흑역사 시리즈 I: Rail Launcher

푸다닥 | 공중체계 | 조회 수 18368 | 2013.09.27. 22:17

내부 무장창이라고 한글로 쓰는 표현은 본래 그냥 launcher 입니다.

주렁 주렁 달고 가서 떨구거나 쏴야 하는데 빵야 빵야만 하던 시절에는 이거 필요 치 않았습니다.

로켓으로 요격하자고 하던 시대까지도 런쳐 개념이 대충 달고 올라가서 떨군다 였습니다.

이 런처의 흑역사는 드랍탱크에서 시작했다는 아이러니가 있습니다.

2차 대전에 등장한 최초의 현대식 드랍 런쳐:

예컨데, 머스탱에 드랍탱크를 가지고 호위 거리를 비약적으로 발전시킵니다.

그런데, 이 드랍탱크도 실은 폭탄 운반에 쓰이던 런쳐를 변형시킨 것입니다. 근본적인 차이는 폭탄은 앞뒤 두개 연결했다가 원하는 위치에서 기계적으로 연결부를 분리시켜서 놓아 주는 (release) 역할에 불과했습니다. 이것도 쉬워 보이지만 결코 쉽지 않았답니다.

B-17 테스트 역사 기록을 보면요, 고도, 풍향에 따라서 멍텅구리 런쳐를 풀어 주는 시간이 일정치 않게 되어 폭탄을 떨구어도 엉뚱한데 맞게 되는 거에요. 이런 런쳐가 최초 조준된 목표에서 멀어지는 오차를 줄이기 위해서 얼마나 많은 노력을 했겠습니까.

그러다가 런쳐에 노즐을 붙여서 연료 탱크까지 연결해서 연료로 뽑아 쓰다가 공대공 모드가 되는 순간 떨구어 버려야 하는데요, 이는 기계적으로 가능했습니다. 최초의 런쳐들은 지극히 자연적인 현상 (기압차에 의한 연료 뽑아 올리기등) 을 충실히 이용했더랬습니다. 그러다가 점점 필요에 의해서 뽑아 내게 됩니다.

이렇게 파일런과 런쳐가 혼동되기 시작하던 시절부터 Jet 의 시대가 되면서, 런쳐가 파일런과는 아주 다른 독립을 하게 됩니다.

파일런 아니고, 런쳐:

드리더 런쳐라는 넘이 한국전을 지나면서 미슬의 시대를 위해서 나타납니다. 미슬의 시대적 요구가 런쳐를 불렀다고 해야 겠습니다.

런쳐 최초에는 일대일로 연결하여 warhead 를 이동하고 적절한 순간에 풀어 주는 것으로 그 순기능을 시작하게 되었습니다.

런쳐는 정말 그 글자 그대로 런쳐일뿐이었습니다.


그런데, 런쳐와 파일런이 다시 만나서 재회하는 일이 생깁니다.

월남전을 겪으면서 한개 파일런에 여러개의 폭탄을 달 수 없을까 하는 요구가 미 공군에서 나옵니다.

한번의 소티에서 주렁 주렁 달고 가서 쏟다 붇고 오고 싶단 말입니다.

또 엔지니어들 죽어 납니다 (이 시대까지는 그랬던 것 같습니다. 어디도 거절했다는 내용이 없습니다).

그래서 팬텀의 옛날 사진들 보면 한개의 런쳐에 4발의 멍텅구리를 붙입니다. 물론 무게가 1000 lbs 이면 4개는 힘들겠네요. 한개 런쳐가 여러개의 폭탄을 달아야 하는 일이 발생합니다. 파일런에 직접 붙이던 방식으로는 까무러 쳐도 여러발의 멍텅구리 폭탄을 붙이지 못하겠더랍니다.

해서, 파일런에 런쳐를 다시 붙입니다. 언제는 런쳐 따로 파일러 따로 가자더니 다시 만나게 만듭니다.

