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T-50의 정찰형 항공기는 어떨까? 가칭 RA-50 또는 R-50

http://skywork.tistory.com/1727
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■ 주의: 아래 글은 웹서핑하며 읽은 이야기를 바탕으로 정리한 내용과 생각입니다. 틀린 이야기를 인용했을 수 있으며, 잘못 알아들었을 수도 있고, 제가 무지해 잘못 쓴 내용도 있을 것입니다. 방위산업이나 군사에 문외한인 일반인 생각인 만큼 그런 게 더 많을 것이라 생각합니다. ■


유인정찰기를 만들자는 생각으로
몇 가지 상상을 해본다.

1. RQ-4 글로벌 호크는 최대이륙중량 10톤급 기체며, 엔진은 7천파운드급(애프터버너를 쓰지 않은 추력)이다. 리퍼든 프레데터든 글로벌호크든 급기동할 일은 없고, 그래서 여기에 쓰는 엔진은 애프터버너가 빠진 단축형이며, 추력대 중량비가 작다. 때문에 이착륙거리가 매우 길다. 동력글라이더를 연상케 하는 이착륙, 비행모습. 글로벌호크의 가장 중요한 특성은 36시간이란 체공 시간. 장비는 3천파운드 (~1.5톤)정도 싣는다고. 이것이 이륙중량에서 자중과 연료량을 뺀 것인지는 확인 필요.


2. T-50의 최대이륙중량은 13톤급으로 알고 있다. 엔진은 애프터버너없이 11천파운드급.
T-50은 내부연료를 채우고 조종사 1명이 타면 9톤대. 정찰장비를 1.5톤을 싣는다면 11톤 정도가 되겠다.
T-50의 파일런은 2천파운드 폭탄이 최대치니까, 1톤을 넘는 정찰장비는 실을 수 없고, 싣는다면 후방석을 정찰장비용으로 개조할 때나 가능하다. 


일단 T-50을 사용하되 기수내장형 대신 포드형으로 정찰장비를 만들어 센터라인 파일런에 달면(500파운드 폭탄보다는 가볍겠지) F-4/5의 정찰기형이 하던 일 정도는 얼마든지 대체가능할 것이다. 나머지 빈 파일런 2개에 300갤런 탱크를 달아 체공시간 확보를 노리고, 자위용 사이드와인더를 윙팁에 달면 이륙중량은 11~12톤. 그리고 가용한 군비행장 중 활주로가 제일 긴 곳에서 이륙시켜 가능한 한 애프터버너를 켜지 않으면? 체공시간 4시간은 확보할 수 있지 않을까?


여기서 한 발 더 나아가, T-50의 정찰형을 만드는 건 어떨까?
이를테면 체공시간을 중시한 직선형 날개, 글라이더형 동체 모양을 만드는 것이다. 

애프터버너도 떼고.
즉, F-104 U-2가 된 옛날 사례를 본떠보자는 이야기.

KAI는 KUH사업때와는 달리, T-50을 개발하며 비행기 형상 설계도 해봤을 것이다.
이것을 이제 글로벌호크 정도의 고고도 아음속 영역에서 활동하는 유인 정찰기를 만드는 데 써보자는 것.


목표는, 내부연료만으로 체공시간 6시간 이상을 달성하면서 글로벌호크와 비슷한 순항속력과 순항고도, 정찰장비 탑재량을 확보할 것.


일단 T-50의 순항 속력은 비슷한 훈련기들이 그렇듯 800km/h대일 것이다.
글로벌호크의 순항 속력은 650km/h대라고 함.

T-50의 엔진 추력이 더 크기는 하지만, 이 엔진이 가장 경제적인 출력이 나오는 속력은 적어도 밀파워 최대 추력보다는 좀 적을 거라고 가정해보자.
그리고 T-50의 체공 시간을 늘리는데.. 사람이 타니까 무인기급으로는 못 하고 U-2(TR-1) 정도를 이상적으로 보고, 체공시간을 늘리기 위해서 날개폭을 늘리고 느릴 순항속력에 맞춰 주익 앞전 후퇴각을 조금 덜 줘 보자.
순항속력이 줄었으므로, 전방동체는 그대로 두더라도 공기흡입구와 스트레이크, 미익 설계도 다시 해야 한다.
달라진 비행특성상 필요하면 동체는 약간 늘리고, 엔진은 애프터버너를 빼자. 이 부분은 비용문제를 따라간다.
달라진 주임무 고도와 체공시간때문에 달라진 추력대 중량비와 날개 형상을 감안해, 이륙시 활주로는 TR-1만큼 길지는 않아도 일반 전투기보다는 길어도 상관없다.

