[V/STOL] AV-8B 해리어 전투기 제원

2012 포스팅 자료실 2012.07.29 08:24


**AV-8 해리어 수직이착륙기 제원**


 

 

개발배경
 

  미국과 영국은 해리어를 바탕으로 개량 기체를 공동으로 개발하기로 하고, 영국은 씨해리어(Sea Harrier)를, 미국은 AV-8A를 제작했다. 미국의 AV-8A 해리어는 미 해병대의 요구사항을 기본으로 보잉(구 맥도넬 더글러스)과 BAE가 공동개발했다. 미 해병대는 해리어의 능력에 주목하고 AV-8A를 100대나 도입했지만, 제 1세대 해리어의 성능에 한계를 느끼고 있었다. 해리어Ⅱ의 프로토타입인 YAV-8B는 기존의 AV-8A를 개조하여 항공역학 테스트를 실시한 뒤 1978년 11월 9일에 첫 비행을 했고, 이어서 본격적인 개발형 4대를 제작하여 1번기가 1981년 11월 5일에 첫 비행을 했다. 1982년부터 양산하기 시작하여 모두 300대를 생산했다. 복좌 훈련형인 TAV-8B는 1986년 10월 21일에 첫 비행을 했으며, 28대를 생산했다.

 

 

특징
 

  해리어의 성공에 가장 크게 기여한 것은 RR페가수스 추력 편향 엔진이었다. 하지만 시리즈의 발전에 큰 제약으로 작용한 것도 역시 엔진이었기 때문에 더 이상 대폭적인 성능 향상을 기대하기는 어려웠다. 따라서 해리어Ⅱ의 개발은 한정된 추력에서 최대한의 성능을 이끌어내는 데 주안점을 두고 진행되었다. 이에 따라 복합재료를 최대한 사용하여 가체중량을 경감시키고 세부 개량을 실시하여 수직.단거리 이착륙(V/STOL) 성능을 크게 향상시키는 것이 개발의 목적이었다.

 

  해리어Ⅱ의 주익은 완전히 새로 설계되었으며, 주익 스파(spa)에 그래파이트(카본)/에폭시 복합재료를 사용하고, 같은 복합재료로 외판을 결합시켜 획기적으로 중량을 경감시켰다. 주익 단면은 슈퍼 크리티컬 익형이며 앞전 후퇴각은 해리어보다 10도 감소한 24도다. 반면에 주익 면적은 10% 증가했으며 에스펙트비는 20% 커져 순항능력이 좋아졌다. 또한 주익 두께를 증가시킴과 동시에 일체형 탱크의 용량도 증가시켰으며, 주익 근부의 앞전을 연장한 렉스(LERX)의 면적도 크게 늘어 실속 특성이 개선되었다. 동체는 씨해리어와 같이 조종석을 높게 올려놓았으며 캐노피도 시계가 좋은 대형의 물방울형 캐노피를 채택했다. 동체의 대부분과 수직미익은 종전과 같은 금속구조이며 기수와 수평미익은 새로 설계된 복합재료를 사용했다.

 

  해리어Ⅱ의 엔진은 페가수스 11-21(MK 105)로, 미군 명칭은 F402-RR-406이며, 추력은 9,703kg이다.

이 엔진은 해리어의 Mk 103보다 추력이 2.3% 증가했으며, 수직 이착륙(VTOL)시 양력이 550kg으로 5.6% 증가했다.

  해리어Ⅱ는 최대 4.2t의 무장탑재가 가능하며, 동체 아랫면에는 실질적인 고정무장인 25mm 이퀄라이저 기관포 팩을 장착한다.

GAU-12/U 기관포는 좌측 팩에, 기관포탄(300발)은 우측 팩에 수납한다.

 

  항법공격 시스템은 1세대 해리어보다 한 단계 수준이 높아졌다.

