1981년 최초의 실전? 스텔스 폭격기라 할 수 있는 F-117의 초도 비행 이후 40여 년이 되어 가지만 스텔스는 여전히 항공분야의 주요 이슈를 차지 하고 있습니다. 2000년대에 들어서는 미국 독점의 스텔스 항공기에 대항하여 몇몇 국가(러시아, 중국, 일본등)들의 개발이 진행되었고 그 결과물이 최근에 나오기 시작했습니다.

미국에서 개발한 스텔스기를 제외하고 최근 배치되고 있는 대표적인 스텔스기인 중국의 J-20은 중국군 현대화의 상징적인 무기체계로 대내외적으로 선전하는 일명 국뽕의 대표적인 예가 되고 있습니다.

 

그러나 J-20의 초도 비행(2011) 이후 10년이 되어 가는 상황에도 내부 무장창을 비롯하여 발사 혹은 투하되는 무기체계의 동영상 혹은 사진은 제공되지 않고 있는 실정입니다.

이러한 의문은 J-20의 실전배치라는 중국의 주장에 대한 주요한 모순으로 보여지고 있습니다.

그러므로 J-20을 비롯한 중국 스텔스기는 내부 무장 투하 문제 등으로 실전? 배치가 아닌 것으로 보여집니다.

참고로 비슷한 시기에 초도 비행(2010)을 한 SU-57의 경우 최근 순항 미사일을 투하하는 동영상을 보여주기도 했습니다.

 

 

항공기 특히 전투기 개발에 있어 개발된 기체에 대한 내/외부 무장 또는 장착물에 개발은 난해한 문제입니다. 외부 무장의 경우에도 외부형상(무장 등)에 따라 항공기 주위 유동은 국부적으로 복잡한 형상을 가진고, 항공기 속도에 따라 복잡한 양상을 보입니다. 이러한 유동현상을 통틀어 유동 간섭으로 이해 할 수 있습니다.

유동 간섭은 유속(아음속, 천음속 및 초음속)에 따라 굉장히 다른 물리적 현상을 보입니다.

이러한 복잡한 물리적 현상은 항공기의 무장을 쉽게 분리되도록 하지만 때로는 상호 간섭에 의하여 투하하는 항공기에 충돌하는 비극적인 상황이 발생하기도 합니다.

참고: https://www.youtube.com/watch?v=0ybvK5Rd17o 

참고: https://www.youtube.com/watch?v=MeliSQrfxTg 

 

 

실전 배치된 미국의 스텔스 항공기를 중심으로 보면 스텔스기이기 때문에 가지는 몇 가지 특징이 보입니다.

먼저 F-22의 내부 무장창을 보면 동체하부에 위치한 주무장창은 중장거리 공대공용 AIM-120 JDAM을 중심으로 한 공대지 무장이 있고 좌우 측면 무장창은 근거리 교전을 고려한 공대공 미사일인 AIM-9을 무장합니다.

각각의 무장 장착대의 미사일 장착대는 그 모양과 기능을 달리 합니다.

주무장창의 경우 수직으로 자유 낙하 하도록 하는 형태라면 측면의 미사일 장착대의 경우 내부 무장창에서 비스듬하게 되어 있습니다.

주무장창의 AIM-120의 경우 BVR 교전을 기준으로 아음속/초음속? 상황에서 발사합니다.

참고: https://www.youtube.com/watch?v=j3YHarpi2jQ

측면 무장창의 AIM-9X의 경우 근접전의 급기동 하에서 발사 되도록 합니다.

참고: https://www.youtube.com/watch?v=RM5pCgy2jiY

 

 

특히 F-22의 측면 무장창은 미사일 장착대를 보면 화염에 의한 기체 손상을 방지 하기 위한 일종의 화염반사판이 달려 있음을 알 수 있습니다.

참고: http://sf.co.ua/id125874

이는 아음속 상황에서 급격한 기동에서도 정확하게 내부 무장창을 벗어나기 위한 고육지책입니다.

급격한 기동하 미사일의 자유 투하 일 경우 미사일이 충분한 기동 에너지를 얻기 힘들어 유동 간섭으로 인한 외력 때문에 항공기와 충돌이 발생 할 수 있습니다.

 

 

주무장창의 발사시스템( LAU-142/A AMRAAM Vertical Eject Launcher)은 내부 무장창 내부의 유동 간섭을 피하여 미사일 발사하도록 내부 무장창의 끝선까지 내려 오도록 되어 있습니다.

 

참고: https://www.youtube.com/watch?v=sjgt9fWpn5k

 

내부 무장창을 벗어나 발사 하도록 설계 한 이유는 아음속 간섭 및 초음속에서 충격파 충격파 간섭에 의해 미사일과 동체간의 충돌을 방지 하기 위함입니다주 무장창의 발사 시스템 형상과 기능상으로 보면 F-22의 주무장창은 순항상태에서만 발사 가능 할 것으로 생각 됩니다.

 

 

F-22의 경우를 J-20에 비교하여 보면 확실한 차이를 알 수 있습니다.

