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오래전 큰 인기를 끈 추억의 영화 가운데 '에어 울프'가 있습니다. 미끈한 외형의 헬기에 제트 엔진을 탑재해 초음속으로 날 수 있던 꿈의 수직 이착륙기였습니다. 사실 많은 항공 공학자들은 이렇게 수직 이착륙이 가능하면서 매우 빠르게 날 수 있는 항공기를 꿈꿔왔습니다. 헬리콥터는 좁은 공간에서 수직이착륙이 가능하고 공중에서 정지할 수 있어 여러 모로 쓰임새가 많지만, 고정익기보다 속도가 느리고 항속 거리가 짧다는 단점도 있습니다.

▲다양한 아이디어 속에서

개발한 틸트로터


이 단점을 극복하기 위해 거대한 회전날개(로터)를 90도 돌리는 방식인 틸트로터기와 보조 엔진 및 엔진 노즐의 방향을 바꾸는 수직 이착륙기(해리어나 F-35B) 등 여러 방법이 나왔습니다. 하지만 틸트로터기는 구조가 복잡해 가격이 비싸고 고장 및 사고 가능성이 높으며 F-35B 같은 형식의 수직 이착륙기는 전투기 이외의 용도로는 사용하기 어렵습니다. 시콜스키사는 기존의 헬기와 동등한 수직 이착륙 및 정지비행 성능을 제공하면서 속도와 작전 행동 반경을 넓힌 X2 기술을 개발했습니다.

▲틸트로터 방식의 미 해병대

및 공군이 채택한 수송기 V-22


2010년 공개한 X2 실증기는 시속 460km라는 기존의 헬기로는 달성하기 어려운 기록을 수립했습니다. 방법은 간단합니다. 반대 방향으로 회전하는 날개를 이용해서 비행하는 동축반전식 헬기에 앞으로 나가는 힘을 내는 수평 프로펠러를 장착한 것입니다. 동축반전식 헬기는 구조가 복잡한 단점은 있지만, 꼬리에 기체의 회전을 방지하기 위한 회전날개를 달지 않아도 된다는 장점이 있으므로 꼬리에 전진을 위한 회전날개를 장착한 것입니다. 상상 속의 초고속 헬기인 에어 울프처럼 수직 이착륙과 전진을 위한 장치를 동시에 가졌지만, 더 현실적인 대안이라고 할 수 있습니다.

차세대 정찰 헬기, 그리고 차세대 헬기 사업에 뛰어든 X2 시콜스키사는 X2 기술을 기반으로 제작한 차세대 정찰 헬기 S-97 레이더를 개발하고 있습니다. 2015년 첫비행에 성공한 레이더의 속도 목표는 최고 444km/h, 순항 407km/h로 기존의 헬리콥터에 비해서 상당히 빠르며 동시에 기존의 헬기와 비슷하게 운용할 수 있습니다. 참고로 아파치의 최고속도는 293km입니다.

X2 테크놀리지를 바탕으로 한 차세대 헬기의 이름은 S-97입니다. S-97 레이더는 기존 헬기들과는 달리 반전하는 이중 반전식 로터와 비행기처럼 앞으로 전진하는 추진력을 주는 프로펠러를 모두 갖추고 있습니다.이런 구조 덕에 회전 날개 항공기로는 최고 속도인 407km/h에 달하는 순항이 가능한 고속헬기입니다. 시코르스키는 작년 10월에 열린 미 육군 AUSA 연례총회에서 이 기체를 발표했습니다. 물론 아직까지는 프로토타입이어서 세부 사양은 앞으로 더해질 예정이지만 주요 컨셉트는 모두 완성품에 가까운 형태로 구현한 상태라고 합니다. 최근 4월에는 자유자재로 비행하는 모습도 공개되어 관심은 증폭되고 있습니다.

앞서 밝혔듯 이 기체의 가장 큰 특징은 이중 반전 로터. S-97 레이더는 보통 헬기보다 직경이 작은 로터를 갖추고 있습니다. 하지만 보통 헬기의 로터는 강성을 조절해 부드럽게 휘게 하는 데 비해 이 제품은 강성이 높은 타입을 채택했습니다. 또 기체 후방을 보면 메인 로터 외에 앞으로 전진할 수 있는 추력을 내는 추진 프로펠러를 달았습니다. S-97 레이더는 이중 반전 로터를 이용해 로터로 인한 양력을 좌우로 균형 있게 잡아주며 기체 제어는 컴퓨터 시스템을 이용합니다.

또 무장 정찰 헬기 임무에 중점을 둔 설계를 곁들여 드론 같은 무인 정찰기가 할 수 없는 인간의 판단이 요구되는 임무 활용을 노리고 있습니다. 조종석 뒤에는 승무원 6명이 탈 수 있다고 합니다. 콜스키의 주장에 의하면 이런 X2 기술 적용으로 이 헬기는 기존의 헬기 대비 호버링 고도: 150%증가 , 임무속도: 100%증가, 임무시간 증가, 페이로드 : 40% 증가, 음성탐지: 50% 감소, 크기: 15% 감소, 회전반경: 50%감소 ​라는 장점을 지녔다는 게 시콜스키의 주장입니다. 이 주장대로 라면 현재 최강의 헬기라고 불리우는 아파치를 능가할 수 있다고 전문가들은 보고 있습니다.

다만 이 차세대 헬기 사업이 성공하기 위해서는 우선 S-97 레이더가 성공적으로 개발되어 군용 헬기로써 가능성이 있다는 것부터 증명해야 할 것으로 생각됩니다. 헬리콥터의 디자인은 지난 수십 년간 큰 차이 없이 유지됐습니다. 물론 그사이 여러 가지 성능 향상이 이뤄졌지만, 기본 디자인은 몇 가지 형태에서 크게 변함이 없었습니다. X2 기술이 헬기의 디자인과 성능을 새롭게 정의할 수 있을지 결과에 시선이 쏠리는 이유일 것입니다.

현재는 가장 유력한 후보인 S-97가 차세대 헬기 산업에 승리할 수 있을지는 그 누구도 장담하지 못하지만 기동성과 독특한 디자인, 확장성만큼은 기대된다는 평가입니다. 마지막으로 최근 4월에 공개된 성공적인 S-97의 비행영상을 보시면서 마무리 하겠습니다.

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