여기에 끝으로, U2가 그랬듯, 보다 글라이더형에 가까워진 만큼 그 비행특성을 위해 동체를 연장한다. T-50개발진이 충분히 기술을 흡수했다면 어느 정도 시간을 주면 큰 문제는 없을 것이다. (미국인들이 1950년대에 제도판에 자대고 그렸고, 계산기도 아닌 계산자써가며 가며 한 일이니까)

여기까지 적으면 와! 이거 뭐 새로 개발하는 거네! 이럴 수도 있는데
저건 이상적인 경우고, 조금 현실적으로 고치면,
F-4/F-5같은 초음속전투기의 정찰형으로 하던 임무라면 그 임무의 속력범위는 물론 T-50의 경제속력범위 안에 들어갈 것이다. T-50에 장착된 엔진의 경제속력이 5만피트 이상 고도에서 최대한의 체공시간을 벌어줄 수 있느냐가 관건이다. 만약 여기까지 잘못이 없다면 동체에서 바꿔야 할 부분은 없다. 공기흡입구며, 스트레이크며 지금 그대로 써도 될 것이다. 간단하게 가면 후방석을 없애고 기체 정찰장비 적재창만 만들면 될 지도. 욕심을 부리지 않는다면 동체와 동력계, 조종 계통은 거의 바뀌는 게 없고, 기존 전투기가 하던 정찰 임무만 그대로 이어받는다면 형상 재설계는 전혀 필요없다. 후방석 공간을 대형 장비(몇 입방미터급 부피가 필요한 장비이라든가)에 맞춰 개조하거나, 후방석공간은 추가연료공간으로 쓰고 하드포인트에 정찰포드를 달든가다.

<스컹크웍스>를 보면, U2도 기본적으로 그런 컨셉으로 만들었던데. 하다가 무게줄이느라 난리치긴 했다지만.



이런 정찰형 R-50(?)이 앞서의 정찰포드형 RA-50(?)보다 나은 점은,  (이 둘은 편의상 이 글에서만 붙인 명칭이다)

1) 약간 더 긴 비행정찰시간은 그의 역수에 해당하는 소티 감소를 낳는다. 이를테면 4시간 임무(5시간 비행) -> 6시간 임무(7시간 비행)이 되면 하루에 6소티가 4소티로 준다. 동일한 임무를 수행하는 데 필요한 기체와 비행사 소요를 줄이는 데 도움이 될 것이다. U2 조종사 수기에 나왔듯이, 단좌형 항공기를 반나절 이상 조종하는 건 대단히 힘든 일이란 문제는 있지만. 하루에 회전하는 소티수는 줄어도, 조종사가 다시 타려면 쉬어야 하는 시간도 길어질 것 같다. 이 문제로 만약 복좌형이 필요하다면, RA-50은 내부 연료 증가를 노릴 수 없고, R-50은 기체 연장으로 충분한 추가 연료를 얻어야 한다.

2) 내부연료만으로 임무를 수행한다. 따라서, 유지비 중 연료소비량이 확 줄어든다. 이를테면,
RA-50 : 2.5톤+ ~2톤 = ~4.5톤/4시간 비행한다면 시간당 1톤 남짓 소모
R-50: 2.5톤만으로 6시간 비행한다면 시간당 400kg남짓 소모.
이것이 초음속과 기동성을 버리고 아음속 활공에 최적화해 날개를 재설계하는 목적이다.

3) 탑재할 정찰 장비 제약을 덜 받는다.
RA-50: 기체 개조를 하지 않으므로 2000파운드 폭탄 정도가 한계다. 무게는 그 정도면 충분할 수 있는데, 형상은 문제가 된다.
R-50: 기체 개조를 하므로 탑재 장비와 형상에 제약을 덜 받는다. 무게는 설계하기에 따라 달라지겠지만 RA-50보다 못할 리는 없다.


물론, RA-50의 장점도 있다. 공군이 기존 운영하던 다른 기체에 기체 내부 수납형이 아니라 정찰포드형으로 장비를 운용하고 있었다면, 아니면 퇴역예정인 정찰기 기수에 달던 것을 쉽게 포드형으로 개조할 수 있다면, 그걸 지금 가진 TA-50 기체에 이식하는 건 신기체를 개발하는 것보다 훨씬 싸고 쉬울 것이다. 장비를 운영하는 데도, 또 기체를 운영하고 비행사를 훈련하는 데도 별개로 신경쓸 일이 없을 것이고, 기체는 필요하면 정찰용으로 쓰다가 본래 용도로 돌릴 수 있을 것이다. "현상유지용"으로는 나쁠 게 없다.


글로벌호크급 무인기를 바로 사오거나 개발할 수 있으면 좋지만 그렇지 못하기에 상상해본 것.
(그리고 원격조종 기술부족문제가 클 것 같아서 유인기로 생각해본 것)


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