참고: https://www.thedrive.com/the-war-zone/24841/chinas-j-20-stealth-fighter-stuns-by-brandishing-full-load-of-missiles-at-zhuhai-air-show

먼저 주무장창의 경우 2018년 주하이 에어쇼에서 보여준 모습을 보면 F-22와 비슷한 형태로 운영될 것으로 보입니다.

참고: https://www.youtube.com/watch?v=w2ORWDPEXJE

다만 실제 투하영상이 없으므로 가능 여부에 대해선 알 수 없습니다.

 

 

문제가 되는 부분이 측면 무장창에 단거리 미사일 부분입니다.

참고:https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQeNT3Yk9PhghZaMNnOUtFWKVtmI9WmrEfHeuMsB_5hz_VSy6oLHw&s

독특한 방식으로 미사일을 장착하여 발사합니다. 그러나 이러한 무장 시스템의 발사 여부는 증명되지 않고 있습니다.

 

두 가지 예상되는 문제가 있는데, 하나는 발사 시 유동 간섭 문제이고 또 다른 하나는 미사일 발사에 따른 화염문제입니다.

첫 번째 문제를 보면, F-22의 경우 측면에서 단거리 미사일이 자신의 발사 에너지로 동체로부터 충분히 이탈되도록 비행 경로에 대해 일정 각도를 가지고 발사합니다. 이에 반해 J-20의 경우 비행경로와 같은 경로상으로 발사되어 동체와 미사일 간의 유동 간섭 취약한 것으로 보입니다. 더욱이 미사일을 잡고 있는 파일런 시스템이 전혀 공기역학적인 설계가 아닌 것으로 보여 이로 인한 유동 간섭 문제가 많을 것으로 보입니다.

두 번째로 앞서 언급한 F-22의 화염 반사판을 볼 수 있습니다. 기체 외부 스텔스 코팅에 영향을 최소화하기 위해 무장창 내부로 화염이 향하도록 하고 이를 반사판으로 반사하여 직접적인 화염을 최소화 하고 있습니다.

하지만 J-20의 경우 측면 발사 시스템의 특징상 화염의 직접적인 영향으로 기체 외부 스텔스 코팅에 영향을 줄 수 있습니다.

 

 

J-20에 제기된(본인만이) 이러한 점들은 기체 개발 시 무장에 대한 개념까지 포함된 개발이 아니라 기체 따로 무장 따로인 상황에서 발생된 문제가 아닌가 싶습니다.

물론 동시 개발이 힘들지만 최소한 기체의 개념 설계 단계에서 무장방식은 제시 되어야 하지만 J-20은 그러한 과정이 없었거나 일반적인 비스텔스기 개발의 경험을 그대로 적용하려고 했기 때문일 것입니다.  

J-20을 비롯한 중국의 항공전력에 대한 개발을 두려워해야 하지만 그렇다고 높이 평가 할 만한 수준은 아닌 점을 알아야 할 것입니다.

과거 J-10 개발 과정에 보여준 Intake 설계를 보면 중국이 쌓아 놓은 경험은 아직이라고 하고 주장하고 싶습니다.

 





    



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Profile image 폴라리스 2019.11.08. 20:41

심도있는 분석 감사드립니다.

hama 2019.11.08. 22:00

조그만 소원은 이 글로 성지를 만들고 싶다입니다.

Profile image 지나가는행인 2019.11.08. 23:00

예로 드신 단거리 미사일 발사런처가

https://www.youtube.com/watch?v=sjgt9fWpn5k

35초, 37초 .. 와 

http://sf.co.ua/id125874

가 모양이 다릅니다. 둘 다 F22가 맞나요? 동영상은 많이 가려서 화염반사구가 안보이긴 합니다.

 

Profile image 지나가는행인 2019.11.08. 23:05

https://www.youtube.com/watch?v=kQlyd9wLN2M

를 보면 57초과 1분 11초에 있는 정지영상을 보면 화염반사구가 안보입니다 만..

 

정지영상에는 화염반사구가 있는 사진이 종종 보이네요..

뭐가 맞는지 모르겠습니다.

발사할 때만 화염반사구가 각을 틀까요?

Profile image 지나가는행인 2019.11.08. 23:51

짧은 소견으로 볼 때, 랩터의 사이드런처가 왜 뱅기몸체와 나란히 발사하도록 하지 않고 뒤쪽이 몸체에 들어가게 되어 있을까가 더 궁금합니다.

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사실 따지고 보면 화염반사구를 달고서 런처를 몸체와 나란히 배치하면 더 효과가 클것 같은데 말이죠..

단순히 보면 더 빨리 몸체에서 벗어나게 하고자 하는 것 같습니다. 그래서 몸체보다 비스듬하게 런처를 배치하여 더 빠르게 뱅기에서 떨어지게 만든게 아닌가 싶습니다. 만약 몸체에 나란히 배치하고 화염반사구를 배치한다면 오히려 사이드와인더가 몸체쪽으로 돌꺼 같네요..

