EP1. 신형전투기는 어떤넘이어야 하나 (상)

 

먼저 한가지 재미있지만 당연한 현상을 짚어보면, 정치권과 가까운 전투기제작사일수록 살기가 편하다. (일단 쓸데없는 썰이나 좀 풀자)

소련시절에 있어서 이런 전투기회사의 이름은 미그사 였었고( 5~60년대 소련정치국 중앙위원이었던 이반노비치 미코얀은 미코얀-그레비치설계국의 담당자었던 아르죰 미코얀의 친형님이다) 이들은 소련시절 거의 대다수의 전투기계약을 따냈었고 미그전투기는 소련전투기의 대명사로 되었다. 수호이사는 이때 근근히 좀 더 무거운 전폭기나 만드는 그런 회사었을 뿐이다.

70년대 신형전투기개발사업에서도 미그사가 수량이 수천기에 달하는 전선공군용 격투전투기개발을 맡았고, 수호이는 수백기정도의 Su-15후계기를 따간거다. 그런데 장인정신으로 두번씩 뒤엎는 결심으로 끝내 명물을 만들었고 수출운도 좋았기에 러시아공화국 시절엔 수호이가 판세를 뒤엎게 된다.

미국도 별반 다르지 않는바.. 특히 90년대이후 방산업체들의 통폐합시기 로비를 잘한넘들이 주체로 살아남아 남을 삼키는 짓거리들을 벌였다. 록히드사는 이중 단연 최고다.

거의 백악관과 국회 뒷면의 큰손으로 불리우는 정도이고 매년 미국방산계약의 30~40%를 따가는 이면엔 정치권에 대한 거대한 자금공급과 수단을 가리지 않는 로비활동이다. 매케인이 요즘 F-35를 까는 명언도 잘 내놓지만 지난 선거시 명목상 등록으로도 매케인 정치자금의 제1후원자가 바로 록히드이다. F-22나 -35 국내생산분의 필요이상의 생산지역 세분화 분배 등 방식으로 자신의 지원자들을 서부미국의 의원들로 도배시켰다.

 

해외에서 다르지 않는바 일본민주화이후 4대스캔들 중 하나가 바로 70년대 록히드가 일본수상을 매수하여 계약 따내려다가 적발된 록히드스캔들이고, ATF 1차선정이후 록히드연합에 참여한 보잉과 GD엔지니어들은 록히드 준비자료들을 본 뒤, 록히드가 날지도 못할 컨셉비행기로 전부의 경쟁자들을 이겼다고 한탄한다.

록히드는 단지 방산회사뿐만 아니라 작은 CIA로 불리울 정도로 자체적인 글로벌정보체계를 갖추고 미국정보기관들과 공유하는 정부-기업결합의 거물이다. 파키스탄이나 대만,그리고 이름을 거론할수 없는 모모 나라들에서 정부행위로 간주받는 정보기관들의 활동이 어려운 경우, 록히드직원이란 이름으로 다니는 이들이 있는데.. 얘네들은 애초부터 비즈니스맨이 아니다. 

 

중국도 사실 마찬가지인데.. 90년대 전까진 중국과학원 항공업관련 거의 전부의 원사들이 선양SAC출신이고, 지금까지 청두 CAC는 원사 한명밖에 없었다. 예전의 제3공업부(후에 중국항공공업그룹AVIC로 개편)에는 선양 출신들이 넘쳐났다. 청두 유일의 원사인 SONG원사도 선양사 출신인바, J-10의 아버지로 불리는 한편 사실 선양 J-8의 최초컨셉 제출자이기도 하다.

（청두CAC 총담당설계사,  SONG WEN CONG)
가장 재미있는건 80년대초 신섬(후의 J-10)개발회사 선정초기 빽을 이용하여 청두사가 참여하지 못하게 했고 단지 기술자들을 파견해 베이징에 있는 선양사와 시안사의 경합에 3명 평가인원으로만 참여하게 했었다.

단 J-6과 J-8의 잔고장에 불만이 컷던 군측 인사가 항공공업측에 반대의견을 표해, 회의에선 마지못해 거의 준비가 없던 청두CAC참여자에게 바로다음날 단 15분의 발언시간을 주었다. 이들은 밤새 준비로 이 15분PT를 이용해 스웨덴 비겐으로부터 J-9로 내려온 카나드-델타익의 장점들, 그리고 현재의 준비컨셉을 설명했으며, 선양-시안 양자대결구도를 3자대결로, 나중에는 끝내 자신을 승자로 이끌었다. (선양모델:J-13발전형인 F-16식 스트레이크-정상익구조, 시안모델: Q-6의 Mig-23식 가변익구조)

80년대 미국의 ATF프로젝트는 소련의 깊은 중시를 불러,소련의 대항성 프로젝트인 I-20프로젝트(나중에 I.42가 그 결과물)의 출범을 불러왔다. 동일시기 중국도 이를 유심히 살펴봤지만 F-16급의 J-10개발에도 기술레벨이 현저히 차이나 버벅이는 현실상 어찌할 도리가 없었다.