 AYK-14 임무컴퓨터를 중심으로 ASN-130A 관성항법 시스템, Su-128/U 헤드업 디스플레이, IP-1318/A CRT 디스플레이 등의 시스템을 조합하여 구성하고 있다. 또한 기수에 설치된 TV와 레이저 목표를 추적하는 ASB-19 각도 폭격 시스템(ARBS)이 공격의 핵심장비이다.
 
  AV-8B는 생산된 이후에도 나이트 어택형과 해리어Ⅱ+ 등의 개수를 거치면서 업그레이드를 계속하고 있다.

 

 

 

 

성능재원
 

AV-8B+
 형식 : 단발 터보팬 수직이착륙 전천후 공격기
 전폭 : 9.25m
 전장 : 15.55m
 전고 : 3.55m
 주익면적 : 22.18m제곱
 자체중량 : 6,336kg
 최대이륙중량 : 14,515kg(수직이륙시 8,595kg)
 엔진 : 롤스로이스 F402-RR-408 추력 편향 터보팬 (23,800파운드)
 최대출력 : 마하 0.8
 실용상승한도 : 50,000피트
 작전행동반경 : 1,161km (요격임무, 외장연료탱크 2개)
 
무장
 GAU-12U 25mm 기관포 1문(이퀄라이저 팩)
 AIM-9/AIM-120 공대공미사일
 범용폭탄
 AGM-65 매버릭 등 공대지 무장
 하드포인트 7개소에 최대 6,003kg 탑제 가능
 
항전장비
 APG-65 레이더(해리어Ⅱ+)

 

 

 

 

운용현황
 

  미 해병대는 훈련기를 포함하여 모두 280여 대의 해리어Ⅱ를 도입하여 현재 154대를 보유하고 있다. 해외 운용국으로는 스페인이 13대. 이탈리아가 15대의 해리어Ⅱ+를 운용중이다.


   해리어Ⅱ는 걸프전에서 작전지역에 최초로 도착한 전술기로서 다양한 기지에서 작전을 수행했다. 해리어Ⅱ는 걸프전에서 총 3,380소티를 비행하며 임무가동률 90%를 기록했다.

 

변형 및 파생기종
 AV-8B 나이트호크  -  야간공격능력 강화형. 야간공격장비를 장착한 167호기 부터가 나이트 어택 해리어에 해당한다. 적외선 항법카메라(NAVFLIR), 광각 HUD, 컬러 HDD, 디지털 무방 맵, 암시 고글 등을 장비하여 주야간 작전이 가능해졌다. 엔진도 추력 10,795kg의 F402-RR-408(페가수스 11-61)로 강화되었다. 미 해병대 보유가 중약 100대가 나이트 어택형이다.
 
AV-8B+ 해리어Ⅱ+  -  AV-8B의 개수형. APG-65 레이더와 암람을 탑재하여 BVR 교전이 가능해졌다. 레이더의 탑재로 기수가 43cm 연장되었고 중량도 771kg이 늘어았다. 이에 더해 앞전 뿌리 확장장치(렉스)를 설치하여 선회율을 높였다. 해리어Ⅱ+ 양산형은 1993년 3월 17일에 첫 비행을 했으며, 미 해병대는 1994년 중반부터 2003년 12월까지 해리어Ⅱ 74대를 해리어Ⅱ+ 사양으로 재생산하고, 27대를 신규 생산했다.

 

 

 

 

 

출처 : 군용기 연감

사진출처 : google.com

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[항공] 수직 이착륙기와 틸트로터기

2012 포스팅 자료실 2012.04.15 22:28

**수직 이착륙기(V/STOL)와 틸트로터기**

 

 

 수직 이착륙이 가능한 V/STOL 기

 

  항공기가 이착륙을 하려면  긴 활주로가 있어야 하는데, 지상 활주를 하지 않고 헬리콥터와 같이 제자리에서 그대로 이착륙을 할 수 있다면 그보다 더 좋은 일은 없을 것입니다. 이와 같은 수직 이착륙이 가능한 항공기를 VTOL(Vertical Take-Off & Landing)기 라고 하는데, 공중에서는 일반 항공기와 같이 고속비행이 가능하고, 좁은 장소에서 이착륙을 할 수 있기 때문에 아주 편리한 것입니다.