그래서 중국거는 화염반사구 없이 그냥 몸체에 나란하게, 미국거는 억지로 런처방향을 튼거 아닌가 싶습니다.

hama 2019.11.09. 00:42

"두 가지 예상되는 문제가 있는데, 하나는 발사 시 유동 간섭 문제이고 또 다른 하나는 미사일 발사에 따른 화염문제입니다.

첫 번째 문제를 보면, F-22의 경우 측면에서 단거리 미사일이 자신의 발사 에너지로 동체로부터 충분히 이탈되도록 비행 경로에 대해 일정 각도를 가지고 발사합니다이에 반해 J-20의 경우 비행경로와 같은 경로상으로 발사되어 동체와 미사일 간의 유동 간섭 취약한 것으로 보입니다더욱이 미사일을 잡고 있는 파일런 시스템이 전혀 공기역학적인 설계가 아닌 것으로 보여 이로 인한 유동 간섭 문제가 많을 것으로 보입니다."

 

제가 강조하고자 하는 부분입니다. 단거리 미사일(AIM-9X)가  각을 가진 Launcher rail을 따라 충분히 가속하여 운동 에너지를 얻으면서 동체와 멀어지는 방향으로 진행하므로 유동 간섭의 영향이 최소화 되며 미사일이 동체로부터 이탈하는 것입니다.

단거리 미사일 발사시 측면 무장창 내부에서 화염이 머물게 되면 기체 외부의 스텔스 페인트에 주는 영향이 최소화 되겠죠.

두가지 목적입니다.

 

F-35는 내부 무장창에 단거리 미사일을 적재하지 못합니다.

외부 무장에 파일런을 달아서 사용하죠. F-35는 BVR을 산정해서 공중전을펼친다고 봐야 할 것입니다. 만약 근접전이 벌어진다면 기총만이 유일한 무장이 되겠죠.

Profile image 지나가는행인 2019.11.09. 07:51

유동간섭문제는 그 비싼 뱅기를 만드는데 생각을 안하고 만들지는 않았을 거라고 생각합니다.

공감이 가는 부분은 랩터의 스텔스부문에 대한 보호문제이고

 

공감이 안가는 부문은 J20이 그렇게 허술하게 설계 되었을까 입니다.

대부분 비스텔스기들은 열추적미사일이 작고 하기도 하지만, 락온문제로 동체에서 떨어져 날개에 있죠..

그게 락온하면서 바로 로켓모터를 돌려야 하는 특성문제로 생각됩니다. 요즘 핼멧과 데이터링크로 그런 문제가 많이 해소되기는 했지만, 락온을 안하고 날리는데에도 한계가 있죠. 랩터가 사이드와인더 쏘는 것을 보면 당연히 급박한 상황이라 마하까지 가지도 못하는 상태에서 급기동 한다고 해도 뱅기속도에 더해서 사이드와인더의 로켓모터 속도가 더해지기 때문에 순식간에 날아갑니다. 유동간섭이 얼마나 심할지 모르겠네요. 따라서 J20이 런처가 몸체와 수평으로 있다고 유동간섭이 심할거라는 것은 과한 추측이 아닌가 싶습니다. 다만, 스텔스기능이 빨리저하되는 문제는 랩터가 J20보다는 좋을것 같기는 합니다.

hama 2019.11.09. 10:03

먼저 제가 올린 자료는 저의 뇌피셜 + 드립 임을 알아 주시기 바랍니다. 현업에 계신분들에 비하면 제가 접할 수 있는 자료가 빈약하니 양해 바랍니다.

 

그리고 아주 오래전 얘기지만 모사이트에서 놀때 J-10 intake 설계미스로 중국군의 삽질을 맞춘적이 있으니 수준 낮은 뇌피셜은 아닐 것으로 생각 됩니다.

Profile image 지나가는행인 2019.11.09. 00:36

사이드와인더는 기본적으로 열추적미사일이라 쏘기전에 락온을 필수로 해야 하는거 아닌가요?

그러면 중국게 오히려 더 유용하지 않나요?

무장창을 열고 락온을 거는 랩터보다는 깔끔하게 미사일을 빼고 무장창 닫아놓은게..

hama 2019.11.09. 01:06

AIM-9X는 Joint Helmet-Mounted Cueing System (JHMCS)와 연동되어 기존 AIM-9 계열에 비해 빠른 반응이 가능하죠.

 

J-20이 F-22 처럼 급기동 중 발사 한다면 참혹한 결과를 보게 되겠죠.(저의 뇌피셜입니다.)

Profile image 엑스트라1 2019.11.09. 08:13

발사 전 포착(LOBL) 기능을 지원하는 AIM-9X와 같은 IRM들은 발사 전 락온이 필수사항이 아닙니다. 다만 랩터는 비교적 최근에야 AIM-9X를 통합했고 그 전까지는 LOBL 기능이 없는 AIM-9M을 사용했었죠,

Profile image 지나가는행인 2019.11.09. 09:11

AIM-9M도 발사시에 로켓모터로 부터 기동되나요? 아니면, 일단 런칭되고 로켓모터가 기동되나요? 런처마다 다른가요?

랩터거에 flume deflector가 달린게 있고 아닌게 있어서 헷갈립니다.

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