이제 파일런은 런쳐와 다시 암수 동체, 합체가 되면서 런쳐가 4개의 멍텅구리를 떨구게 해 줍니다. 물론 런쳐는 이제부터 전기적 신호에 의하여 기계적 종말단위 작용 (terminal) 을 하게 됩니다. 이로부터 파일럿 무기 상황에는 그래픽으로 무기 상황이나 투하 성공/실패 상황이 보고 되는 득 까지 보게 됩니다.

이것들 옛날 이야기 같지요?

으허허, 지금은 더 발전되어서 이런 고전적인 런쳐에 SDB 를 4발 단뒤 2 세트로 묶어서 덩어리로 달고 다니는 시대가 바로 현재 입니다.

이런 SDB 런쳐의 왕은 바로 스트라이크 이글이란 넘입니다.

결국 2차대전때 시작한 기술이 현재에도 놀랍게도 큰 역할을 하고 있다는 점입니다. 게다가 GPS/INS 정보를 전달하고 기억시키고 하는 기능까지 런쳐를 통해서 하고 있다는 것이 흥미로운 눈요기 입니다.


역사를 거슬러 올라가 보면, 이 이런쳐는 최초 1대1 (one-to-one holder, carrier, launcher) 등으로 표현되는데요, 이 런처에 새로운 일이 벌어 집니다.

기존 런쳐는 붙였다가 끊었다가 하면 "역할 끝" 이 였던 반면, 이제부터는 새로운 런쳐의 시대에 접어 들게 됩니다.


바로 내부 무장창 (internal weapon head carriers - aka, IWB - Internal Weapon Bay) 입니다.

고속의 순항능력과 폭격 능력, 또는 low observability 향상을 위해서 내부 무장장 개념을 다시 날으는 젯트 다트 (이렇게 쓰면 알아서 잘 이해 하십시오) 시대에서 가져와서 쓰자고 해 봅니다. 가져와 보니 효과가 만점이에요. 그래서 런쳐를 다시 크게 두가지로 나누어 연구를 시작합니다.


대형 런쳐 (large-scaled heavy duty launcher):

B-1/2/1B 등에 들어 가는 런쳐는 [무지막지] 합니다.

직접 B-1/1B/52 혹은 B-2 의 런쳐 밑에 들어 가 보면 런쳐가 무지막지하게 큽니다. 그런데 그 큰 런쳐가 회전식 로터리입니다.

이 회전식 로터리는 또 거대한 모듈로 되어 있습니다.

별의 별 생각을 다 궁리해 낸 이런 작품을 보면, 참 몇십년간 이것만 연구했다는 넘들도 대단하다 라는 생각이 많이 듭니다. 밥만 먹고 런쳐 연구만 한 40년의 런쳐의 산 증인과 저녁을 하면서 들어 본 이야기는 2시간동안 런쳐의 모든 역사를 한번에 배우게 된다는 썰 (썰입니다) 을 낳습니다.

이와 같이 거대한 런쳐를 모듈별로 만들고, 대형 폭격기가 폭격을 하고 귀한 한 후, 다시 1시간 이내에 정비해서 다시 소티 준비에 들어 가기 전에 빠른 시간안에 그 많은 폭탄을 다시 넣으려면 바로 이 모듈을 이용하는 방법 뿐이 없더라는 것입니다.

폭격 나가면 다음 런쳐 모듈에 폭탄을 주렁 주렁 달아 주고, 모듈 준비하고 있으면, 돌아온 폭격기에 또 가져다가 뽁 하고 끼워 넣고 또 가도록 해주게 된 것입니다.


이 대형런쳐는 기계적으로만 동작하지도 않습니다.

이것도 첨단입니다.

런쳐에 인터페이스가 붙어 있어서 로터리 런쳐를 폭격기에 장학하는 순간, 인공위성 정보와 지도 정보, 그리고 링크 정보들이 주루루 들어 갑니다.

런쳐 쉬워 보이져?

결코 쉽지 않습니다.


이런 크기와 정교함, pin-point precision bombing 의 요구가 점점 심각하게 요구되면서 대형 런쳐들도 덩치와는 달리 정교하게 진화했습니다.


그런데, 이 대형 런쳐의 진화 흑역사와는 달이, 또다른 런쳐들이 태동을 합니다.