YF-22와 YF-23의 경합단계가 시작됨에 따라 미국이 4세대기에 대한 정의가 명확해졌으며, 걸프전쟁은 거대 육군주의를 고취하던 중국군에 있어서 쇼크를 일으켰다. 스텔스기 및 공중우세전투기의 가치가 중국군에 다시 인식되기 시작했고, 선양SAC는 이 기회를 빌어 J-10에서 한방 먹었던것을 만회하기로 결심했다.

중국항공공업그룹AVIC는 87년부터 시작해 선양에 중국최초의 RCS테스트 전파실험실 등 기초를 갖추고, 91년부터 선양연구소 산하에 전문 스텔스연구팀을 만들어 구체연구에 들어간다.

중국공군의 요구도 이때 구체화되기 시작했으며, Su-27급의 기동성과 0.5제곱미터 이하의 정면피탐성 등이 포함되었다. 시안 및 청두도 이쪽을 시작했지만 H-7(FBC-1전폭기)과 J-10개발이란 기존프로젝트에 전력을 쏟아도 부족한 싯점에 별도인력을 전용할 여력조차 없었다.

곧 선양SAC는 RCS절감설계를 반영한 91,92형이란 두가지 모델을 내놓았고.. 풍동실험 및 전투력평가 결과는 참담 그자체었다.

                              91형　　　　          92형
구조무게　　　　　 4568.7　　　　　　　 4771
추진장치　　　　　 2933.4　　　　　　　 2930
설비무게　　　　　 2029.3　　　　　　　 1979
공허중량　　　　　 9351.4　　　　　　　 9680
탑재능력　　　　　 5247.5　　　　　　　 5200
엔진추력               8250*2                      8250*2
전체무게　　　　　14999.5　　　　　　　 14880

형상설계           Mig-29 비슷              YF-22 비슷 

결과적으로 92형이 0.5^m 요구에 부합되면서 91형의 기동성을 이룰수 있어 상대적으로 우수했지만.. 낙후한 가공능력이 설계치를 만족시킬수 있냐의 문제를 떠나서, 모든게 설계치대로 나와봤자 F-16급 상대로 1.2:1정도의 교환비를 거둘수 있다는 결과었다. 간단히 말해 이상상태서 F-16보다 쪼끔 우수한 전투기라는 얘기다.

공군에 제안할 가치도 없이 둘 다 폐기되었으며, 92형의 기초에서 노즈콘부분을 짧게하고 에어인렛과 스트레이크 부분을 재설계, V형미익 축소 등 개량설계를 통하여  93형모델을 출시한다. 이시기 전후에 입수한 러시아 피탐성설계프로그램과 중앙공기유체연구소(TsAGI )와의 교류도 92형의 개량개발을 추진했다.

하지만 이때 중국공군에 인도되었던 Su-27형의 성능에 대한 한층 깊은 요해를 통해, 역시 부족함을 느꼈고,또한 프로젝트 참여인원중 한명의 미국망명로 인한 보안사태는 이 모델의 사형선고서를 내린다.

(비슷한 예로 093형 핵잠의 기술인원의 미국망명이 093핵잠프로젝트를 재정비시킨 일이 있다..93이란 이름이 안좋은가부다..)

 

신93형으로 명명된 선양의 신형전투기는 93형의 피탐성기초하에 고양각 상태서의 자세제어능력 등 슈퍼기동성 강화에 착안하여 93형의 설계를 발전시켰고, 이는 러시아가 80~90년대 가졌던 슈퍼가동성으로 스텔스를 대항한다 는 사상을 공유한것으로 보여진다. Su-27라이센스생산과 러시아기술진의 인입 시기임으로, 러시아와 교류가 활발했던 선양이 이런 영향을 많이 받았으리라고 생각한다.

사실 90년대초 미국을 제외한 많은 나라의 생각도 비슷했다. F-117과 B-2쇼크를 먹은적 있지만..피탐성설계는 필연코 기동성특화 설계에 비해 trade-off가 많고 기체를 둔하게 한다..기동이 생명인 전투기에 있어서 피탐성 이런건 결정적이지 않다... 라고 여느 항공기설계회사들은 생각했다.

유럽이나 호주 잡지를 뒤져보면 F-22가 Su-27보다 둔하다는 썰이 심심찮게 보였었고, 상세설계중이었던 유럽전투기 EF-2000도 디자인을 변경할 필요를 못느낀채 도면단계에서 제작단계에 진입, 94년 초도비행에 착수한다. 하늘에서는 TVC를 장착한 Su-35형(711호기)가 에어쇼에서 전투기라면 이정돈 날아야징 하고 뽐내고있고....

 

에피소드2 신형전투기는 어떤넘이어야 하나 (하)

 

 

헌데, 베일이 벗겨질수록 이거 아닌거다..

