



하늘을 지키는 육군항공 최고의 공격헬기 사수에게 수여되는 올해의 '탑 헬리건(Top Heligun)'에 제 13항공단 501항공대대 소속 장일석(35세, 학군 39기) 소령이 선정되었다. 육군은 2012년 12월 21일 경기도 이천 항공작전사령부 대연병장에서 열린 '2012 육군항공 사격대회' 시상식에서 올해의 탑 헬리건으로 선발된 장일석 소령에게 대통령상을 수여했다. 올해의 탑 헬리건으로 선정된 장 소령은 지난 11월 12일부터 20일까지 경기도 양평 비승사격장에서 AH-1S와 500MD를 망라해 조종사 개인별 근무경력, 자질, 비행기량, 전문지식 등에서 최고의 기량을 갖춘 17명이 출전한 이번 대회에서 400점 만점에 370점을 받아 최고 수준의 사격능력을 인정받았다. 



출처 : 월간항공 2013년 1월호

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