이 또다른 흑역사의 런쳐들은 스텔스 기들, 정확한 표현은 전략전술기 들의 개념 도래에서 시작됩니다.

이글 이후 제공권의 영구 확보를 위해서 스텔스를 연구하면서 동시에 내부 무장창이 모두 다시 제안을 받게 되었습니다.

그런데, 이 무장창에서 미슬이나 폭탄을 떨구어야 하는데, 이넘들이 지난 폭탄 떨구는 2차대전의 파일런 아닌 런쳐 (파일런인지 런쳐인지 구분도 안되는 넘들) 도 아니고, 그렇다고 대충 달아서 떨구면 내부에서 폭발할 수도 있고, 미슬의 경우는 기동중에 쏠 수도 있어야 하고, 여간 골치 아픈게 아닙니다.

무장창 만드는 것과 개발은 진정 별개의 문제입니다.

이런 것입니다. 무장창 만들 줄 알아요! 라는 말은 무장창 개발할 줄 알아요! 하고 완전 다는 말입니다.

무장창 개발할 줄 알아요! 이것은 돈만주면 만듭니다! 라는 말입니다.


그런데 최초 YF-22/23 에 요구된 무장창은 속도별, 기동별 정해진 무장창이 아니라 모두 속도와 기동에 관계없이 어떤 자세, 어떤 속도에서도 쏠 수 있어야 한다 라는 ROC 가 나옵니다. 여기서 3개 회사는 고민을 시작합니다 - 노드랍, 락히드 마튼, 그리고 고민하지 않아도 되었던 보잉.


결국 런쳐 덕후들을 각자 불러 놓고, 런쳐 덕후들에게 싹싹 빌어 만들자고 합니다.

그래서 이들을 해결하고자 머리를 맞대고 서로 연구를 하게 되는데, 어떤 이상한 넘이 레일을 이용한 런쳐를 들입니다. 그리고는 특허를 들어 밉니다.

레일을 사용하면 이전에 사출식으로만 생각하던 런쳐의 문제가 내부무장창에서 해결이 쉽게 되는 것이 었습니다.

YF-22/23 의 프로젝트가 워낙 큰 덩치라서 이것은 뭐 앞뒤 안봅니다.

모두 내부 무장창에 레일 런쳐다! 라고 외칩니다.

그래서 레일 런쳐를 달고 날기 시작합니다.


레일런쳐를 채택하면서 얻어지는 장점은, 어떤 자체에서든 미슬을 발사할 수 있게 되는 용이성이 높아 집니다.

앗. 그런데 나중에 미 공군에서 폭탄도 달아 달라고 합니다. 그래서 랩터가 우승자가 되면서 폭탄을 1000 lbs 로 달아 보려고 합니다.

다는데 무려 1.5 년이라는 긴 시간이 걸립니다. 그리고 폭탄을 투하 할 때에는 일정 속도를 지켜야 하는 제한요건이 주어 집니다.

랩터가 무조건 폭탄을 어떤 속도 구간에서도 떨군다는 생각은 이제 없습니다. 물론 그 속도는 말 못하므로 썰로 남기도록 하구요. 그 속도 알면 피침공측에서 그 속도 구간에 이상한 비행체 일 것 같기도 하고 아닌 것 같기도 한 넘을 랩터로 판단할 확률이 높아 지겠지요?


하여간 그래서 시작된 이 레일 런쳐는 5세대 스텔스의 또 다른 한계에 도달하게 됩니다.


레일 런쳐의 단점은 1)무게에 제한이 되고, 2) 속도에 구속을 받게 되며, 3) 내구성이 그다지 높지 않습니다. 일정 횟수 이상 런쳐를 사용하면 레일 런쳐 모듈 전체를 통째로 바꾸어야 한다는 이런 현상이 발생합니다.


그래서 새로운 런쳐 개념은 없을까? 하다가 팬텀웤스를 비롯한 스텔스 미치광이들이 도움을 또 청합니다.

이거 뭐 더 좋은 방법은 없을 까요?