F-22로 완성된 놈은 괴물이었다. 사실 YF-22때도 괴물이었지만 스펙이 별반 알려지지 않았고, 컴팩트한(기체길이 19.7->18.9m)  최적화설계, 고양각기동성 강화, 엔진도 강력(156kn ->172Kn, 동시 TVC노즐의 추력저감%도 감소)해진 이놈은 아음속기동성을 포함한 어느 면에서 보나 기존의 전투기보다 한레벨 앞서있는것이다.

 

97년 전후로 F-22에 대한 모든 편견과 물의는 사라진다. 타국보다 20년 앞선 F-22의 능력을 직시하고 기존의 기동성컨셉으로 F-22를 대항한다는 건 불가능하다는 점을 접수하고 현실적인 대안을 찾아야 했다. 동일시기 F-22에 힘입어 출발한 JSF스텔스전투기계획은 full stealth시대의 미공군를 예언했다.

 

구소련부터 어려웠지만 간간히 명맥을 유지해왔던 I-20~MFI프로젝트는 이때 원천 재검토되고, 이미 시험비행한 S-37은 기술시험기로 개장....아직 시험비행하지 않은 Mig I.44는 이미 극비유지가 의의없게되어 간단한 시험비행으로 러시아의 차세대전투기 노력을 공개한 뒤 스크랩 처지가 된다. .

 

 

1년이상의 재검토뒤 러시아는 차세대기 4S에 대한 새로운 가치판단을 내렸는데 대략적인 순서는:

 

1위는 슈퍼소닉상태하의 순항능력과 작전반경

2위는 슈퍼기동성

3위는 넓은 범용성과 높은 가 획득성

4위는 저피탐성 및 상황인지능력

 

이는 소련시절이 아닌 러시아공화국 현실적 수요로부터 출발한 것인데.. 그 Critical 순서로:

 

하나) 극도로 제한된 국방예산 아래 상대적으로 적은 전투기로 넓은 국토를 커버해야 함으로... 보다 빠른 목표지역 도착능력과 항속거리를 "꼭" 갖추어야 한다.

 

둘) 슈퍼크루징하의 기동전투를 주요무기로 하는 F-22를 대항하기 위해 같은 속도환경하에서 비슷한 기동성을 유지해줘야 대항이 가능하다.

 

셋) 소련시절 전선공군과 방공군의 단일화 통합으로 MFI/LFI 차별화의 필요가 없어졌다. 그리고 전폭기형과 해군형도 함께 고려되어야 한다. 체급은 획득가에 비례하기에 가능한 작아야 하고 현실적으로 Su-27/Mig-29의 중간급으로 설정되어야 한다.

 

넷) 타국공격이 아닌 자국방공을 중요시하는 러시아공화국에 있어 지상레이더 및 AWACS의 지원하에 전투하는 전투기는 전방위스텔스가 아닌 전방스텔스를 필수조건으로, 다른 방향의 피탐성은 상기 요소들을 전부 만족시킨 다음레벨로 고려한다.

이렇게 나온것이 바로 통합형 선진전선전투비행체계 PAK-FA프로젝트이다. F-22러시아버전이라고 읽으면 곤란하다, 너무 틀리다..

모든 나라의 전투기설계는 자국공군의 수요와 일치하여야 한다. 밑줄 긋자.

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웬노무 중국 전투기개발얘기에 쓸데없는 소릴 늘여놓는다고 투정하면 사실 할말 없다.. 하지만 필요한 서술이라고 생각한다.

일단 돌을 내려놓으시고.. 본론으로 돌아가자..;;

신93형의 탐색개발은 SU-27의 중국라이센스생산과 동일시기이다. 또한 동일시기 중국에 있어서 하나의 큰 사건이 있는데, 바로 대만해협위기이다.

 

96년, 대만독립의 목소리가 커졌고, 중국은 이를 자신의 마지노선을 밟은것으로 간주했다. 부카니스탄이 자주 하는것처럼(사실은 중국에서 배운거지만..) 미사일발사실험을 강행했으며 민간함선동원 등 대만상륙작전을 불사하겠다는 의지를 나타냈다.

급기야 미국은 두척으로 구성된 항모전단을 대만해협으로 파견했으며, 출발한 프라울러들은 중국 남경군구의 연해작전부대에 위협용 전자간섭을 실행하여 그 전자장비들을 먹통으로 만들었다.

 

이때 중국군이 동원할수 있는 현대화전력은 단 R-27 반-능동형BVRRAM을 장착한 SU-27 30여기뿐.. 미국항모전단 하나에 대항하기도 벅찼다. 대만상륙작전을 강행한다면 수십만의 상륙부대가 공중습격으로 바다에 함몰할 수밖에 없었던 상황.. 종합전력의 극심한 차이를 체감한 중국지도부는 물러서는 수밖에 없었다.

하지만 이는 중국에 있어서 더없는 치욕이자..와신상담하는 계기가 되었다.

