d라이브러리

걸프전에서 활약한 스텔스기와 F-15 F-16에 이어 차세대 전투기 YF-22가 곧 선보일 예정이다.

1903년 처음으로 라이트형제가 동력기로 하늘을 비행한 이래 항공기는 상당한 발전을 거듭하여 왔고 현재는 수백명의 승객을 태우고 음속에 가까운 속도로 비행하는 항공기가 운항 중에 있다. 2000년대에는 수시간대로 미국에서 서울로 비행할 수 있는 오리엔트특급이라 불리는 극음속기의 개발이 눈앞에 다가왔다.

이중에서도 특히 급속한 발전을 이룩한 분야는 전투기 개발이다. 제1차세계대전 당시 느린 속도의 복엽전투기로 부터 현재는 음속의 몇배로 비행하는 고성능의 전투기들이 실전에 배치돼 있다. 이러한 첨단전투기들은 현재도 각국에서 그 성능을 개량하기 위해 온갖 노력을 쏟아붓고 있다. 여기에서는 현재 실용중에 있는 첨단전투기들의 성능과 제원을 살피고 앞으로 개발연구 중에 있는 차세대 첨단전투기에 대해서 알아보기로 한다.

걸프전의 주역들

현대의 첨단전투기 현황을 살피려면, 지난 91년 1월에 있었던 '첨단무기 종합전시장' 걸프전쟁에서 활약한 첨단전투기에 대해 그 성능과 제원을 알아보는 것이 가장 빠른 길이다. 걸프전쟁은 제2차세계대전 이후 강대국들이 그동안 개발한 각종 신무기와 첨단전투기들이 동원됐다. 첫날 공격에서 연합군의 전폭기들은 이라크의 전략기지를 집중 공격했는데, 여기에 참여한 첨단 전투기는 미국의 F-117 스텔스기, F-15 F-16 F-111 전투기 B-52 중폭격기 등과 영국의 토네이도와 재규어 등이다. 이들 첨단 전폭기들은 놀랄만한 명중률로서 이라크 공군의 절반 가량을 괴멸시켰고 이라크 비장의 무기인 스커드 미사일, 생화학무기시설, 핵시설물에 심한 타격을 주었다.

■F-117A 스텔스기／특수소재와 낮은 레이더단면

'보이지 않는 비행기'로 알려지고 있는 F-117A는 미국의 록히드사가 개발한 것으로 '나이트 호크'(night hawk)라는 별명을 가지고 있다. 이 비행기는 외형부터 기묘한 모습을 하고 있다. 몇개의 판을 갖다 붙인것 같은 모양을 하고 있는데, 이는 레이더 전파를 그것이 발사된 방향으로 되돌아가지 않게 하기 위해서다. 이 항공기는 외형이 평면으로 되어 있기 때문에 공기저항이 많고, 또 비행중에 불안정한 자세를 갖기 쉬운데 이를 컴퓨터를 통한 자세제어장치로 보완, 항상 안정된 비행자세를 유지한다. 걸프전 초기의 야간공격임무를 훌륭하게 수행한 것도 레이더에 잡히지 않는 스텔스기의 특성 때문이다.

F-117A 공격기가 목표물을 공격하면서 녹화한 환상적인 화면이 텔레비전으로 공개됐을 때 모든 사람은 그 성능에 한동안 입을 다물지 못했다. 이라크 바그다드 중심가에 위치한 미국 전신전화회사 빌딩이 1차적인 표적이 됐다. 이 건물이 이라크군의 통신소로 사용됐기 때문. 텔레비전 영상은 F-117A기가 목표상공을 통과하는 동안 십자조준선이 건물옥상에 맞춰지고 2천6백파운드의 레이저유도탄이 명중하는 순간을 보여 주었다. 이라크의 대공포화공격이 적었던 것은 이 공격이 이라크군에 의해 사전에 예상되지 않았음을 보여준다. 즉 스텔스기가 레이저탐지를 성공적으로 피했음을 나타내는 것이다.

스텔스의 원리는 넓은 주파수대의 레이더파를 흡수할 수 있는 다양한 소재의 사용과 낮은 레이더 단면 때문이다. 일반적으로 레이더에 탐지되는 것은 항공기의 수평면으로부터 상하로 30°각도 내에서만 발생된다. 스텔스기의 표면은 레이더에서 발사된 파를 상하로 반사시키기 위해 수직으로 30° 이상 경사진 형태를 취하고 있다. 따라서 F-117A기 전면은 대부분 둥근 형상이 없고 평면으로 이루어져 있다. 때문에 공기역학적으로는 상당히 불리하다고 할 수 있다.

