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AH-64E와 AH-1Z의 성능비교와 교범해설

  작성자: Object187
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작성일: 2020-06-19 23:44:08

                  글을 시작하기 이전에 설명드리자면


해당교범은 미군의 AH-64E아파치 가디언과 AH-1Z 바이퍼 교범입니다. 


분류번호: NSN 1520–01–599–2203 (TM (1)-1520-263-10)  (EIC: RHA)








미 해병대에서 운용하는 AH-1Z 바이퍼 공격헬리콥터와 AH-64E(AH-64D BLK 3) 아파치 가디언의 비행성능과 전자장비등 여러가지 사양을 비교하기 위해 본글을 작성하였습니다.

 

이번글에서는 모든 사양비교를 하기에는 분량상 무리가 있으므로  무장계통과 무장조작관련 내용은 추후 작성할 다음편에서 다루겠습니다.



1. 비행성능

 

1-1 AH-1Z의 비행성능








AH-1Z 바이퍼는 각각 1690shp의 출력을 가진 T700-GE-401 터보샤프트 엔진을 사용한다.


한계속력은 최대 200kcas(노트 지시속도)이고 최대출력으로 순항시 165노트의 최고속력을 낼수있다.


최대 이륙중량은 18500lb(파운드)이다.













AH-1Z 바이퍼의 교범상 회전반경표이다.

우측에서 올라가는 그래프는 TAS(True Air Speed, 진대기속도)를 나타내고 좌측에서 위로 올라가는 그래프는 뱅크각(항공기가 기울어진 정도)를 나타낸다.

 

여기서 AH-1Z에 걸리는 선회시 하중배수는 코사인 피(뱅크각)분의 1의 값이다.

선회반경은 G(중력값{9.8상수})와 탄젠트 피(뱅크각)분의 속도(TAS)제곱값이다.



이때 뱅크각 30도에서 선회반경은 이하와 같다. 




AH-1Z TAS80노트일 때 선회반경은 981ft가 되고 그의 2배인 160노트일경우 선회반경은 3925ft로 크게 증가한다. 이때의 항공기에 걸리는 하중계수는 1.15G로 서로 동일하다.


이하는 수평비행시 MFD(Multi-Function Display)에 표기되는AH-1Z 바이퍼의 비행속도 이다

Y축은 CAS(Calibrated Air Speed, 수정대기속도) 기준 속도이고 X축은 IAS (Indicated Air Speed, 지시대기속도) 이다.





그리고 이하는 상승 비행시 DFD(Dual-Function Display)에 표기되는 AH-1ZCAS(Calibrated Air Speed, 수정대기속도)IAS (Indicated Air Speed, 지시대기속도) 이다.







수평비행시 CAS기준 165노트까지 수평가속이 가능하고


상승비행시 약 135노트의 속도를 낼수있다









AH-1Z의 제한 하중계수는 상기된 표에 명시되어있다.

x축은 Gross Weight를 나타내고 y축은 항공기에 가해지는 하중계수를 표시한다.


3000ft에서 Gross Weight13500lb일 때 AH-1Z의 제한하중계수는 3.2G이다.


3000ft~6000ft까지의 Gross Weight13500lb일 때 AH-1Z의 제한하중계수는 2.9G가 된다.

Gross Weight13500lb보다 커질경우 모든 고도에서 제한하중계수 값이 감소한다.

 

 

 

 

 

이하는 AH-1Z 바이퍼가 최대출력으로 호버링시 엔진성능표이다.


y축은 변속기 허용 토크값의 비율이고 x축은 외부온도이다. 그리고 그레프값은

항공기의 고도값을 나타낸다.


(그림 25-5) T700-GE-401 엔진의 토크를 보여준다.

다음 조건에서 밀파워로 작동 할 때 운용가능한 최대 토크값을 찾는 방법은 다음과 같다.


온도에 맞는 수직선을 따라올라가 압력고도 그레프에 도달할시 해당하는 토크값이 해당고도와 온도에서 사용가능한 최대 토크값이다.



