안녕안녕 군갤럼들 지나가던 공돌이임. 오늘은 구소련의 수직이착륙기 개발 역사에 대해 간단히 써볼거임.

우리가 아마 대표적으로 알고있는 구소련의 수직이착륙 전투기는 딱 두종류일거임

Yak-38
Yak-141

ㅇㅇ 워썬더에서도 실장된 그 두놈이지.
근데, 사실 그이전에도, 그 이후에도 소련의 수직이착륙기 계획은 더 있었음. 그것까지 포함에서, 소련의 수직이착륙기 개발역사에 대해 간단히 알아볼거임
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때는 바야흐르 1950년대, 한창 냉전이 벌어지던 시기로 소련은 서방이 뭔가 신기한거를 만지작거린다는 소식을 들으면 이에 질세라 똑같이 그 부분에 대해서 만지작거리는 레파토리였음.
그러던 와중 수직이착륙기에 관심을 얻게 된 것은 바로 1960년에 있었던 판보로에어쇼였는데, 여기서 기행의 나라 영국이 뭔가 재미있는 걸 들고온 거임.

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맞음. 영국의 최초의 고정익 수직이착륙기이자 뱅기제작 명가중 하나였던 쇼트 브라더스 사에서 만든 "SC-1 Short"라는 녀석이였음. 임마는 무려 플라이바이와이어 시스템을 채택한 수직이륙-수평비행모드를 전환할 수 있는 여러모로 현대 수직이착륙기모델들의 선구자였고, 당연히 그 자리에 있던 Yak사의 창립자, 즉 알렉산더 야코블레프는 요놈을 보고 소련에서 만지작거릴 물건을 발견했다 느꼈고 본국에 돌아와 정부의 지원과 함께 시동을 걸었음.

일단 영국의 롤스로이스 기술자들로부터 기술지원을 받아  연구용 기체를 만들었는데, 그것이 바로

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"터보렛(Turbolet)" 이라는 녀석이였음. 임마는 영국의 연구용 기체 "플라잉 베드스테드(Flying bedstead)" 와 유사한 단계로, mig-19에 달린 엔진하나를 가져와서 수직형으로 개조해서 박아버린 녀석이였음. 아니근데 그게 그냥 수직으로 박은거였네? 이 뭔

이녀석은 2350kg의 추력을 낼 수 있었고 자세제어를 위해 4개의 자세제어용 노즐로 압축기에서 뽑아낸 압축공기를 가지고 조정했고, 조종사를 개방 조종석에 처박아버린 영국놈들과는 다르게 그래도 밀폐식 조종석을 달아주었다는 차이점이 있음. 첫 비행은 1961년경으로 추정된다캄.

어쨌거나 저쨌거나 임마의 성공을 바탕으로 소련은 본격적으로 수직이착륙기 엔진개발도 들어갔는데, 터보렛에 쓰인 추력 2350kg급 엔진인 소형엔진 "Rybinsk RD-35-36"이란 녀석을 만들었고, 이걸 여기저기 붙여보면서 시험을 하기 시작함.

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요놈이 바로 그 RD-35-36엔진임. 요놈은 주구장창 여러 개조, 업글을 당하면서 소련 수직이착륙 고정익기에 여러군데에 쓰임.


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(사진은 mig-21-01. 시험기)
일단 실전기체에 박아보는것부터 시작했는데, su-15, mig-23, 그리고 사진에 나온 mig-21에 박아보았음.
요놈들로 이제 STOL(Short-Take Off and Landing) 기능을 테스트함.

그러나 모두 알고있겠지만, 설계적으로 처음부터 수직/단거리이착륙을 고려하지 않고 만든녀석들은 엔진을 수직으로 박는다고 잘 돌아가진 않아. 당연히 이러한 시험기들은 비효율적이였고, 성능상 불만족으로 별로 진전을 보진 못함.