그러나 요즘 개발되는 스텔스기에는 설계기술의 발달로 곡면을 사용하고도 레이더 전파를 극소화하고 있다. 스텔스 폭격기 B-2가 이러한 설계기술로 이루어졌다. 이 항공기는 F-117A와 대조적으로 곡면꼴을 하고 있다. 폭탄은 레이더반사를 막기 위해 기체내에 실을 수밖에 없기 때문에 이 항공기가 운반할 수 있는 폭탄은 2천파운드짜리 두개뿐이다. 미국 공군은 이 비행기를 F-117A란 이름을 붙여 전투기로 분류하고 있으나 이 비행기의 최고속도는 음속 이하이고 비행성능이 타 전투기에 비해 떨어진다. 공중전을 할 수 있는 비행기는 아니라는 얘기다. 단지 이 비행기의 장점은 장거리비행이 가능하며 또 레이더에 포착되기 어려운 점을 이용해 적의 심장부를 기습할 수 있는 공격능력을 가지고 있다는 것이 특징이다.
 

■F-111 가변익 전투기／터보팬 엔진

F-111 전투기는 미국의 제네럴 다이내믹(GD)사가 개발한 신기술이 총 동원된 전투기다. 가장 특이한 특징은 날개를 변화시킨다는 점(가변익)과 강력한 터보팬 엔진을 사용했다는 점이다. 그 외로 새로운 신기술로서 기본 구조에 티탄합금을 사용했고, 역추진장치로 착륙거리를 단축시켰으며, 비상시 조종석 전체가 분리되는 비상사출방식, 지형추적비행 및 맹목무장사격이 가능한 최신전자장비와 방어장비 등을 갖추었다. 첨단기술의 결정체라 할 수 있는 이 가변익전투기는 걸프전에서 스커드 미사일기지를 공격하는데 큰 역할을 했다.

F-111이 갖는 가변익은 비행속도 무게 추력 등을 고려하여 비행중에 적합한 뒤젖힘각을 갖도록 설계돼 있어서 고정된 날개를 갖는 비행기에 비해 공기역학적 효율이 높다. F-111의 보통 순항시 뒤젖힘각은 26°이고 최대 뒤젖힘각은 초음속비행시에 72.5°다. 분리부분의 날개를 최대로 뒤젖혔을 때 날개길이는 저속시 최대길이의 반 정도가 된다.

F-111의 설계상 또다른 특징은 승무원의 비상사출 좌석 대신에 '승무원 모듈'이라는 사출장치가 장치돼 있다는 점이다. 이 장치는 두사람이 나란히 탄 조종석 전체와 날개의 일부를 포함한 부분을 기체와 분리시켜 사출해낸다. 날개를 포함한 것은 안정성을 주기 위한 것이며 모듈내에는 산소공급이 계속되며 낙하산에 의해 안전하게 강하된다. 이 모듈은 착륙 후 승무원의 피난처로 사용되며 물위에 떨어지게 되면 보트구실을 하게 된다.

F-111에 사용된 터보팬 엔진은 종래의 터보제트 엔진에 비해 연료소모가 적고 큰 추력을 낼 수 있을 뿐만아니라 소음이 현저히 낮아지는 부수적인 효과를 가지고 있다. 또한 팬제트에 의한 기류는 산소를 소모하지 않으므로 후기연소기의 사용시 효율을 증대시켜주는데, F-111은 이러한 엔진성능으로 고고도에서 마하 2.5, 해면에서 마하 1.2로 비행이 가능하다.

F-111은 미공군과 해군에서 주로 사용되는 전투기로서 현재까지 F-111A~E형, FB-111A, EF-111형 등 총 5백62대가 생산됐다. 걸프전에서 크게 활약한 기종은 F-111A형. 이 비행기의 특징은 적에 인접된 지역의 저공을 비행하면서 SAM이나 대공포와 관련된 적레이더를 교란시키거나 중고도에서 전선요격관제레이더, SAM용 레이더 그리고 적의 통신과 데이터링크 등을 무력화 하는 것. 또한 공격기가 적진 깊숙이 침투해 임무를 수행할 때 이들을 호송하면서 전후방의 레이더와 통신시설을 교란시키는 전자전 임무도 수행한다.
 

■F-15 이글／공중전의 명수

걸프전쟁 당시 F-15C 이글기의 조종사 스티브 대위는 다른 F-15C를 향해 전면으로 고속 접근하는 물체를 레이더로 포착했다. 거리 12마일에서 스티브 대위는 적기를 발견한 뒤 AIM-7M 스패로우 공대공유도탄을 발사했으며 이 유도탄은 이라크의 미라쥬 전투기에 명중됐다. 또한 이라크 바그다드 부근의 상공에서 미그23기와 공중전시 F-15C 이글기는 사이드와인더 유도탄을 사용해 네대의 적기를 공격하여 화염에 싸이게 했다.

F-15는 제공전투, 즉 공중전을 주임무로 하는 전투기다. 이제까지 F-15A／B／C／D 등 여러형이 개발됐는데 이들 제공전투기형이나 복좌훈련기형은 이미 생산이 거의 완료돼 앞으로는 F-l5E만을 생산할 예정이다. F-15E의 기체는 외관상 종래의 F-15와 그다지 변화는 없으나 특히 공격기로서의 능력을 향상시키기 위해 기체의 탑재무장을 증대시켰고 공격용탑재 전자장비를 한차원 발전시켰다.