구관이 명관인가요? 사출식 런쳐의 개념을 가지고 옵니다. 사출식 런쳐는 레일 런쳐 자체와 구동 모듈의 무게를 감소시켜 주는 동시에 다양한 무게의 폭탄과 미슬을 런칭해 줍니다. 그런데 이넘은 레일 런쳐 만큼이나 안정적이지 못합니다. 그래서 못써 왔는데요, 런쳐 덕후가 드디어 디지탈 제어를 하도록 하면서 사출 런쳐, 혹은 evaporator 라는 넘을 넣으면서 내부 무장창의 무기 선택 자유도 (degree of freedom) 를 높여 줍니다. 연구되는 6세대 스텔스 들이 런쳐는 과연 어떤 모양일까요? 어드벤스트 호넷의 런쳐는 베이 모듈로 되어 있는데, 그 좁은 길쭉이 박스에서 레일로 모두 다 할 수 있을까요?

상상은 읽는 분 맘대로,


너무 길어서 줄이고 다음 흑역사를 흘려 볼까합니다.


잡설 1: 최근 중국발 스텔스기의 레일 런쳐를 대대적으로 공개한 적이 있습니다. 레일 런쳐는 암 (arm) 으로 원호를 그리는 형태를 취하면 암이 금속인 이상 심한 피로 (severe fatigue) 를 받게 됩니다. 이로 인해서 위치와 암의 변형이 발생합니다. 이를 미국의 기술을 더 발전시켰다 (improve US Technology) 라는 말로 포장해서 광고를 한다는 썰이 있습니다 (믿거나 말거나 썰입니다). 40년 넘게 연구한 런쳐 덕후들이 그거 안해 본 것 같나 봅니다. 이미 다 해 보고 "저거 안돼" 라고 결론 난 것이라는 썰.


잡설 2: 레일 런쳐는 노드랍, 락히드, 보잉 그 어떤 회사도 특허를 갖고 있지 않습니다. 레일 런쳐를 레일 런쳐에 미친 몇 그룹이 따로 있다는 전설 





    



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Profile image 김민석(maxi) 2013.09.27. 22:37
항상 좋은글 감사합니다.
사일런트 이글의 카트라지식 가스 런처나 용적을 죽인 이야기는 하워드 베리에게 설명을 간략히 들은 바 있습니다.
푸다닥 2013.09.27. 23:01
증명하면 안돼요.
썰은 썰로 남아야 잼져요
푸다닥 2013.09.28. 18:12
B., Howard 인가?
아니면 Haward 인가요?

Haward 이면, 음.
그 양반, 한국에서 약장사 하시고 계시네. 이런 이런.
Profile image 김민석(maxi) 2013.09.28. 20:04
http://m.blog.daum.net/_blog/_m/articleView.do?blogid=0Ghd6&articleno=8010174

두 사람중 보잉쪽 하워드입니다 ㅎㅎ
두분 다 만나뵙고 있습니다. 둘 다 인간적으로는 참 좋은 분이십니다.
Profile image Aeropia 2013.09.30. 06:44
인간적으로 좋은 것과 비즈니스 적으로 친절한 것과는 분명한 차이가... ^^;;;
Profile image TRENT 2013.09.28. 04:28
B-1 에 적용되고 있는 MER 은 어마어마 하죠. 모듈형으로 3개의 MER 이 들어가니 말이죠...

사일런트이글에 적용되는 것이라면, 국내업체 카이도 일정부분 기술 접근할 수 있을까요?^^
푸다닥 2013.09.28. 18:22
내부 무장창의 제작은 별다른 특별한 기술 (물론 기반 기술도 모두 신기술입니다만) 은 없습니다.
재료 분야가 많은 역할을 하겠지만, 정작 중요한 것은 무장착 제작과정의 반 이상을 차지하는 비행 시험과 발사 시험을 KAI 에서 해 낼 수 있냐가 큰 문제일 것입니다.

이 무장창을 개발하려면, 우선 목표 무장창을 설계하고 제작한 뒤에, 실험용 항공기에서 그 모듈만 실험을 한다던가 (AESA 를 이런 식으로 개발합니다. 특히 노드롭의 세이버는 유명합니다). 기체를 마듬대로 뜯었다 붙였다 하는 능력이 있어야 할 것입니다.