이에 대대적으로 함 만들어보기로 하는데, 그동안의 기술 축적을 바탕으로 Yak-30에 이 엔진을 탑재하는 개조과정을 통해 본격적인 수직이착륙기를 만들생각을 하게되었음. 그러던와중 역사적인 일이 터지게 됨.


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이놈의 영국이 또
맞음. 우리가 알고있는 첫 실전형 고정익수직이착륙기인 "호커시들리 해리어"가 영국에서 나와버림. 이녀석은 기존의 수직이륙용 엔진을 추가적으로 박아버린 기존의 경우와 다르게 노즐을 움직여서 주 엔진의 추력을 수직으로 뿜어내게 하는 "벡터 트러스팅(Vectored trust)"노즐 시스템이 탑재된 녀석으로, 고정익 수직이착륙기의 페러다임을 바꿔버림.

당연히 이를 본 Yak사도 "저거 좀 쓸만해 보이는데?" 하고 그 개념을 이용한 Yak-V라는 프로젝트를 돌리기 시작함.

근데 문제가 하나 발생함

당시 소련은 터보팬 엔진기술이 없었음(.....)

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호커 시들리 해리어에 탑재된 주 엔진인 페가수스 터보팬엔진은 고압 터빈으로부터 2방향, 이후 저압터빈이후 2방향으로 총합 4방향으로 추력을 분산 분사할 수 있었음.

해리어는 이 대출력엔진의 모든 추력을 기체 무게중심에 맞추어 고르게 4방향으로 분사 시킬 수 있었고, 이로써 해리어가 VTOL을 가능하게끔 해 주었음.

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문제는 그건 고압-저압터빈 구조인 터보팬엔진이어야 가능했다는거고, 아직 그 기술이 없던 소련의 Yak사는 그 대안으로 터보제트의 배기구 부분에 벡터트러스팅 노즐을 2개 혹은 1개로 바꿔서 수직으로 바꾸는 방법을 취함. 개조할때 에프터버너를 제거해서 이 엔진은 그 기능을 사용할 수가 없었다고 함. 암튼 이 R27V-300 터보제트는 노즐각도를 0도에서 95도까지 유압으로 조절할 수 있었는데,

이를 두개 탑재하여 완성된 것이 바로

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소련 최초의 고정익 수직 이착륙기인 Yak-36(NATO코드명"Freehend")였음.

이녀석은 생겨먹은게 참으로 요상한데, 크고 아름다운 두개의 돼지 콧구멍부터 툭튀어나온 막대기 하나까지 뭔가 기존과는 다른녀석이라고 볼 수 있었지. X-14랑 닮았음 ㅇㅇ

공돌이들이 센스가 부족해선 아니고, 여기엔 숨겨진 비하인드가 있었어.

아까 말했다시피 소련이 당시 가능했던 벡터트러스팅 엔진은 후방 배기구 방향을 돌려 수직으로 뿜어내게 하는게 한계였고, 그 결과 기체 중심에서 수직방향으로 추력을 내려면 그만큼 주 엔진을 앞당겨서 달아야 했었어. 자연스럽게 대가리가 크고 아름다워지면서 무게중심도 덩달아 이동했지.

여기서 뭔가 인테이크를 이쁘게 마감처리한다는것은 안그래도 무거운 대가리를 더 무겁게 한다는 거였고, 선택의 여지 없이 엔진위에 콕핏을 올려버리고 인테이크를 마무리 지으면서 끝내버림.

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이녀석의 대가리가 많이 무겁다보니 자연스럽게 자세제어용 안정 노즐들도 중심점이 앞으로 이동했는데, 때문에 전방 피칭제어 노즐이 유니콘마냥 길다란 막대기로 앞에 쭉 늘어나서 거기에 달려있었음.

근데 아마 눈치좋은 군붕이라면 다른 고정익수직이착륙기와 다르게 이녀석의 가장 큰 특징이 하나 발견할 거임.

ㅇㅇ. 엔진이 두개라는거임.

