The Science Times

1903년  라이트형제가 최초의 현대적 항공기 ‘라이트 플라이어(Wright Flyer)’를 만들었을 때 비행체의 개념은 매우 다양했다. 비행기를 비롯 글라이더 ·헬리콥터 ·비행선 ·기구(氣球) 등 사람이 탑승할 수 있는 것은 모두 비행체 범주에 들어갔다.

최초의 비행체가 등장한 지 10여년이 지난 후 세계적으로 이름을 날린 비행체는 ‘포커 아인데커(Fokker Eindecker)’다. 1차 세계대전 당시 이름을 날린 이 독일 전투기는 1915년 7월부터 1916년 초까지 제공권을 완전히 장악할 만큼 놀라운 전투력을 보유하고 있었다.

이 전투기기 괴력을 발휘할 수 있었던 것은 ‘싱크로나이츠 기어’ 때문이다. 이 기어를 통해 전투기 앞에서 돌아가는 프로펠러의 속도를 조절하면서 프로펠러 사이로 기관총을 발사할 수 있었다. 기관총사수가 탑승해 직접 총을 쏘아야했던 영국 전투기는 처절한 패배를 맞봐야 했다.

2006년 12월 시험비행에 성공하고 있는 F-35 라이트닝 II(F-35 Lightning II) 모습. 미국, 중국, 러시아 등 강대국들 간에 차세재 전투기 개발경쟁이 뜨겁게 달아오르고 있다. ⓒWikipedia

스텔스 전투기의 비밀은 날개에 있어    

라이트 형제가 개발한 ‘플라이어(Flyer)’는 다층의 날개가 설치된 복엽기였다. 반면 ‘포커 아인데커’는 단엽기였다. 그리고 날개 위에 비행사가 탑승할 수 있는 조종탑이 있었으며, 그 안에서 적을 향해 발사할 수 있는 기관총이 설치돼 있었다.

그러나 이 전투기는 영국의 신예기인 솝위드 삼엽기(Sopwith Triplane)가 등장하면서 쇠락의 길을 걷게 된다. 세 겹의 날개로 돼 있는 이 비행체는 뛰어난 상승력과 선회력을 지니고 있었다. 독일 전투기를 압도하기 시작했다.

그럼에도 불구하고 독일의 ‘포커 아인데커’는 단엽기로서 지금의 첨단 전투기 역사를 이끄는 단엽기 모델이 됐다. 이후 비행기술은 하나의 날개를 어떻게 휠 수 있는지 그 휘는 날개(warpig wind) 능력에 따라 그 성능이 달라진다.

지난 100여 년 동안 새로운 날개 형태를 개발한다는 것은 새로운 비행기 출현을 의미했다. 게다가 최근 컴퓨터 및 정교한 날개 제작 기술은 이전보다 훨씬 더 가벼우면서 더 강력하고 복합적이며 안전한 비행기를 만드는 요인이 되고 있다.

대표적인 경우가 스텔스 전투기(stealth fighter)다. 미국의 록히드 마틴이 1983년 최초의 스텔스 전투기 ‘F-117 나이트호크(F-117 Night Hawk )’를 제작했다. 이 전투기는 적의 레이더, 음향탐지기 등 모든 탐지 시스템에 포착되지 않는 은폐기술을 갖추고 있었다.

스텔스 전투기의 모습 가운데 가장 의아한 것이 V자 형태의 날개 모양이다. 이전까지 일반적인 전투기들은 수직꼬리날개와 수평꼬리날개가 달여 있었다. 수직꼬리날개는 좌우로 돌아가는 것을, 수평꼬리 날개는 기수가 위아래로 움직이는 것을 막아주고 있었다.

그러나 비스듬히 누운 꼬리 모양의 V자 꼬리날개는 수직꼬리날개와 수평꼬리날개 역할을 모두 할 수 있게 만든다. 꼬리 날개를 합치면 무게를 감소시킬 수 있었다. 또한 꼬리부분이 전파를 많이 반사시키므로 레이터 포착 가능성을 대폭 줄일 수 있었다.