F-15는 F-4(팬텀)기의 후속기로서 개발됐다. F-15는 대 공중작전, F-16은 대지공격기로 사용하도록 임무가 나뉘어져 있다. F-15E에는 야간이나 악천후에서도 침투공격능력을 가능케 하기위해 랜턴(LANTIRN, 야간 저고도 적외선항법 목표지시장치)장비를 갖춰 능력을 향상시키고 있다.

이 랜턴포트에는 FUR(전방 적외선 감시장치) 비디오지형 추적용레이더를 내장한 항법장치와 고해상력 FUR추적장비, 레이저사출기를 내장한 목표조준장치가 내장돼 있다. 이런 장비 때문에 야간이나 악천후에서도 저공침투가 가능하고 주간공격과 같은 정확성을 유지할 수 있다.

F-15E에는 공증전용 무장으로 20mm 구경의 발칸포를 장착하고 있으며 휴대탄발수는 5백12발이다. 공중공격용 유도탄은 사이드와인더 스패로우 알람 등을 장착할 수 있고 총 8발의 공대공 미사일이 장착가능하다. F-15E에는 공대지 유도탄과 함께 5발의 핵폭탄도 탑재할 수 있다.
 

■F-16 전투기／기동성 탁월

걸프전에 투입된 약 2백대의 F-16C는 전투작전에서 선봉적인 역할을 했다. F-16은 주간에는 지대공 유도탄기지에 대한 공격을 주로 했으며 야간 출격시에는 탄약저장소, 병력집결지, 보급로 기갑차량 등을 공격의 목포로 삼았다. F-16은 야간작전능력이 있는 F-15E와 짝을 이루어 주야간 공격팀을 편성했으며 특히 스커드미사일 발사대를 색출 공격하는데 큰 공을 세웠다.

F-16은 항공역학과 시스템기술을 과감하게 접목시킨 전투기로 작고 가벼우며 기동성이 매우 뛰어나다. 또한 공대공 및 공대지공격력이 탁월하며, 뛰어난 유연성으로 전술공군의 새로운 시대를 열어 주었다. 현재까지 전투기동성을 고려할 때 전세계 전투기중 F-16이 가장 우수한 것으로 알려져 있다.

F-16에는 야간 저공비행시 목표식별과 공격을 가능케하는 랜턴(LANTIRN)포트가 장치돼 있고 또한 지형측정 레이더와 전방감시 적외선센서를 갖추고 있다.

현재 미국을 비롯해 각나라가 항공역사상 최대규모의 F-16 공동생산 프로그램에 참여하고 있으며 우리나라도 차세대전투기 계획인 KFP(한국형전투기사업)에 F-16전투기종을 선택하고 있다.
 

■차세대전투기 YF-22A／스텔스성에 근접 전투능력확보

2000년대 미국의 차세대 전투기로 록히드의 YF-22A 전투기가 경쟁상대인 노스롭의 F-23을 제치고 채택됐다. 이 전투기는 레이더에 잡히지 않는 스텔스성 전투기. F-117스텔스기가 단순한 공격기라면 YF-22A는 레이더에 잡히지 않는 전형적인 전투기인 셈이다.

이러한 기능을 위해 유선형의 독특한 외형으로 설계돼 적기에 포착되지 않고, 상대방 적기에 근거리까지 접근해 선제공격을 가할 수 있다. 또 이 비행기는 새로운 YF-119엔진을 장비해 실용적으로 후기연소기를 사용하지 않고 초음속 순항비행을 할 수 있는 능력을 갖춘 세계 최초의 전투기라고 할 수 있다.

기존의 F-15 전투기에 비해 두배의 항속거리를 가지고 있어서 장거리 공격임무에 적합하며 최고속도는 음속의 두배. 또 재래식 전투기보다 두배의 빠른 순항속도에서 급격한 선회비행이 가능해 적과의 전투에서 유리한 교지를 점령한다. 해리어 수직이착륙기를 제외하고는 세계최초의 가변추력엔진을 사용해 기동성이 크게 향상됐다. YF-22A에 탑재한 레이더는 전파의 위상이 변하는 것에 따라 빔을 발사시키는 최첨단방식. 또한 적전투기의 전자장비를 교란시키는 전자전 시스템도 갖추고 있으며 열추적장치나 적외선추적장치를 회피하는 시스템도 갖추고 있다.

YF-22A에는 35% 정도가 강화플라스틱을 포함한 복합재료가 사용돼 기체가 기존 전투기보다 가볍고 튼튼하다. YF-22A의 본격생산은 2000년에 시작될 예정. F-15이글전투기와 교체할 예정이다.
 

■기타／토네이도와 미그기
 

걸프전에 참여한 미국적 이외의 전투기로 나토의 토네이도기가 있다. 이 전투기는 유럽의 여러 국가가 공동개발한 우수한 성능의 전투기이며 영국의 주력기로 돼 있다.

이라크의 항공기로서 걸프전에 투입된 전투기중 가장 성능이 우수한 전투기로 옛소련에서 제작한 미그-29 전투기가 있다. 이는 소련의 제4세대 전투기로 불리는 대표적인 전투기이다.