그전에 중국은 어려운 경제상황하에 "군대는 참아야 한다"는 지시하에 최소한의 군비만을 유지시켰고, 다량 장비보다는 연구개발을 유지시키는 정책을 썼다. 군수산업체들은 궁여지책으로 TV, 냉장고,자가용 등 민수상품들을 만들어 팔아 끼니를 때웠고, 배고픈 군대는 건설업,유흥업 그리고 밀수 등으로 기강이 해체되어갔다. 장교들은 수만불짜리 뇌물에 적국 정보조직들에 매수되어갔고, 이등휘 대만대통령이 중국 미사일실험 뒤 "쟤네덜은 공포탄을 쐈다"라고 중국 나름의 극비를 공개해 중국군부를 더없이 난처한 처지에 빠뜨렸다.

통제불능의 군에 분노한 중국지도층은 군의 숙청과 동시 군비와 군수산업투자를 늘리는 한편 군의 민간경제활동을 금지한다는 명령을 내렸고, 이는 다롄 앞바다에서 해관경찰과 해군함정사이의 총격전,그리고 수년뒤 남해함대의 백억불대 밀수사건수사(웬화사건) 등으로 그 갈등이 민간에 알려졌다.

여기서 매우 중요한 포인트가 하나 있는데,바로 중국군 총장비부의 개설이다. 원 중국군지도체제는 총참모부(작계 및 작전지휘),총정치부(인사계 및 선전),총후근부(보급 및 동원) 3부체계로 되었는데.. 군 권력의 중앙집중화를 위하여 1998년 총장비부를 만들었다. 우리 방사청과 비슷한 역할이지만 권한범위가 더 크고, 합참과 동일지위라 보면 된다.

군의 민간산업금지와 동시 증가시킨 전력투자비를 총장비부가 통합관리하게 하여 모든 중요장비들의 구매,보급을 단일화시켜, 군구자체의 자율식 자금사용권한을 크게 축소해버린것이다. 이런 수단들을 통하여 2000년대 초반 즈음,중국군은 거의 재정비를 끝냈고 여태껏 골치썩였던 해공군을 포함한 구역작전시스템(중국명:구전) C4I체계같은 통합지휘체계도 완성해갔다.

총장비부와 동시 설립된 부속기구로 국방과학공업위원회(과공위)가 있는데 이는 방산업체들과의 기술적 감시-지도를 담당한다. ADD와 비슷한 역할이지만 직접연구보다는 방산공업계에 대한 컨트롤 역할을 주로 맡는다. 이로써 중국군은 예전처럼 국방공업이 제공할수 있는 무기를 고장 있건말건 묵묵히 받아써야 했던 "을같은 갑"의 입장에서 진짜 "갑"의 역할로 변모한다. 바로 다음에 서술할 718공정(J-20사업)에서 이러한 군의 입지강화가 선명히 반영된다.

 

또 본론으로 돌아와.... 96대만해협위기가 중국에 준 교훈 및 신형전투기에 대한 요구는 다음과 같다:

1) 대만통일작전시 미국의 최1선급전투기들과 작전을 상정해야 한다. 개발이 늦어지는 한이 있더라도 어정쩡한 성능의 전투기는 아무 의의도 없고,  미국의 F-22에 대항할수 있는 스텔스전투기가 필요하다.

 

2)전투기의 작전거리는 넓어야 한다. 다음번 군사적접촉 상황하 미군 항모전단이 대륙에 접근하는걸 거부해야 한다, 그 거부거리는 태평양에 있는 미 항모전단의 함재기작전반경이 대만본토를 커버할수 있는 거리보다 길어야 한다. (이런 연안거부작전의 다른 결과물로 DF-21D 대항모 미사일이 있다)

 

3) 신형전투기는 본토방공작전 외 제1도련선 내의 적군기지에 타격할(또는 전폭기를 엄호하여 적군기지의 방공세력을 무력화시킬) 공격능력을 갖추어야 한다.

 

4)작전지역의 쾌속도달 및 적의 1선급전투기와의 작전을 위하여 F-22급의 슈퍼소닉순항능력 및 기동능력을 갖춰야 한다.

 

이렇게 설정하면 중국 신형전투기자체의 성능요구는 critical레벨에 따라서 다음과 같이 구체화될 수밖에 없다:

1차요구: 행동반경 (신형기의 작전반경 > 200km(중국-대만거리)+미함재기 작전반경)

2차요구: F-22급 슈퍼기동성

3차요구: 공격능력이 필요하는 전방스텔스(공중전) 및 측/하방스텔스(적 기지 방공시스템 대응)

4차요구: 공격용무기 내장가능성

중국의 4세대기 작전수요와 러시아 PAK-FA 작전수요의 차잇점을 유심히 살펴볼 필요가 있는데.. 나중에 PAK-FA로 나타나는 결과물과 J-20으로 나타나는 결과물의 특징차이를 미리 느낄수 있게 된다.

전투기는 엔지니어들이 지맘대로 만들어내는것이 아니라는걸(당연한 얘기지만) 꼭 명심하자..

 

에피소드 3:  항문은 힘을 줄수 있어야 잘 분출된다(?)

중국말로는 위선공지사,필선공지기란 말이 있다. 좋은 연장을 먼저 갖춰야 일이 순조롭다는 얘기다.