위에 예시값대로 계산시 압력고도가 6000ft이고 섭씨 15도일시 최대 토크값은 93.8%이다.


그리고 저고도에서는 공기밀도가 충분하기에 제한토크값을 따로 계산할 필요가 없다

(그림 25-5)에서나오듯 그레프는 단순히 압력고도값만을 나타내고 압력고도값이 최대토크수치를 넘어갈시 토크값은 100%로 계산가능하다


(그림 25-5)는 고고도에서 공기밀도대비 높은토크가 걸릴시 변속기가 손상될수 있으므로 제한토크값을 보여주는것이다.




1-2 AH-64E의 비행성능




AH-64E(AH-64D BLK3)의 운용 한계 속도표이다.

TAS기준이고 Y축이 노트(KNOTS), X축은 고도(ft)이다. 하단 그래프는 Gross weight를 나타내고 상단그레프는 외부기온을 나타낸다. 상술된 AH-1Z 교범의 비행성능표와 유사한 방식으로 해석이 가능하다.


좌측에 나온 예시를 풀어보면 온도가 섭씨 10도이고 고도가 6000ft, Gross weight21000lb일시 운용한계속도는 154KNOTS가 된다.

 

 

 

 



 

이하 속도변환표는 운용한계속도를 나타낸다. Y축은 항공기의 TAS를 표시하고 X축은 IAS를 표기한다.

그레프는 밀도고도 즉 기압고도에 비표준온도를 적용시켜 수정한 고도기준으로 표기되어 있다.





그림 7-15는 T700-GE-701D 엔진의 허용토크값을 보여준다. 










이하표는 AH-64의 하중계수 표이다.

AH-1Z 바이퍼의 하중계수표보다 해석하기 쉬운 형태이다.





X축은 TAS, Y축은 하중계수를 나타낸다. 우측표의 Gross weight에 따라 제한 하중계수값의

차이를 확인가능하다.  AH-64EAH-1Z와 비교할시 동일한 무장을 할경우 더 높은 하중 제한계수를 가지고 있다.

 

 

 

 

 

이하 표는 AH-64E의 호버링시 필요한 토크값이다.


좌측 하단 그레프는 GW(Gross weight)를 나타내고 우측하단은 지시 토크값( 계기에 표기되는 토크)

를 보여준다. 이곳에서 필요토크값을 구하는것도 AH-1Z의 교범과 유사하다.


항공기가 있는 압력고도값은 좌측상단 Y축에서 시작한다. 이곳에서 압력고도값과 X축의 온도값이 적용된 밀도고도값을 확인한 이후 그레프 좌측하단에 위치한 GW값으로 수직아레로 이동하여 해당토크값을 확인할수 있다.

 

 

 

이하 표는 AH-64E의 순항성능 표이다.




표에서 확인 가능하듯이 좌측 Y축은 IAS속도, 우측Y축은 TAS 속도를 나타낸다.

X축 하단은 지시 토크값을 나타내고 상단은 전체 연료잔량 (lb/시간)을 나타낸다.





 


2-1 AH-64E 아파치 가디언의 콕핏






그림 2-7 AH-64E의 파일럿 스테이션이고

그림 2-8은 무장관제사 스테이션이다.

















2-1-1 AH-64E의 화력 통제 레이더 






FCR(Fire Control Radar; AN/APG-78) 4가지 모드를 가지고있다.


1.) 지상 타겟팅 모드. 지상 타켓팅 모드(GTM) 또는 레이더 맵 (RMAP)의 두 가지 모드 중 하나를 사용하여 수행되는데, 이 스캔 모드는 움직이는 지상 목표물과 낮은 비행 공기 목표물을 모두 감지하고 분류하고 우선 순위를 지정하는 데 사용된다.


2.) 항공감시모드. 대기감시모드를 통하여 승무원은 다른 항공기를 위해 항공기 주위에서 레이더를 작동하여 주변을 스캔 한다.


3.) 항공기 타겟팅 모드.공중 표적을 감지, 위치 지정, 분류 및 우선 순위를 지정하는 데 사용되는 공중 스캔 탐색모드이다.


