독특한 방식의 로터을 사용하는 헬리콥터들
일반적으로 헬리콥터는 메인로터 하나와 테일로터 하나로 이루어져 있습니다. 머리 위의 조낸 큰 바람개비는 기체를 상승시키는 힘을 만들어냅니다.
메인 로터가 조낸 크기 때문에 회전방향의 반대방향으로 기체가 도는 조낸 큰 토크가 발생하는데, 테일로터는 이 토크를 상쇄시키기 위해 꼬리에 붙어있습니다.
바람개비에 불과한 테일로터는 기체를 제어하기 위한 부품이지 속도나 이동거리를 늘리는데는 하등 도움이 안되는 닭갈비 같은 같은 존재라는 사실.
게다가 종종 다른 기체나 건물, 사람과도 부딪칠 수 있는 자리에 위치하고 있고, 또 파손에 매우 취약한 편이기도 합니다.
그래서 테일로터 없이 헬기를 만들면 어떨까 라는 아이디어로 등장한 독특한 헬기들이 있습니다.
텐덤로터 방식
생각보다 등장이 빨라서, 1945년 전후로 이미 텐덤 로터방식의 할배 헬기들이 날라 다녔습니다. 적재공간을 늘리는데, 텐덤만한 방식이 또 없거든요.
간단합니다. 버스 지붕에 엔진을 얹고 앞뒤로 로터를 배치하기만 하면 끝입니다. 참 쉽죠?
다만 테일로터 방식과 마찬가지로 동체 전후로 긴 샤프트를 가져야 한다는 단점은 여전히 존재했습니다.
우리나라가 마르고 닳도록 쓰고 있는 그 유명한 CH-47 치누크. 얼마 전에 상태 좋은 주한미군의 중고기체도 손에 넣어서 쏠쏠히 잘 쓰고 있지요.
CH-46 시나이츠도 텐덤 타입인데, 주일미군 기체를 우리나라에 파니마니 하는 소리도 있었습니다.
기령이 오래되어 기골보강이 필요한데다가 부품푸급이 여의치 않아 결국은 도입이 무산되었습니다. 중고장터의 허위매물 정도의 취급을 받았다고 할까요. ㅋ
이들의 할배는 바로 H-21 플라잉바나나 (1949) 입니다. 네미잉 센스가 작살이지요?
그리고 플라잉 바나나가 등장하기 벌써 5년 전에 천조국은 이미 HRP-1G (1945) 라는 고조할배뻘 물건을 만들어 놓았었고요.
인터메쉬 방식
긴 샤프트 때문에 구조가 복잡해진 텐덤방식. 그래서 등장한 방식이 바로 인터메쉬 방식입니다. 로터를 두 개 사용하되 앞 뒤가 아닌 한 곳에서 동시에 돌리는 방식이지요.
서로 두 개의 로터를 교차시켜 부딪치지 않게 하면서 모든 동력을 온전하게 활용할 수 있는 컨셉입니다.
그런데 어떠세요. 딱 봐도 그냥 막 복잡하지요? 잘못하다 왠지 꼬여서 작살날 것 같은 불안한 느낌.
엔지니어 동네에 이런 소리가 있습니다. 보기에도 멋있는 제품이 성능도 좋다. 두 로터를 싱크로 시키는 기계 구조물 자체가 복잡하고, 성능도 그닥 뛰어나지 않았습니다.
베트남전에서 HH-43 / 47이 실전에 투입된 걸 빼고는 더 이상 만나볼 수 없게 되었습니다.
동축반전 방식
아얘 축 하나에 로터를 두 개 꼽아서 돌리자. 하나는 시계방향으로, 다른 하나는 반시계방향으로 돌리면 될 것 아녀. 라는 개념으로 탄생한 방식이 바로 동축반전 로터입니다.
주로 마더로씨아의 카모프가 동축반전 덕후로, 그 유명한 KA-50 블랙샤크, KA-52 엘리게이터가 모두 동축반전 로터를 가지고 있습니다.
우리나라의 산림청도 카모프의 KA-32를 가지고 있고, 특이하게 공군에서 공군 특수전용으로 HH-32를 보유하고 있습니다.
예전에 밀리잡지에서 읽은 내용으로는 출력이 변강쇠 싸다구 치게 좋아서, 왠만큼 바람이 불어도 꿈적하지 않는 힘을 가지고 있다는군요.
덕분에 다른 헬기들이 바람에 날려갈 정도의 강풍에도, 이게 뭐임 산들바람임? 하면서 막 날라댕기고 그렇답니다.
대신에 불곰국들 부품의 신뢰도가 낮아서 부품 교체 주기가 잦고, 축 안에 축이 들어있는 특수한 구조 때문에 구동부의 덩치가 만만치 않다고 합니다.
실제 사진들을 봐도 실내공간이 생각보다 매우 좁습니다.
틸트로터 방식
이건 전무후무, 온리 원입니다. V-22 오스프리만이 작전 중에 있습니다. (민간형인 AW-609은 형식승인 중)
사실 오스프리는 헬리콥터라고 보기에는 조금 애매하고, 틸트로터 타입을 완전히 새로운 방식의 항공기로 보는 편이 더 맞을 듯 합니다.
대형 프로펠러가 헬기모드, 순항모드로 바뀌면서 수직 이착륙과 빠른 순항속도 두 마리 토끼를 모두 다 잡은 케이스이지요.
로터가 달려있는 엔진을 통째로 움직이는 방식인데, 보기에 따라 그냥 목만 까딱까딱 움직이는건데 뭐가 대단함? 으로 생각 할 수도 있습니다....만,
시제품이 나온지 거의 50년만에 양산에 성공했을 정도로 개발이 어려웠습니다.
대형 로터에서 발행하는 후류의 해석이 무척 어려웠다고 합니다. 이게 고정식이면 덜한데, 각도가 조절되면서 바뀌니 개발자들이 미치고 팔짝 뛸 노릇이었겠지요.
NOTAR 방식 (No TAil Rotor)
마지막으로는 싱글로터 타입인데 테일로터가 없는 변태스러운 방식 입니다.
노타 (NOTAR) 방식이라 불리 우며 역시 딱 두 기종에서만 사용되었습니다. M500의 파생형인 M520과 M600, 그리고 같은 회사의 MD 익스플로만에만 적용되었습니다.
원리는 간단합니다. 어짜피 토크만 상쇄시켜면 되는 거니, 프로펠러 바람이 아니라 팬(?)의 바람을 사용하겠다는 겁니다.
긴 막대기 안에 바람개비를 쑤셔넣은 뒤 나오는 바람으로 회전을 조절하는 방식입니다 .
원리는 쉬워 보입니다만, 결국 유체를 직접 컨트롤 해야 하는 상황이므로, 효율적이지 못한 단점이 생겼습니다.
귀찮은 거 없애려다가 더 복잡한 물건이 탄생해 버린 병신스런 케이스가 되어버린거죠.
글을 마무리 하며,
해리어나, F-35가 등장했음에도 불구하고 선풍기를 달고 다니는 회전익기는 여전히 매력적인 항공기입니다.
천조가 모잘라 개발이 중단된 천조국의 RAH-66 코만치, 아직 베일에 쌓여있는 스텔스 혹은 사일런스 호크만 봐도 회전익기는 여전히 진화 중입니다.
과거에도 그랬지만 미래에는 어떤 헬기가 날라 다닐 지 지켜보는 것도 꽤나 재미있는 일이 되었습니다.
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