꿈을 꾸기는 쉽지만 현실화시킨 어렵다. 필자도 내일에 통장에 돈이 이백억정도 생겨서, 본사에 사직서 내던지고 경치좋은델 찾아 땅 좀 땡기고 띵가띵가 놀고싶은 꿈이 있다.. 헌데 로또는 그 답이 아니다..

중국 엔지니어들도 누가 록히드마틴 개발팀DB를 통째루 해킹해와  던져준다면 좋겠지만, 그런걸 밑고 프로젝트를 시작할순 없다. 날이 밝으면 꿈 깨고, 손에 있는 소스들을 팅겨가며 어떻게 만들까 하나씩부터 연구해야 한다.

이미 여러분 눈치 챘겠지만..신93형이라고 뭐 중국공군의 눈에 들어갈 일 없었따. 일개 F-16과 전투력을 비기는 중형전투기 정도는 택도 없는 일.. 대형기면서 스텔스기면서 기동성이 세계1선급으루 만들어야 한다..

말하지만 내가 90년대말 중국 SAC나 CAC의 엔지니어라면 차라리 목 매고 말테다.. 그게 실현하기가 더 쉽지.. 아참..사직서 내구 딴 일자릴 찾아보는수도 있구나..;;

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여하튼, 자고로 전투기설계서는 엔진확정이 최우선이다.. WS-10이라고 있지만 얘는 카달로그추력을 이룬다 해도 밀추력이 7.8톤, A/B가 13.2톤 급이다. 함 분석해 보자..

작전반경이 부합되는 쌍발대형기 Su-27이 자중 16톤급인데..여기 내장창 낑궈넣으면 적어도 17톤급이다.. 엔진 좋게 만들어 Su-27의 8톤보다 적은 7톤짜리 내부연료루 비슷한 작전반경을 실현한다 치고, 기본공대공무장 1톤은 내장해야 한다. 그렇다면.. 두둥, 정상이룩중량 25톤..

KF-X분석에서 잠깐 얘기한적 있지만..초음속순항을 위해서는 충분한 단위잉여추력(SEP)이 확보되어야 한다. 걍 간단하게는 약 0고도0속도 이륙시 추중비가 0.7좌우는 꼭 넘어야 가능하다. M1.1~1.2 천음속대에서 아득바득 하면서 슈퍼크루징이 가능하다고 우기는 넘들은 곤란하다.. M1.4~1.5는 되어야 초음속순항 얘길 꺼낼수 있다..(F-22는 이상태 밀추중비가 0.8이상이다,유파가 0.75정도..)

그렇다면 밀추력요구가 간단히 대략 25*0.7=17.5톤이다. 쌍발이면 엔진 하나당 8.75톤 밀추력을 낼수가 있어야 한다. 그리고 전투추중비를 F-22급은 보지도 말고 F-15K급에 맞추려 해도 약 29톤이상의 A/B추력이 필요한데.. 단발로 14.5톤 A/B추력이다..

즉 기체설계가 잘되고,재료 잘 써서 만들었다 해도..엔진은 8.75/14.5톤급 추력이 최저,최저의 마지노선이란 얘기다. 아니면 슈퍼크루징이나 기동능력 뒷감당이 안된다.

헌데..WS-10진척이 절망적이다.1998년 J-10초도비행 시점으로 WS-10A는 갓 500시간 지면테스트가 진행중이고,,완료된다 해도 추력이 한참 모자란다(13톤)..

 

그래두 하늘이 꺼져도 솟아날 구멍이 있다..잊었나, 90년대 러시아를 약탈했자나..

MFI프로젝트시절,AL-41F엔진을 위한 코어엔진이 P2000계열이다. AL-41F는 목표추력 18톤짜리 괴물이다. Mig 1.44만들때 AL-41F는 갓 시제기 초기테스트단계었고 자체추중비가 9에 미치지 못했다. 테스트엔진 20기를 만들어 실험해보던 중 소련이 없어졌다..

（I-20 AL-41F엔진 )

 

90년대중반 쭝궈가 끼어들어 룰카서 도면 사가면서, 같이 코어엔진 만들자고 했다. 돈줄이 필요했던 룰카는 승낙했고 러시아명P2000/중국명 CJ2000으로 진행한다..이때 중국은 룰카엔진 수백기씩 사가는 좋은 고객이었다.

엔진개발은 참으루 시간이 걸린다. 수년씩 개발해 프로토타입 만들어 끝난게 아니다. 테스트베드에서 처음에 수십시간서 500시간짜리로, 다음엔 수천시간씩(하루엔 24시간뿐) 연속 돌려 문제없어야 "초보적으로 쓸수 있겠군" 한다.. 문제 발견하면 해결하고 다시 시간만큼 돌려야 한다. 10년은 엔진개발에서 껌값이다. (요즘은 껌도 비싸지만)

때문에 시간절약을 위해서 미국이 택한게 돈 왕창 부어 미리 범용-코어엔진을  개발하게 하는거다. 그 코어에 크기가 다른 팬에 pass공기터널 등을 맞춰 구체엔진 뽑아내는것이다. CFM-56,F-110,F404 사실 코어가 거의 같다고 보문 된다GE-9 코어 시리즈). 미국은 추중비8짜리 코어엔진을 60년대에, 10짜리 코어엔진을 80년대에 만들어, 신형전투기 뽑을때는 구체엔진모델이 항상 stand-by상태다. 현재 미국은 추중비 15짜리 저바이패스비 엔진을 실험실에 두고 돌리고있다. 하지만 다른 나라들은 항상 엔진에 목마르다........