4.) 지형 프로파일 모드. 레이더 이미지 형태로 승무원에게 지형 구조(contours) 데이터를 제공하는 데 사용되는 지면 탐색 모드이다TPM FCR(Fire Control Radar; The next-to-shoot target LOS) 페이지의 항공기 AGL에 상대적인 지상 고도 레이더 이미지를 표시하거나 전방 센서 이미지 (PNVS, TADS)에서 항공기 전방 고정 거리에서 다양한 지형 높이를 표시하는 여러 개의 선을 사용하여 지형을 나타내준다.




FCR / RFI 작동. RFI는 위협 이미터 탐지 경고 및 방위 방향 찾기와 cueing을 제공해준다. RFI 감지 이미터는 스캔 후 FCR 감지 대상과 상관되어 레이더 위협의 식별 및 가능한 위치를 도출한다.


FCR 타겟팅 정보. FCR 표적 정보는 FCR에 의해 우선 순위가 정해지고 선택된 무장을 목표물로 향하게 한다

.

(1) 우선 순위 체계. FCR에는 3 가지 우선 순위 체계가 있으며 FCR 스캔에서 표적의 올바른 우선 순위를 정하는 데 도움이 된다.


(2) 목표 데이터 유지. FCR 대상 데이터가 표시되면 RMAP에서 GTM으로 전환하면 선택한 형식으로 정보가 표시된다


(3) 대상 표시. 모든 대상 정보는 FCR 페이지 (가장 높은 우선 순위) TSD 페이지 (모든 대상)에서 대상 기호 표현을 위해 MP로 전송됩니다.

 

FCR에는 단일 스캔 발사(Single Scanburst )과 연속 스캔 발사(Continuous Scanburst )기능이 있다.

단일 스캔기능은 이하와 같이 선택한 스캔 범위에 따라서 여러 구성으로 이루어진다.





단일 스캔 발사 처리


단일 스캔이 시작되면 대상 우선 순위 지정을 위해 다음 처리가 수행된다.


1) 각 단일 스캔발사를 시작할 때마다 우선표적 데이터, 총 수 및 레이더 지도가 제거되고 스캔발사중에 업데이트 된다.


2) 첫 스캔에서 레이더 영상이 생성된다.


3) 우선 표적 데이터는 스캔 대 스캔에서 상호연계된다.


4) 첫 스캔 마지막에 우선표적데이터가 시현되고 표적 데이터 우선순위가 정해지는 대로 MP에 의해 업데이트 된다.


5) 중복 발사를 피하기 위해 사격할 표적데이터를 처리하고 사격할 표적아이콘을 시현한다.


6) 고정 대상 심볼은 첫 번째 스캔에서 표시되고 중간 스캔 중에 추가되며 최종 스캔 중에 분류를 위해 업데이트된다.


7) 첫 번째 스캔시 이동 대상 기호가 표시되고 최종 스캔 중에 분류를 위해 업데이트된다. 이동 ADU가 항상 시현된다.


8) 모든 스캔 과정에서 RFI대상 병합이 시현된다.







연속 스캔 발사 처리


1) 각 단일 스캔발사를 시작할 때마다 우선표적 데이터, 총 수 및 레이더 지도가 제거되고 스캔발사중에 업데이트 된다.

2) 첫 스캔에서 레이더 영상이 생성된다.


3) 우선 표적 데이터는 스캔 대 스캔에서 상호연계된다.


4) 첫 스캔 마지막에 우선표적데이터가 시현되고 표적 데이터 우선순위가 정해지는 대로 MP에 의해 업데이트 된다.


5) 중복 발사를 피하기 위해 사격할 표적데이터를 처리하고 사격할 표적아이콘을 시현한다.


6) 고정 대상 심볼은 첫 번째 스캔에서 표시되고 중간 스캔 중에 추가되며 최종 스캔 중에 분류를 위해 업데이트된다.


7) 우선표적데이터가 구역 스캔의 외측으로 빠져나오면 대상은 공백이된다. (승무원은 새 우선표적을 선택할 수 있다).