이게 무슨말이냐, 한개 엔진이 꺼지면 그쪽방향 lift엔진이 꺼진다는거고, 그대로 홀라당 뒤집어진다는 거임 엌ㅋㅋㅋㅋㅋ

이에 이를 기술적 해결이 불가능함을 알게된 기술진들은 그냥 이런일이 터질조짐이 보이면(불안정해지면)

걍 기체를 버려버리기로 함.

이에 이 전투기에는 제로-제로 조종석사출장치(고도0, 속도0에서도 작동하는 사출장치) 가 탑재되게됨.

그 뒤로도 콧구멍을 더 키운다던지 등 여러 개선사항을 거처 재대로된, 소련의 역사적인 첫번째 완전한 수직이착륙 비행은 1966년 당시 서기장동무였던 레오니프 브레즈네프앞에서 시행되었고, 이후 1967년에 있던 에어쇼에도 나가게됨.

임마는 실험기 수준임에도 불구하고 무장파일런이 있었는데, 실제로 UB-16로켓 라운처가 탑재된체로 시연되기도 했다 캄.

야코블레프는 요놈을 군에서 일정 수량을 구매해줄것을 요청했는데, 일상 작전을 통해 수직이착륙기가 가진 문제점, 수많은 운영데이터 수집 및 조종사 양성목적과 실험기단계가 아닌 실전이 가능한, 항모에서 굴릴 양산기개발에 앞서 위험요소를 충분히 확인해야한다고 했음. 지극히 개발자다운마인드였지. ㅇㅇ

그래서 군은 일정 수량을 구매하면서 차기 수직이착륙기의 성능 조건을 요구했는데, 이 조건으로 탄생한게 바로

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소련의 첫번째 실전형 양산 고정익 수직이착륙기 "Yak-38"(NATO 코드명 "Forger")되시겠다.

이녀석의 시제기 이름은 사실 이전작인 Yak-36의 후계라는 느낌의 Yak-36M이였는데, 사실 구조적으로보면 닮은점이 거의 없다는 것을 볼 수 있음.

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자. 이걸보자. 이녀석는 아까 그 실험기와는 달리 진짜 "전투기" 스러운 생김세를 가지고 있는데, 설계적으로 무엇이 다른걸까 하니,

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바로 중앙에서 병렬로 추력을 뿜어내는것보다 앞뒤로 뿜어내게 한다는 점이 다른거였음.

엔진의 벡터 트러스트노즐을 중앙으로 옮기면서 발생했던 그 구조적인 문제점을 해결하기위해서 임마는 "리프트 엔진" 이라는 두개의 소형 엔진을 앞쪽에, 그리고 벡터트러스팅이 가능한 주 엔진을 그 뒤에 탑재하면서 Yak-36의 구조적 문제를 해결하고자 했음.

그리고 실전형 기체답게 주 엔진또한 개량이 들어갔는데, 이전 R27V-300엔진에다 에프터버너 기능을 추가하면서 초음속 비행이 가능하게끔 설계했음.

사실 앞뒤로 수직추력 분사시스템이 적용된건 대두문제도 있었지만 다른 중요한 점도 있었음. 실전형 기체는 여러 무장이 탑재되고 연료탱크 증설등의 이유로 무게가 더 무거워져 더 강력한 추력을 요구했고, 무장발사등으로 인해 변하는 무게중심으로부터 버티기위해서 전방에 기존 RD-35-36엔진을 개량한 RD-35-36FV를 두개 탑재해 추력을 증강시켰음.

이녀석의 시제기 비행은 여러기술적 문제점으로 인해 상당히 지연되었고, 실질적인 첫 시제비행은 1972년 2월에 행해졌고, 첫 양산기 "Forger A"는 1975년 출고되었음.

그런데 임마 문제가 하나 있음. 우리도 알고 워썬더 유저도 알고 고정익 수직이착륙기 관심있는사람도 알고 있는 문제.

