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기타공학/비행기

토막상식 - 왜 해리어와 F-35는 수직이륙을 하지 않을까


의외로 어려운 VTOL의 수직이륙 기술



en.wikipedia.org




AV-8B 해리어와 F-35B 라이트닝II 은 현재 실용된 유이(?)한 수직이착륙(VTOL) 전투기인데요. AV-8B는 퇴역을 앞두고 있어 F-35B가 유일한 기체로 남을 예정입니다. 



(미해병대만 남고, 영국은 이미 전량 퇴역했습니다.) 



http://www.businessinsider.com





이해를 위해 수직이착륙(VTOL)이라는 용어를 썼지만, 전술적으로는 VTOL이 아닌 단거리 이륙/수직 착륙(STOVL) 전투기로 분류 되어 있습니다. 



수직이륙을 하게 되면 연료만 겨우 싣고 날 정도로 추력이 부족해 지기 때문에, 특수한 상황이 아니면 단거리 이륙 후 수직 착륙하는 방식으로 운용되고 있어요. 



이걸 좀 수치로 확인해 봤는데요. 



http://lurch2.blogspot.kr




해리어II의 경우, 일반 상태에서의 최대 이륙중량이 14.1 톤이고, 수직이륙시에는 9.4 톤이 나와 있습니다. 기체 순수 무게가 6.3톤이니 연료를 조금 싣고 겨우 뜰 수 있는 수준입니다. 



F-35B의 경우 수직이륙에서의 최대 이륙중량이 검색되지 않는데, 



해리어가 약 33%의 추력감소가 발생하는 걸 감안하면, 수직이륙시 최대 이륙중량이 15.1톤으로 계산 됩니다.


JSF.mil




와 엔진의 성능이 어마어마하니, F-35도 가능하겠구나 싶은데. 연료를 뺀 기체 무게가 14.7톤이에요. 그냥 OTL….. 



연료는 최대로 실으면 무게만 6톤이니 그냥 날지 말라는 거군요.



www.flying-tigers.co.uk




F-35는 사실 에어쇼에서 수직이륙 퍼포먼스를 여러 번 보여 줬었습니다. 당연히 제 가정이 틀렸겠지요. 



해리어의 경우 연소기체가 인테이크로 재 유입되는 구조적 문제가 있어, 추력감소가 큰 편이었다고 하니까요. 



F-16.net




F-35의 경우, 엔진 전방에 별도 리프팅 팬이 달려 있어, 강력한 에어커튼을 만들어 내고, 덕분에 해리어와 같은 문제가 없다고 알려져 있습니다.



그럼에도 어느 정도의 추력이 감소되는 건 확실하고, 전술적으로 수직이륙은 사실상 불가능 하다는 게 전문가들의 중론입니다. 



그냥 상식선에서 봐도, 양력이 없이 순수하게 엔진 힘으로만 기체를 들어올리려면, 더 큰 에너지가 필요하겠죠. 



theaviationist.com




그냥 끝내기가 조금 아쉬워서,



최대 출력시 엔진에서 나오는 가스의 온도도 문제가 된답니다. 



일반 도로에서 이륙하면 아스팔트가 녹을 정도의 고온이라는군요. 와스프급이나 타라와급 상륙모함에서 F-35를 운용하기 위해서 갑판이 손상되지 않도록 특수처리를 한다고 하죠.



영국 엘리자베스 항공모함의 F-35B / http://www.dailymail.co.uk




F-35B를 들여와서 마라도함에서 운용하자는 주장들이 많은데, 수많은 걸림돌 중 하나가 갑판 구조라고 합니다.



비싼 가격만큼 관리도 소중해 해 줘야 하는 모양입니다. ㅡ,.ㅡ