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[전투기리뷰]A-10탱크킬러 개발과정 (오늘마지막자료)

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https://main.bbmuseum.co.kr/community/skybr/042sgm1buo

 



■ 개요
A-10 Thunderbolt II는 1970년대 Fairchild-Republic사에 의해 개발된 단좌, 쌍발 엔진, 직선익 날개의 공격기이다.
설계 주목적은 close air support (CAS) 임무였다. CAS란 육군의 전쟁 지역에 공중 화력을 지원하는 임무이다.
주 공격 목표는 지상군을 포함하여 탱크, 장갑차, 후방의 군수지원 2차병력 대기소 등이 될수있다. A-10는 근접지원 만을 위한 전용 항공기로 설계된 최초의 항공기다.

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<근접 지원임무는 육군의 접전지역에 공중 화력을 제공하여 적의 장갑차, 인원, 탱크 등을 공격하는 작전이다>

A-10은 장착된 거대한 GAU-8 Avenger라는 기총이 주 무장으로 유명한데, 거의 같은 시기에 개발이되었다. 무게만 해도 410Kg이나 되는 이 기관포는 동체에 온전히 내장되어있으며, 지상 근접 공격임무라는 점을 고려하여 욕조형태의 장갑을 동체 하부에 설치하여 조종사를 보호하고, 웬만한 소구경 피격에서도 귀환할수있는 생존성을 높게 설계에 반영하였다.

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<오늘날의 A-10이 있기 까지는 기관포의 역할이 주효하였다>

A-10의 공식적 명칭은 2차대전중 활약했던 왕복기 리퍼블릭사의 P-47 Thunderbolt에서 유래하였다. 이 P-47이 당시 육군 근접 지원에 매우 유용하게 사용되었기에, 그의 명성을 그대로 반영하여 Thunderbolt II라 명하게되었다. 하지만 대부분 호칭은 nickname을 사용하고 닉네임(별명)으로는 "Warthog-흑멧되지" , "Hog-숫돼지"라고 불린다. 근접지원임무 외에도 주어진 임무는 전선 전방 공중통제 임무를 수행한다. 이를 전술용어로는 airborne forward air control(FAC) 이라고 한다. 그래서 명칭이 OA-10이라 부르는 것도 이때문이다. O의 의미는 Observation 즉 관측의 임무를 의미한다. 우리나라는 관측기로 O-1G를 사용했으나 이제는 KA-1을 사용한다.
미공군의 전방 관측임무의 대표적인 기종은 OV-10이며 영화 Bat 21에는 O-2 항공기를 조종하는 데니글로브가 충실하게 전방 통제 임무를 수행한다.

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<월남전에서 관측기로 사용된 OV-10>

A-10은 2028년까지 사용하는 것으로 미공군 계획에 반영되어있어 55년 이상을 취역하는 항공기가 될 것이다. 우리나라는 20년만 넘으면 고물 비행기라 매스컴에 보도되는데, 항공기는 수명이 없다고 봐도 무방하다.

■ 개발배경
베트남전쟁을 치르고 난후, 미공군은 지상군의 근접 지원임무기에 대해 중요성을 인식하였다. 당시의 근접지원 항공기는 소구경 화기와 단거리 지대공 미사일, 휴대용 대공무기 등으로 인해 손실율이 전투기보다 매우 높았다. 이전까지만해도 미공군의 대부분의 지휘관들은 육군이 운용하는 AH-1 코브라헬기나, UH-1 헬기에 Gun을 장착한 형태로서 충분하며, 공군의 F-100 Super Sabre, F-105 Thunderchief, F-4 Phantom II 등은 근접지원에 비효율적이라고 주장했다. 단지 프로펠러 근접지원기인 A-1 Skyraider만이 적합한 공군 항공기로 보았었다.
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<근접지원 항공기로서 최고의 성능을 보였던 A-1 스카이레이더. A-10은 이 A-1 의 후계기로 개발되었다.>

■ A-X 프로그램
1966년 미공군은 Attack Experimental (A-X) 프로그램 담당부서를 설립했다.
1967년 3월 21개의 업체에 미공군의 A-X 계획을 공개하고, 저가의 공격임무의 설계를 요구하였다. 1969년에는 구체적인 성능을 제시하면서 A-X 프로그램의 요구사항을 제시하게된다.
이전의 근접 지원항공기였던 A-1 스카이레이더의 조종사(월남전에서 경험을 바탕으로)와 지휘관들의 경험적으로 요약되는 근접지원항공기의 요구사항으로는 장시간 체공이 가능해야하고, 저속에서의 기동성이 높아야하며, 기총소사의 위력이 크고, 많이 탑재를 한상태에서 지상 포격에 생존성이 높아야 한다는 것이다.
가격 요구조건으로는 대당 3백만 달러 미만이어야 했다.