미·중·러 6세대 전투기 개발경쟁 돌입    

최초의 스텔스 전투기 ‘F-117′ 설계자는 이 V자 꼬리날개가 공기역학을 향상시키는 한편 적군 레이더 반사율을 감소시킨다는 사실을 알고 있었다. 이 V자형 날개에 레이더 신호 등을 흡수하는 페인트를 칠해 레이더로부터 포착되지 않는 스텔스 비행기를 제작할 수 있었다.

스텔스 전투기는 5세대 전투기로 불리는 ‘F-22 랩터(F-22 Raptor)’로 진화했다. 1997년 록히드마틴과 보잉이 공동 제작한 이 전투기는 레이더 탐지율과 함께 적외선 탐지율을 현격히 낮추면서 진정한 의미의 스텔스 전투기란 평을 들었다.

5세대 전투기의 진화는 ‘F-35’에서 정점을 이루고 있다. 이 전투기는 ‘F-22’에 사용했던 스텔스 성능을 업그레이드한 전투기이다. ‘F-35’의 레이더 반사면적은 매우 작은 수준이다. 독특한 설계를 통해 특히 적외선에 대한 노출정도를 크게 낮췄다.

이 전투기가 주목 받고 있는 것은 이전에 볼 수 없었던 첨단 기기들을 대폭 갖췄기 때문이다.  파노라믹 디스플레이(Panoramic Display)를 설치하고, 하나의 대형 디스플레이 안에서 전투기 운행 능력, 실전 감각 등을 높여나가고 있다.

스텔스 전투기를 미국만 보유하고 있는 것은 아니다. 강력한 경쟁국은 러시아다. 1980년대 후반부터 기존의 미그와 수호이 전투기를 대체할 차세대 전투기를 개발해왔는데 최근 수호이 기종을 곧 내놓을 계획이라고 밝혔다.

지난 8월11일 러시아의 빅토로 본다레프 전 공군사령관은 한 TV와 나와 “그동안 개발해온 ‘Su-57’을 내년부터 군에 인도할 계획으로 있으며, 러시아 조종사들이 스텔스 전투기 조종훈련을 제대로 할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

러시어 당국은 이 ‘Su-57’이 기존의 5세대 전투기의 능력을 뛰어넘는 6세대 전투기라고 주장하고 있다. 지금까지 알려진 5세대 전투기란 완전한 스텔스 능력을 지니고 있으면서 전자식 시스템 하에 마치 게임을 하듯 네트워크 전이 가능한 전투기를 말한다.

6세대 전투기를 개발하기 위해서는 지금의 5세대 전투기를 넘어설 새로운 기능이 추가돼야 한다. 본다레프 전 사령관은 “새로 선보일 ‘Su-57’이 놀라운 성능을 갖추고 있다.”고 말했다. “스텔스 기능 중 최고 수준이며, 또 다른 보편적인 기술을 지니고 있다.”는 것.

미국, 러시아가 6세대 전투기 개발을 선언하고 있는 가운데 중국 역시 스텔스 기능은 물론  레이저 빔 등 첨단 무기가 장착된 6세대 전투기를 개발 중인 것으로 알려졌다. 최군 중국 항쿵바오(航空報) 산하 매체는 중국이 6세대 전투기를 개발 중인 사실을 최초 공개했다.

중국 군용기 생산업계의 두 축인 청두(成都)항공기공업집단과 선양(瀋陽)항공기공업집단은 이 프로젝트에 대한 평가를 진행 중인 것으로 전해졌다. 중국 전문가들이 예상하는 6세대 전투기는 스텔스 기능 외에 초음속·고초음속, 인공지능 등의 기능이 포함돼 있다.

관계자들은 6세대 전투기에는 이전에 볼 수 없었던 첨단 전자 기능이 대폭 추가될 것으로 보고 있다. 미국, 중국, 러시아 등 강대국 간에 전개되고 있는 6세대 전투기 개발경쟁이 어떤 결과를 가져올지 관심이 고조되고 있다.

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