ㅇㅇ. 맞음 그놈의 작전반경부족이였음.
정확히는 연료사용량 대비 출력 효율문제였는데,

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주 엔진의 mil추력(non AB)은 5890kg, wet추력(with AB)은 6795kg이였음. 보조엔진 추력은 기당 최대2900kg정도 됬고.

근데 해리어의 경우 주엔진으로만 사용해서 충분한 추력을 확보할 수 있었음.

모두가 알다시피 더 많은 엔진= 더많은 연료 소모로 이어진다는 문제점이 있는데, 이놈은 수직이착륙때만 무려 엔진 3개를 동원해서 작동했기에 대부분의 연료가 이 수직이착륙에 미친듯이 사용됨.

더 맛탱이 간건 저 보조엔진이라는 RD-35-36FV녀석은 작동시간이 22시간이 한계라는거지. ㅇㅇ 22시간 쓰면 갈아줘야함. 신뢰성이 답이 없었음.

사실은 수직이착륙기가 실제로 통상작전에서 수직이착륙을 주로 사용하지는 않았음. Yak-38만 문제였던것은 아니고, 해리어도 수직이착륙시 사용되는 연료소모량때문에 고생이었지. 둘의 차이점은 수평이륙, 즉 단거리 이륙의 존재 유무였음. 해리어는 평상시 단거리이착륙을 통해 연료소모량을 줄였고, 어쩔 수 없을때만 수직이착륙을 시행함.

근데 Yak-38은? 그딴거 없이 그냥 수직이착륙만 있을뿐 이었음.

덕분에 이놈은 대부분의 연료를 수직이착륙에 사용하고 수평비행땐 쓸모도 없는 보조엔진 두개를 달고 날라댕겼는데, 그 체공가능 시간이

무려 "15분" 이라는 놀라운 시간을 자랑함.

이 시간동안 뭘 할 수 있을까?

없어. 하긴뭘해 이동하다 체공시간 끝나겠구만ㅋㅋㅋ

그외에도 그렇게 연료를 처묵처묵하면서도 중량대 수직추력비가 딸려서 임마는 레이더도 못박은 고자가 됨.

(여기서 임마는 엔진 3개 다써서 이륙하고 해리어는 1개로만 이륙한다는걸 알아야함. 추력이 높다고 중량이 같지는 않다는 말임. ㅇㅇ

엔진 중량은 무겁고, 엔진이 많을수록 연료는 상대적으로 더 크게 소모함. 그런데 임마는 수직이륙용 엔진 2개는 뱅기가 수평비행할때는 그냥 데드웨이트, 즉 단순히 무거운 짐덩어리에 불과하고 이것 등으로 인해 레이더 넣을 여유 중량이 안나오게됨)

레이더를 못박으니 중거리 유도탄도 못다는 고자가 됬는데, 그나마 공격기로 써먹으면 어떨까 싶었는데, 아까도 말했던 그놈의 중량대 추력부족 및 익면하중이 높은 문제로 탑재 무장량 자체가 고자였음.

이따가 나올 개량버전인 Yak-38M이란 녀석도 공허중량은 16281lb(7385kg)수준밖이 안됬고, 하드포인트는 4개, 고정 기총 없음, 탑재 중량은 4400lb밖에 안되서(경공격기로 써먹는 FA-50이 12000lb임) 공격기로도 뭐 써먹기가 어려웠지.

게다가 임마는 후기연소기까지 달았음에도 결국 써먹진 못했는데, 이건 노즐의 문제가 있었음. 일반적인 벡터트러스팅 노즐로는 임마 추력을 감당하기 어려웠거든. 비단 Yak-38만의 문제는 아니고 해리어도 동일한 문제를 가지고 있었음.

암튼 여러 문제가 왕창 터지고 있었지만 생산 및 배치는 시행되었음. 수직이착륙이라는게 쉽지 않아서 훈련용으로 복좌기도 만들어졌는데, 임마가 바로

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Yak-38U(NATO 표기명 Forger B)라는 녀석임. 대가리가 길어지면서 바뀐 무게중심과 트림(trim)특성을 맞추기 위해 꼬리도 길어졌고, 대가리는 뭔 죽은 생선마냥 축 처져있었지.