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1970년 5월 미공군은 Request for proposals (RFP)을 수정하여 더욱 구체화하여 제시한다. 미국이 입수한 정보에 의하면 소련이 개발한 지상 장갑차량, 탱크는 기존 20밀리 탄으로는 파괴가 불가하다는 것을 알고 기총 요구조건을 30mm로 요구하였으며, 그외에도 일반성능으로 최대속도 460 mph (740 km/h), 이륙거리 4,000 feet (1,200 m), 외부장착 능력 16,000 pounds (7,300 kg), 작전반경 285-mile (460 km) 대당가격 $1.4 million 등을 제시하였다. 동시에 30밀리탄의 추가요구조건으로 분당 발사속도가 4000발이상, 고속탄을 제시하였다.

총 6개 회사에서 응찰을 하여 그중 2개의 회사, 노드롭의 YA-9A, 페어차일드의 YA-10A이 명칭을 부여받고 prototype 제작에 들어갔다. General Electric는 별도로 GAU-8 cannon prototype 제작이 허용되었다.

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YA-10A의 첫비행은 1972년 5월 10일이었다. YA-9A의 비행과 비교후에 1973년 1월 18일 공군은 최종적으로 Fairchild-Republic's YA-10A 를 차기 공격기 사업으로 선정한다고 발표하였다. 더불어 General Electric사는 1973년 6월 GAU-8 cannon이 AX사업의 기총 제작 주 제작자로 선정되었다. 1974년에는 AX 사업의 필요성을 증명하고 예산을 안정적으로 확보하여 필요한 생산량을 요구하기 위해 A-7 항공기와 공개적인 비행을 통해 성능 비교를 하였다. 양산 1호기는 1975년 10월에 첫비행을 하여 1976년 3월에 첫 자대(아리조나주 데이비스 몬탄 기지) 배치가 이루어졌다. 1984년까지 총 715대가 생산되었다.

시험적으로 1대의 단좌를 개조하여 복좌로 만들었다. 목적은 야간, 전천후 임무를 위한 복좌 항공기 제작이었다. 개조는 초도 시험개발을 했던 기체를 활용하여 공군의 요구하에 페어차일드사가 수행하였다. 후방석은 화력 통제사라하여 목표물 지정, 항법등을 담당하는 승무원이다. 하지만 계획은 취소되고 한대만 제작되어 지금은 박물관에서 카메라 세례만 받고있다. 계획 취소의 주 이유는 의회의 예산배정을 이끌어내지 못했기 때문이다.

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<하지만 딱 한대의 복좌 형이 제작되었으나 예산상의 문제로 한대만 제작된후 계획이 취소되었다>

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<악어 이빨 형상은 A-10을 비롯한 F-4 등에도 많이 사용하는 마킹이다>

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<에어쇼 도중에 극적인 연출을 위해 가끔 폭탄이 터진듯한 화염을 만들어 낸다>

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<조종사의 생존 향상을 위해 조종석 하부에는 장갑판이 설치되어있다>

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<이 항공기의 엔진 나셀에는 또 다른 이름인 Black Hog가 씌여져있다>

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<기총 때문에 노즈 랜딩기어가 중앙에서 벗어나있다>

http://kr.blog.yahoo.com/acftacft/2576 




■ 성능향상
30여년간을 운영하면서 더불어 컴퓨터 성능과 과학기술의 발달로 A-10에는 많은 성능향상 프로그램이 적용되었다. 항법장치, Pave Penny laser sensor를 장착하여 레이저 무기를 발사할수있다. (F-15K에서는 정밀 레이저 조준장치로 TIGER EYEs를 사용한다). 이후 Low-Altitude Safety and Targeting Enhancement (LASTE. 저고도 안전 및 조준 강화 장비), 자동비행장치, 지상 충돌 경고장치 등등 새로운 장비들이 개발되는 즉시 A-10에 장착하게된다. 현재는 NVG(night vision goggles)-야시경장치를 장착하고, GPS를 통한 항법, 기계식 계기판의 LCD화(이를 Glass Cockpit이라한다), Integrated Flight & Fire Control Computers (통합된 비행, 화력제어 컴퓨터) 장착, Link-16 data link, Joint Direct Attack Munition ("JDAM"), Wind Corrected Munitions Dispensor 발사능력 구비, Lockheed Martin Sniper XR Advanced Targeting Pod (ATP) 장착 등도 진행중이다. 등으로 진화를 거듭하고있다.