 

 한편 활주거리가 아주 짧은 항공기를 STOL(Short Take-Off & Landing)기, 즉 단거리 이착륙기라고 하는데, 활주를 시작하여 고도 15m까지 상승하는데 필요한 수평거리가 610m이하이고, 착륙할 때도 고도 15m에서 활주로에 접지하여 정지할 때까지의 수평거리가 610m 이하이어야 한다는 것입니다.

 

이와 같은 STOL기는 큰 플랩 같은 고양력 장치를 이용해서 양력을 많이 얻어 활주거리를 짧게 해 주므로 긴 활주로가 필요 없기 때문에 아주 편리한 항공기입니다. VTOL기도 이 STOL기 역할을 할 수 있기 때문에 일반적으로 이 두 가지 기능을 합하여 V/STOL기라고 합니다.

 

 

  이와 같은 V/STOL기의 개발계획은 아주 오래 전부터 추진되어온 것으로, 항공모함이 아닌 일반 전함에서도 이착륙이 가능한 전투기를 개발하는 것이 목적이었습니다. 그래서 제일 먼저 시험비행에 성공한 것이 1954년 미국의 컴베어사에서 개발한 XFY-1이란 프로펠러식 V/STOL기였습니다. 그러나 기술적으로 여러 가지 어려운 문제가 발생하여 1956년 개발사업이 중단되고 말았습니다.

 

 

 그 후 수직 상승용 엔진을 따로 장착하는 방법, 엔진의 방향을 바꾸어주는 방법, 또 제트의 분출방향을 바꾸어 주는 방법 등 여러 가지 방법이 연구되었지만, 현재까지 실용화에 성공한 것은 1966년 영국에서 개발한 '토끼 사냥개' 란 이름의 전투 공격기 해리어(Harrier) 뿐입니다. 초음속기는 아니지만 1982년 일어난 포틀랜드 전쟁 때 그 실력을 유감없이 발휘하여 세계의 주목을 받게 되었습니다.

 

 현재 이 해리어는 영국의 공군과 해군용(Sea Harrier), 그리고 미국의 해병대용(AV-8A, -8B)으로 많이 사용되고 있는데 원래의 해리어와는 그 구조와 성능이 다소 차이가 있습니다. 그러나 엔진은 모두 영국의 롤스로이스(RR)사의 터보 팬 엔진(페가수스)을 사용하고 있으며, 4개의 제트노즐에 의하여 제트분류의 방향을 조절하여 V/STOL이 가능하게 하고 있습니다.

 

 

  앞쪽에 있는 2개의 노즐에서는 압축기에서 압축된 공기, 뒤쪽의 2개의 노즐에서는 연소실에서 나온 고온의 제트분류인데, 이 4개의 노즐에서 나오는 분류의 방향을 조절하여 수직방향의 양력과 수평방향의 추진력을 동시에 얻는 두 가지 기능을 겸하고 있습니다. 그러나 엔진에 연결되어 있는 4개의 노즐만으로는 항공기의 자세를 제대로 안정시키기가 좀 어렵기 때문에, 항공기의 기수와 꼬리부분 그리고 양 날개 끝에다 파이프로 연결된 공기 분출구를 추가로 설치하여, 고압공기의 분출량을 조절, 기체의 자세를 알맞게 조절해 주고 있습니다.

 

 이와 같이 V/STOL기에 관한 기술은 구조적으로나 실제로 조종하는 면에서 여러 가지 어려움이 있고, 또 연료가 많이 든다는 결점이 있기 때문에, 개발하기가 아주 어려운 것입니다. 뿐만 아니라 이착륙을 할 떄 고온의 분류가스를 지면에다 직접 분사시켜야 하기 때문에 지면이 손상되기 쉽고, 먼지가 많이 나서 엔진이 고장나기 쉬우며, 기타 소음공해등 환경보존 면에서 많은 문제점을 안고 있습니다. 그러나 항공기술이 발달함에 따라 앞으로 새로운 V/STOL기가 개발되어 보다 많은 활약을 하게 될 것입니다.