 

 

잡설 걷어치우고..

 

입금 확인하고 사이좋게 P2000코어엔진 함께 만지작거리며 테스트 재개한지 얼마 안되는데.. 푸틴엉아가 스토옵~한다.. 뭐냐.. 앞에서 말했다.. 2000년에 기술,제품수출 국영-단일화 회사 만들었다고.. 쥐꼬리만큼 생색내지 말고 지값 다내고 기술 사가란다..

중꿔 2000년 장사꾼역사인데 어디 인도애들처럼 순순히 오케이하냐..실랭이질 담판 들어간다.. 그러다 얼마 안지나.. 룰카와 한집안인 수호이가 PAK-FA 제작사로 선정, 룰카네 117시리즈도 같이 당선된다.. 그다음 푸틴형님이 파견한 안기부애덜,아니 까까베,아니..암튼 그런 애들이 수호이나 NIIP에 들어서는것처럼 룰카에 들어선다. 룰카가 민영회사라서 좀 더 세게 나온다..

중국애들 룰카 단념했따.  80년대와 달리,중국도 돈이 좀 쌓이면서 기초분야에 대한 투자를 좀 진행했다. 90년대부터 2세대급 모노크리스탈로이와 터바인제작기술에 돈을 썼으며, 룰카와 병행하여 클리보므하고 RD-93형 개량엔진 기술교류를 진행했다(RD-93의 카피-개량판인 WS-13이 현재도 지속중이다)  기술소스가 완전히 끊어진건 아니라는거..

때문에 WS-10이 한창 죽쓰고있는 중이긴 했지만, 한세대 더 진보한 코어엔진으루 새엔진 만들겠다고 한다.  미-러엔진 짬뽕시켜 처음만든, WS-10A보다는 잘 만들 자신이 있다는거다.. 일리가 있는 생각, 내가 손걸상 만들어도 두번째껀 좀 더 잘만들 자신이 있따. 해서 CJ2000에 대해 자체적으루 테스트하고 부품 맞춰서 대추력엔진 만들기로 결정한다. 바로 WS-15엔진의 시작이다.

헌데 2000년초에 시작한 WS-15가 진짜루 쓸만해지자면 적어도 2010년대 중반을 기다려야 하는데..그렇게 여유가 없다. 해서 프로토타입은 기존엔진으루 가고,양산형은 WS-15로 간다는 계획을 세웠다.

장착호환성을 고려해 WS-10급 레이아웃으로 만들려 하니,기본그림이 그려진다. 엔진자중이 약 1750~1800kg정도, 목표목표추중비는 10인데,진짜 자신이 없으니까 2015년경에 9정도 이르면 접수할만 하다고 생각한다. 그럼 추력은 약 15.7~16.2톤급..그래서 WS-15목표추력은 16.5톤이란 얘기가 나온다. 2005년부터 WS-15가 상세설계에 들어섰고, 그 뒤 소식은 기밀로 확인된바 없다.

 

잠깐 얘기가 새면.. 앞에서 엔진출력 마지노선이 8.75/14.5톤이라 했다.. 좀 눈에 익어 살펴보니.. 117S형의 추력이 8.8톤/14.5~15톤이다. 팍파 체급이 F-22와 J-20중간이라고 보면 팍파1단계엔진인 117엔진의 추력이 참 재미있게 설정되어있다. 러시아애들도 AL-31을 가능한정도로 개량해 추력요구 마지노선에 맞춰 일단 쓸 각오를 한거다.

 

AL-41(내부번호 제품 20)의 전단부분을 AL-31(제품99)의 코어에 맞춰서 만든게 제품117인데..이 3세대엔진 개량형을 이름을 거창하게 Al-41-F1이라 4세대엔진인것처럼 사기친다.

 

중국이 117S를 좀 팔아라고 러시아하고 말 걸었지만, 러시아는 중국이 117S엔진을 신형기 테스트기에 쓸꺼 빤히 알기때문에, 엔진만은 안팔고 7000만불짜리 Su-35에 끼워서만 판다고 고집한다,기본수량은 48기이상으루 사야 하고. 수법 좀 짱이다.

그래서 중국은 117쪽은 포기하고, J-10엔진의 상시 거래선인 살류트사와 쌰바싸바한다. 원 룰카엔진의 제작회사었던 살류트가 후에 제품99(AL-31)을 자체개량해서 99M(M은 발전형이란 뜻)시리즈 엔진 만들어 룰카의 117엔진과 팍파 경쟁을 했지만 탈락했다. 얘네덜 99M-1엔진은 13.5톤급,99M-2엔진은 14~14.5톤급 엔진이라 J-20백업용으로는 가능하다.