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<현대화 개조 전의 A-10 조종석>

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<현대화 개조 후의 조종석>

2005년에는 모든 A-10을 A-10C로 명칭을 개칭하면서 개량된 fire control system (FCS), electronic counter measures (ECM), smart bombs 발사능력이 구비된다.
운용가치를 인정받아 사용기간 연장 필요성을 인식하고 service life extension program (SLEP-사용수명 연장 프로그램)을 시행중에있다. 이 수명연장의 주요 프로그램은 날개전체를 교환하게된다. 주 사업자는 보잉으로 총 242대의 날개를 미공군에 납품하고 2007년부터 미군 유타주 힐기지에서 교환이 진행중이다.

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<유타의 힐기지에서 수명연장 개조를 하고있다>

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<2007년 유타의 힐기지에서 A-10C 첫 항공기 출고식을 하고있다.>

2007년 정부 회계를 참조하면 A-10 항공기의 수명연장, 성능향상, 재생, 첨단 정밀 유도무기 운용 능력 부여 비용을 모두 44억 달러로 잡아두었다. 그만큼 전략적 가치가 중요하며, 새로운 전투기를 생산하는 것 보다는 싸다는 분석 결과인 것이다. 2008년 1월, 유타주에 있는 A-10 주 정비창에서 100번째 항공기 출고식을 가졌다. 출고되는 A-10은 모두 A-10C라 명명되며, 2011년까지 모든 A-10이 A-10C로 개조 될 예정이다.

■ 설계
A-10은 직선익의 큰 날개와 조종면을 이용하여 저속 저고도에서 타기종에서 전혀 따라올 수 없는 탁월한 기동 능력을 보인다.
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크고 종횡비가 긴 날개는 이착륙 거리도 매우 짧게하여 전선지역의 일부 손상된 활주로에서도 작전이 가능하다. 고도 300미터에서 시속 500킬로미터로 비행이 가능하여 지상공격에서 고속, 고공의 전투기에 비해 높은 정확성을 가능케해준다.

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엔진의 배기열은 수평꼬리 날개위, 수직 꼬리날개 사이로 지나므로 지상에서 열추적을 상당하게 감소시킴으로서 미사일로 부터 상당부분 보호가 될수있다. 엔진이 날개 상 후방에 위치하고 동체 상부에 위치함으로 인해 적의 공격으로부터 엔진을 보호 할수있고, 지상공격시 파편이 날개를 통해 막아주므로 엔진 손상 가능성을 낮춘다.

A-10의 강력한 기체구조는 당시로서는 최신 기술인 컴퓨터와 가공머신간의 결합을 통해 단조 일체형 구조를 가공하여 구조물간의 접합을 위한 본드, 리벳, 실링 등이 없어 수명이 오래가고 강도가 높다. (물론 현대의 대부분 항공기는 이러한 컴퓨터 가공기술을 적용한다) 물론 제작비용의 상승은 피할수없다. 이러한 기체구조는 이라크전에서 A-10의 손상 분석을 통해 손상에 강한 구조임이 증명되었고 반면에 수리를 위한 비용이 증가함은 감수해야 하는 사항이었다.

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타 항공기에 비해 매우 큰 aileron을 장착하고있는데, 날개 전후방거리(이를 코드라고한다)의 50%에서 위치하여 전후방 길이의 반이 에어론이다. 이는 저속의 항공기 기동성 향상에 매우 큰 역할을 하며 착륙시에는 위아래로 동시에 벌어져서 속도감속을 위한 Sppe Brake역할을 한다.

전방지역에 파견되었을때 불가동항공기로 부터 부속의 이동을 통해 항공기 가동율을 높이기위해 좌우측간의 부품을 이동성이 있게 설계되었다. 좌우측 엔진은 서로 호환이 가능하고(대부분 항공기가 그러하다), Main landing gear와 수직 꼬리날개도 서로 호환이 된다. 랜딩기어는 튼튼하여 완전 무장상태에서도 불완전한 활주로에 이착륙이 가능하며, 활주로가 아닌 유도로, 주기장, 심지어는 A-10은 아우토반 고속도로에도 이착륙이 가능할 정도이다.