조금 더 개량한 모델은 Yak-38M이라는 녀석임. 우리 워썬더에도 실장된 녀석이지.

주 엔진을 투만스키R28-300 벡터드 트러스트엔진으로 바꾸고 전방 리프트엔진도 Kolesov RD-38로 바꾸면서 전체적으로 추력이 10%가량 증가됨. 그외에도 수직이착률용 엔진의 노즐을 5도에서 30도가량 기동하게 개량되서 단거리 이착륙기능을 증강시킴.

사실 근데 그렇다 할 큰 효과는 보지 못함. 고작 이정도의 개량으론 이럴다할 성과를 얻지 못했고, 뭐.... 굴러는 갈 수준으로는 갔다 해야하나...?

아쉽게도 임마는 원본의 거지같은 능력을 완전히 개선하지 못해 그냥 계획으로만 종료되었음.

암튼 개발이 됬으니 생산해서 약 150여대가량의 Yak-38이 배치되었는데,

아까도 말했지만 이놈의 체공시간은 15분임. 즉, 작전반경이 100km 정도임. 1세대 해리어가 약420km 정도니까 말 다했지.

그리고 또 있었던 문제. 신뢰성. 아까 임마 신뢰성이 답이 없다고 했었지?

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1976년 당시 키예프(kiev) 급 항공 중순양함이 지중해로 첫 출항을 나갔을 때, 여기에는 Yak-38이 6기가량 배치된 상태였는데, 초기에는 6기중 3기만 작동하더니 항모 출항 후에는 그마저도 1기로 줄어듬

6기중에 1기만이 작동하고 있었다는 말임. 엌ㅋㅋㅋㅋ

실제로 조종사들은 이 뱅기가 고장나서 못뜨게되거나 하면 축배를 든다던지 할정도로 이놈은 위험성이 높은 신뢰도 극악의 뱅기었음.

1980년 발발한 아프가니스탄 전쟁당시 임마도 만들어 놨으니 꾸역꾸역 투입하긴했는데, 낮은 탑재중량, 짧은 작전반경, 더러운 신뢰성, 복잡한장비로 정비성낮음 등 별의 별 문제가 터졌고, 결국 군 수뇌부는

"이거 굴릴바에 그냥 공격헬기 굴리는게 더 낫네"
라는 결론에 도달함. 실제로도 그게 더 효과적이였고.

사실 이건 Yakovlev사가 잘못했다기보단, 당시 소련 기술력이 서방에 비해 부족해서가 주 문제였음. 야코블레프사는 몇없는 해리어에 대한 정보만으로 최선을 다했고, 이 전투기는 또한 정치적인 이유로 배치가 성급하게 강행되었던 것으로 평가된다고 함.

뭐 이런저런이유로 이 전투기는 잉여스러운 뱅기 1이 되다가 소련붕괴 후 1991년 추락사고를 낸 뒤 다시 이륙하지 못했음.

여기까지가 일단 실제로 배치된 양산모델까지의 역사야. 하지만 알다시피, 이 뒤로 야코블레프사는 이전의 찐빠를 만회하고 더 나은 기체를 만들기위해서 노력했지.

개량계획이던 Yak-38M을 날려버리고 완전히 다시 시작하기로 하게됨.

1975년 아직 소련이 붕괴되기전 야코블레프사는 단독으로 소련정부와 차세대 VTOL기를 계약했음.

초음속 비행, 공중전에서의 고기동성, 레이더를 포함한 유도무장 발사기능등 다양한 현대전에 요구하는 기능이 들어간, 완전한 전투기 성능을 가질 것을 목표로 잡았음.

이녀석이 바로 세계 최초로 초음속비행이 가능한 수직이착륙 전투기이자, 공격기가 아닌 공중전 전투능력이 확실하게 부여된 녀석인

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"Yak-141"되시겠다.

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