개발용 테스트 베드에서 합격을 하면, 실기체에 넣어서 실험을 해야 하는데, F-15 같은 경우 실험 기체로 사용할 기체가 과연 KAI 가 소유할 수 있느냐 인데요, 결국 못하게 되면, ST. Louis (MO) 에 있는 안사장님 계신 기지에서 FE01 기체에서 하거나, 아니면 이곳 사막에 보내서 또 FE02 기체에서 할 것으로 추측이 되는데요.

이곳의 FE02 는 거의 수명을 초과할 정도로 혹사를 해서 지금 전면 오버홀로 수명연장이 아니라 새로 거의 다시 만들고 있어서 글쎄요. 잘 모르겠습니다.

레일 런쳐 기술이나 Gas-propelled ejection 타입 런쳐는 원천기술을 제공할지 모르겠습니다. 이 기술이 현재 적용된 유일한 기체가 어드밴스트 말멀뿐이라서요.
저도 얼핏 그림으로만 프리젠 테이션 때 본 기억이 있는데요, F-15SE 시험 기체 그림에 어드밴스트 호넷의 외부 스텔스 웨펀헤드 파드를 두 윙 모두에 붙여진 것도 보았습니다.
가능하다고 하더군요. 그럼 SE 에 외무 스텔스 무장 파드가 더 많은 warehead 를 운반하는 셈이 될 것입니다.

이 외부 무장 베이는 대한민국 공군이 유심히 보고 배울 좋은 아이디어 입니다.
이로 인해서 기체 비행에 항력을 제공하지만 더 좋은 비행 성능도 생긴다는 패러덕스가 있는 녀석입니다.
이런 것 잘 보시면 새로운 스텔스 개념들이 어떻게 진화하고 있는지 대충 감들을 잡으실 수 있게 되실 것입니다.
Profile image TRENT 2013.09.28. 18:30
설명 감사드립니다^^
Profile image 김민석(maxi) 2013.09.28. 20:38
레일 런쳐 기술과 Gas-propelled ejection 타입 런쳐는 당연히 사일런트 이글에도 적용되었다고 보잉 측으로 설명을 들었습니다.
KAI는 해당 부품에 대한 정보를 얻을 권한은 없으나 두 런처를 내부 무장베이에 연결해서 사출하는 시뮬레이션과 연결 부품들을 만드는 작업을 하고 있는 것으로 압니다.
F-15SE 시험 기체 그림에 어드밴스트 호넷의 외부 스텔스 웨펀헤드 파드가 있는 사진을 언젠가 꼭 보고 싶습니다.

http://bemil.chosun.com/nbrd/data/10040/upfile/201111/20111107131836.JPG

저는 이 정도만 되어도 정말 만족합니다..
Profile image minki 2013.09.28. 05:34
B1 리볼버 식 장전에 대해 광분! 하면서 그런게 어디있냐고 했던 모 분이 기억 나기는 합니다만....SDB의 경우는 폭장량이 옵션 때문인지 현재도 15 기종 중 K의 폭장량이 제일 많습니다. 한국의 전장 특성 탓인지 15로 이것 저것 다 해버리자는 공군의 마음인지...과거 전략? 폭격시대의 영광을 꿈꾸는 사람들 탓인지 모르지만....
Profile image Aeropia 2013.09.30. 06:46
여기서는 '한국 공군의 고육지책' 때문이라고 밖에는 말씀 못 드리겠네요.
이것도 나름 공군의 흑역사라... 아마 20~30년 쯤 시간이 지나면 누군가 "이제는 말 할 수 있다!!!"고 할 수도 있겠지만 지금은 말하기가 참...
hama 2013.09.28. 20:02
YF-22/23에 요구된 어떤 속도 어떤 자세라는 극강의 ROC??? 를 생각하면, 중국과 러시아가 이 문제를 어떻게 풀까? 의문입니다. 특히 초음속 상황에서 발사 라는게 일반적인 아음속 상황과 많이 틀려서... 논문이라도 많으면 길이라도 보일텐데요.
서민호 2013.09.30. 20:52
좋은 글 잘 읽고 갑니당^^

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