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전방동체에는 기관포와 랜딩기어의 위치가 서로 공간을 나누어 사용하는데, 랜딩기어가 살짝 우측으로 기관포는 살짝 왼쪽으로 비켜서 장착되어있다. 그래서 좌, 우측으로 지상에서 회전할때 회전반경이 다르다.

■ 내구성.
A-10는 상당히 터프한 기체다. 즉전시의 왠만한 공격에도 살아남을 정도로 매우 튼튼하다. 23밀리의 직격탄에도 방호가 가능하도록 설계되었다. 조종계통은 기계식 1식, 유압식 백업 2식으로 3중 설비되어, 웬만한 손상에서도 조종능력을 유지한다.(F-16은 컴퓨터 3중 채널, F-15K는 기계식 1채널 컴퓨터 3채널식이다). A-10은 대지 공격용이라 지상 화기에 의해 유압손상을 우려하여 기계식을 포함하고있다. (파이프가 터져서) 유압이 손실되어도 기계식 조종장치를 유지할수있다.
물론 유압 없이 비행한다는 것은 매우 어렵다(자동차의 파워핸들과 맨파워핸들을 생각하면된다). 엔진도 하나가 손실되어도, 수직 꼬리날개하나가 떨어져 나가도, 수평 꼬리날개하나가 사라져도, 날개의 반쪽이 날라가도 기지로 귀환하는데는 이상이 없다.

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<랜딩기어를 집어 넣어도 타이어 일부분은 항상 밖으로 나와있다>

또 특이한 점 하나는 랜딩기어를 다집어 넣어도 반쯤 바깥으로 튀어나와있다. 고속의 제트기가 아니므로 저정도 쯤의 저항은 큰문제가 되지않는다. 이러한 반쯤 나온 타이어는 동체 착륙시에 동체의 손상을 최소화해준다. 또한 랜딩기어가 앞으로 올라가면서 접히게 되어잇어서 만일 유압이 없어서 랜딩기어가 내려오지 않을 경우 잠금장치만 푸어주면 무게와 바람의 압력(저항)에 의해 랜딩기어가 아래로 내려와 Down Lock이 걸리게해준다. 연료탱크도 자체 봉합 연료셀을 사용하여 20밀리탄에도 연료가 새지않고, 총탄이 관통할지라도 불이나지 않도록 하는 화재방지 시스템도 갖추고있다.
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<앞방향으로 접히는 랜딩기어는 A-10 의 특이한 구조인데, 유압을 상실해도 바람 압력으로 랜딩기어가 안전하게 내려온다. 옆으로 접히는 F-5, F-4, F-15 등은 유압이 상실되는 비상시에 동체를 좌우로 흔들어 랜딩기어를 고정시킨다>

칵핏과 조종장치들은 410킬로무게의 티타늄으로 보호되어있다. 형태로 인한 이름하여 "티타늄 욕조"라고 부른다.

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이 티타늄 욕조는 23밀리 기관포와 50밀리 파편의 관통시험을 거쳐서 안전성이 증명된 것이다. 두께는 13밀리에서 38밀리까지이며 탄도와 반사각도 등을 고려하여 두께를 세분화 하였다. 혹 지상공격으로 인해 항공기 내부 구조물이 날카로운 파편으로 조종사를 위협할 것을 대비하여 방탄조끼에서 사용하는 것과 유사한 multi-layer Nylon으로 제작된 보호망을 조종석 주변을 감갔고, 캐노피전 전방부분에 20밀리 탄에서도 방탄이 될 수 있도록 하였다. 방호를 위한 무게가 전체 항공기 무게의 6%에 달할만큼 근접지원 항공기의 임무특성으로부터 조종사 보호와 생존성에 많은 비용 투자를 한 흔적이 역력하다.

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<걸프전 중에 캠프벨 대위가 피탄된 자신의 기체를 한시간 동안 조종을 하고 기지로 귀환했다>

2003년 4월 7일 이라크 상공에서 임무수행중이던 김 캠프벨 대위(여자)가 조종하는 A-10으로 적의 대공화기가 쏟아졌고, 적의 대공화기는 하나의 엔진을 정지 시켰고, 유압시스템이 작동되지 않아 기계식 케이블로만으로 항공기를 조종하여 한시간 동안 비행하여 무사히 후방기지로 착륙을 하여 A-10의 방호 우수성을 여실하게 증명하였다.

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<약 5조원의 예산을 투입하여 보유한 A-10을 업그레이드 하고 수명연장을 하고있다. 이는 향후 A-10을 10여년이상 사용할 가치가 충분하다고 판단하기 떄문이다.>

출처: 에어라인넷, 아아아님 블로그



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