8) 스캔도중 또는 이후에 표적 기호 아래에 헬파이어 미사일 발사기호가 표시된다.


9) 헬파이어 미사일 발사 후 발사대상기호는 해당 표적에서 표적 기호 위에 표시된다.






사격통제레이더 지형 프로파일


•노란색잠재적으로 위험한 지역을 나타내며 예상 간격을 보장하지 않습니다.


측정된 지형은 헬리콥터 현재 고도와 클리어런스 평면(Clearance plane)의 사이입니다. 노란색 영역으로 비행할시 TADS / PNVS 비디오 품질에 따라 약간의 위험이 있다.


• 검은색선택한 클리어런스 평면(Clearance plane) 아래에서 측정 한 지형.


• 빨간색측정 된 지형이 헬리콥터의 전체 높이를 포함한 고도보다 높을시 시연된다.


• 밝은회색알 수없는 지형일때 시현된다.


 

2-2 AH-1Z 바이퍼의 콕핏







이하 출처









이외에 이번글에서 다루지 못한 무장통제 부분이나 

유도탄/비유도 화기의 조작과 탄도,사거리에 대한 내용은 미군교범과 자료를 참조하여 

추후 작성할 예정입니다.


http://bemil.chosun.com/nbrd/bbs/view.html?b_bbs_id=10040&pn=17&num=94394

-필자의 이전 작성글 (적외선 유도탄,IRCM 의 원리와 국내개발 )






https://blog.naver.com/solbongkj1sa/222006424114 - 작성글 백업용 블로그 





이번글 작성이후 추후 시간이 난다면 B-1B 교범이나 F-15E 교범으로도 해설을 한번 해보려 합니다.


댓글 6

  • best 군사고문관 2020-06-20 추천 2

    안녕하세요? Object187님. 상세한 비교 자료를 올려주셔서 감사합니다. 시간과 노력이 뒷받침 되는 작업이라 생각합니다. 오랜만에 오셔서 참고 자료를 올려주셔서 다시금 감사말씀드립니다. 다음에도 좋은 발제 자료 부탁드립니다.

  • erorist 2020-06-23 추천 0

    https://core.ac.uk/download/pdf/36704231.pdf

    댓글의 댓글

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  • 군사고문관 2020-06-20 추천 2

    안녕하세요? Object187님. 상세한 비교 자료를 올려주셔서 감사합니다. 시간과 노력이 뒷받침 되는 작업이라 생각합니다. 오랜만에 오셔서 참고 자료를 올려주셔서 다시금 감사말씀드립니다. 다음에도 좋은 발제 자료 부탁드립니다.

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  • erorist 2020-06-20 추천 0

    TSS 구형 설명이 목표식별 거리가 26km이며, 적아식별거리가 14.5km였는데 지금 신형 hawkeye xr로 교체한 상태죠

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  • 솔개79 2020-06-20 추천 1

    엄청난 작업을 하셨는데 쓸데 없는 분석입니다. 나도 엔진 엔지니어로서 엔진 개발 실험하면 우리끼리는 저런 그래프와 데이타를 넣고 분석도 하고 회의를 하지만 영업 사원들에게는 저런 데이타들을 제공하지 않습니다. 그냥 사용자 입장에서 하는 느낌이나 감상 연비나 유지보수 같은 아야기들을 새기면서 거기에 맞춰야 하는 것입니다. ROC는 저런 데이터 가 아니에요.

    댓글 (1)

    Object187 2020-06-20 추천 0

    저는 본문에서 ROC관련 내용을 언급하지도 않았고, 본문의 내용은 미군의 AH-1Z 교범과 HQ DA의 AH-64E 아파치 가디언 교범의 해설이 주입니다. 본글의 작성취지는 아군의 상륙 공격헬리콥터 사업하고 별개의 취지로 작성되었습니다. .

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  • erorist 2020-06-20 추천 0

    AH-1Z의 탱크 식별거리가 32km가 맞는지 그게 항상 궁금하더군요

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