 

또 잠깐 새면..질문할수 있는데.. 왜서 팍파구성품 외의 제품들은 중국이 수입 가능하냐..얘네들 관계 틀어졌자나..중국에 안판다고.. 그게 장삿꾼들이란게 안파는게 없다.. 대량으루 사간다면 러시아는 항상 오케이고, 카피해가는거는 안된다는거다. 2000년 이후 러시아방산수출의 30%이상은 항상 중국이다

그게 얘네들 2000년부터 대여섯해씩 티격태격하다가 서루 지쳤는지.. 협상에 들어갔다.. <러-중 군용지식재산권 협의서>란걸 2007년에 체결하고.. 러시아무기카피품은 제3국에 수출하지 못하는 동시, 중국이 자체사용하더래도 J-11같은 대형카피품에 대해서는 case-by-case로 금액을 협상해 로열티 지불하기로 했다. (아마 Su-33카피품인 J-15도 현재는 로열티협상에 들어가 진행중일거로 본다.)

2011년 러시아방산수출중, 항공업수출액이 30억불인데 그중 8억불이 중국이 살류트에서 사간 엔진이다. 살류트애들이 돈에 눈멀어 아무엔진 막 넘기진 않는지 모르겠다, 푸틴형아의 수출통제를 믿자.

 

에피소드 4: 안전빵 아니면 모험?

 

90년대 말, 신93형을 포함한 모든 기존모델들이 요구조건에 부합되지 않자 선양SAC와 갓 J-10개발에서 몸을 뺀 청두CAC는 어떻게 스펙을 만족하는 기체를 설계할가 에 대한 탐색연구를 재개한다.

중국공군도 잘 아는바, 많은 여건이 결핍된 상황하에 어느 업체나 93형보다 크게 뛰어난 성능의 기체를 단시간에 제시할수 없었다. 특히 사용엔진의 획득스케줄이 없는 상태서 전투기개발은 말장난뿐이었으니말이다.

2000년 하고도 몇해가 흐른 2004~2005년사이 WS-15의 개발계획이 실물단계에 들어서고, 스촨성 멘양의 신형 대스케일 풍동시설도 마무리짓는 싯점에야 다시 신형전투기 개발프로젝트가 일정에 오른다..

요구스펙은 대략:

 

- 0.3^m이하의 정면RCS (신 93형 레벨)

- 받음각 60도이상 과실속 기동상태에서의 자세제어능력 (슈퍼기동성)

- 마하1.5급의 초음속 순항능력

- >1200~1300km의 작전반경(이건 개인적인 추측치다,F-35C ROC의 작전반경에 플러스 대만해협 너비)

 

 

그동안, 선양SAC는 정상익 구조인 신93형을 대형화시키고 카나드익을 추가하여 98형이라 부르는 3익면 전투기를 만들어 이로써 기동성 향상을 도모하자 하였고,이런 3익면구조의 전투기는 여러가지 모델이 있었는바 98기본형,,98-01형,98-02형,98-03형이 있었고 2000년대 후에는 98-03형을 베이스로 하여 발전시킨 98-03A와 98-03B형이 있었는데..이 둘 중 하나가 바로 후에 선양의 4세대기모델로 알려진 XUE-HU다.

 

전방스텔스 감소를 위해 주익 동일높이의 카나드익(다운워시현상을 감안하여 될수록 카나드는 작게)을 사용하고, 에어인렛은 92형부터 쭉 이어졌던 F-22벤치마킹형 CARET고정식인테이크를 쓴다.

이 모델의 장점은 TVC를 사용하지 않고도 ROC에 부합되는 고받음각제어능력,즉 근접기동성 부분이고, 단점은 제어익면의 다수화로 인한 제어장치무게,기체길이-체적의 증대(추중비와 잉여추력의 감소),그리고 집중반사구역 각도가 많아진다는데 있다(즉 전방 RCS제어는 가능하지만, 많은 익면으로 인해 측면/하부방향에서는 포착가능각도가 많아진다)..즉 순간기동성>지속기동성>피탐성 순서의 설계이다.

선양은 철저하게 리스크제어를 근거로 한 지속개량방식을 택한것이다. 98개량형인 XUE-HU는 92형으로부터 십여년동안의 기술연장선 제품.

 

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청두 CAC의 초기모델은 V테일의 J-10쌍발형태,혹은 I.44의 축소개량형태었다. 자연스러운 기술연장선 제품이고 실현하기 쉬웠다. 20005년 전후로 소문이 무성했던 "쌍발대형10형"이란 넘이 이놈이다.

(중국 항공산업그룹 회장이 청두 CAC에 방문시 미디어 삽입이미지.. 옆의 모형이 바로 쌍발대형10)

 

Jane's Weekly에 이놈의 형상추측이미지가 실린적 있었고 중국의 어느 매냐가 만든 J-14라고 하방흡입구식의 델타-카나드익 J-14 CG를 만들어 혼란을 빗은적 있지만 역시 이 모델의 미술화 작품으로 본다.