 

 

 

엔진의 방향을 바꾸어 주는 틸트로터기, V-22

 

 

  미국의 벨사와 보잉사가 공동으로 개발한 V-22 오스프리(Osprey)란 이름의 틸트로터기는 1989년 3월에 첫 비행에 성공하고 1999년 5월부터 미 해병대에 납품되고 있는 아주 새로운 모습의 수직 이착륙기입니다.

 

 틸트(Tilt)란 경사 즉 기울다는 뜻인데, 이 V-22는 일반 항공기 모양의 날개 끝에다 엔진과 로터(프로펠러)를 달고, 이를 수직방향으로 회전시켜, 헬리콥터와 같이 수직 이착륙을 하고, 순항비행을 할 때는 이를 수평방향으로 되돌려 터보프롭기와 같이 고속으로 장거리 비행을 할 수 있는 것입니다. 헬리콥터의 특성과 터보프롭기의 특성을 겸비한 새로운 모습의 VTOL기인 것입니다.

 

 일찍이 미국의 벨사에서는 1955년부터 이러한 개념의 VTOL기에 대한 연구개발을 시도해 왔었는데, 1986년 미 국방부에서는 이를 주목하고 벨사와 보잉사가 고동계약을 맺고, V-22를 공동개발 하도록 하였습니다.

이 때 미 국방부가 요구한 조건을 살펴보면 기본적으로는 군용 수송기로서의 대량 고속 수송능력을 바탕으로 하되, 공중지휘 및 통신 중계, 방사능이나 생물화학무기에 대한 방어, 구급용 호이스트 역할, 고속 제트기의 매달기 수송, 공중급유, 그리고 헬기보다 속도는 2배, 항속거리는 4배, 게다가 일단 유사시 소형화기에 대한 내구성이 14~21배, 이착륙 때의 체공시간은 1/2, 외부 소음은 1/4 정도라야 한다는 등 아주 엄한 조건들이었습니다.

 

 그래서 실험연구용 시작기 1호기가 1989년 3월, 첫 비행을 하는데 성공했고, 1991년 6월까지 5호기를 생산하여 기반을 굳힌 다음, 6호기에 이어 1992년 10월 계약을 맺고 양산형 시작기 V-22B를 4대 더 만들기로 했습니다. 그러니까 모두 10대의 시험기가 만들어진 것입니다.

 

 

 

 그 후 1995년 5월 미 국방부로부터 실용기용 부품생산을 인정받고, 1997년 4월 1차적으로 5대의 실용기를 생산하기로 하였습니다. 그 중 1호기가 1999년 5월에 미 해병대에 납품되었는데 이것이 MD-22B입니다. 2001년 6월부터 실전에 배치되고 있는데 앞으로 25년 동안 모두 425대가 소요될 것이라고 합니다.

 

 또한 미 공군의 특수작전용 CV-22A는 2005년부터 8년 동안에 걸쳐 모두 50대가 배치될 예정이고, 미 해군용 수색구조기 HV-22A는 2010년부터 2021년까지 48대가 소요될 것이라고 합니다.

그러나 이러한 소요계획에 대하여 제작사측에서는 양산기간을 14년 정도로 단축을 하면, 생산비 예산액을 360억 달러에서 1/4인 90억 달러 정도로 절감할 수 있게 될 것이라고 합니다. 또 앞으로 이 V-22가 민간용으로 활약될 경우 중.단거리 교통의 혁신을 가져올 수 있을 것이라고 분석되고 있습니다.  

 

**항공기 갤러리에서 V-22와 해리어를 보고 가세요**

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