 

 

하지만 스텔스에 대한 연구가 좀더 깊었던 선양의 모델에 비해, 3세대기 개량방식의 쌍발대형10형은 피탐성문제를 해결할수 없었다. 부동한 높이의 카나드와 주익은 전파에 대한 유해간섭을 크게 일으켰고 기하급수 적 RCS저하를 이룰수 없었다.

 (사족으루.. 몇해전 P.305/306모델루 우리에게 찔러봤던 사브의 스텔스그리펜도 거의 이런 형태다. 매우 초기적인 땜빵형 스텔스디자인이라고 보면 된다.)

 

하여서 방향 튼게, 바로 주익평면 카나드방식의 연구다. 그리고 JSF이전 단계었던 JAST-CALF프로젝트의 카나드형 CALF모델에 대해 많이 연구했다. DSI인테이크에 대한 빠른 카피응용에서도 살펴볼수 있지만, 청두CAC는 철저한 미빠며 록히드빠이다.. 하여 쌍발화시킨 CALF형의 모델을 연구한다.

 

 

 

(쌍발형 CALF 컨셉 기체의 컴퓨터모델, 중국 국영TV)

 

전통적으로 보면.. 기동성을 위해서 카나드익의 와류계와 주익와류의 효과적인 결합은: 1) 다운워시로 인한 카나드의 높은 위치, 2) 주익의 대후퇴각(55도~60도) 등을 요구하고, 또한.. 다른 와류발생장치인 스트레이크의 사용을 배제한다.

머리가 아픈 문제들인데:

하나,평행된 카나드-주익 익면의 파행파 반사로 인해 절아가는 전파를 많게 만들고(직접반사파는 사실 전방스텔스에서 억제하기 쉽다), 주익에 의해 가려지는 수평꼬리날개의 구동부와 달리, 카나드익의 구동부 및 카나드익과 기체사이의 틈(gap)은 짧은 파장에 높은 공진대를 형성한다.

둘째, 큰 후퇴각의 델타주익은 초음속항력 감소에는 유리하지만,반대로 아음속환경에서 유도항력의 증가를 불러일으키고 항속거리를 잡아먹는다.

셋째, 전통적인 미국식 와류발생장치인 스트레이크는 F-16의 소형스트레이크로부터 F-18E의 대형-고딕식 스트레이크, 그리고 F-22단계에서는 마름모꼴 기수부 중반부터 시작해 후퇴식CARET인렛의 상단부 그리고 주익앞면에 이르는 매우매우 긴 3단식 조합스트레이크로 발전하는데.. 이는 정상익면 구조의 F-22에도 강력한 와류계를 형성해준다. 스트레이크는 면적이 아니라 연속되는 변두리(edge)의 길이로 와류발생 강도를 높인다.

 헌데 카나드익은 연속되는 공기흐름을 끊어버려 카나드익 앞면의 스트레이크의 디자인은 엄청 어렵다.

Su-35,Su-30MKI등도 스트레이크 뒷면의 주익높이-카나드를 쓰긴 했는데, 유해영향 최소화를 위하여여 면적이 매우 작은 카나드익을 썼고, 또한 와류발생기보다는 대형전자식 레이더로 무거워진 기수를 위한 무게중심조절역할을 많이 했다. ESA레이더기술이 발달해 레이더가 가벼워진 다음, 러시아도 이런 거추장스러운걸 떼버리고 전통적인 스트레이크-주익-미익 구조로 돌아갔다( Su-35BM)

청두 CAC가 택한건 매우 험난한 길이었다. 하지만 돌파구를 찾는다면 Su-37/YF-22 짬뽕식의 선양모델을 완전히 누를수 있는 기회이기도 했다.

3익면 구조로 펼연코 대형화로 이어지는 선양모델(추정컨대 Su-27의 길이에 내장장등으로 인해 체적이 엄청 증가한 정도)은 카나드-주익식에 비해 더 큰 추진동력을 요구하고 이는 중국의 빈약한 엔진능력에 더 큰 부하를 건다, 동시 비슷한 정상익구조라, 같은 구조설계공력을 이룬다 해도 충족한 동력을 사용하는 F-22에 대항할수 있는 기동력을 갖추기 어렵다.

이렇게 선양SAC와 청두CAC는 각자의 길을 택했다..

에피소드5 승자와 패자.

 

 

2006년은 중국 군용항공업에 있어서 세개의 중요 사건이 있는데:

 

그중 하나는 1998년 초도비행한 J-10이 시험평가단계를 마치고 2004년 양산취역한 뒤, IOC를 갖춘 한 해로, 중국국영 미디어에서 처음으로 J-10의 존재를 공개했다.

다음 하나는 바로 WS-10A엔진의 실용화 및 공군기체로의 적용 시작이다. 18년 이상의 우유곡절의 개발을 끝내고 공군에 엔진을 공급하여 J-11B에 장착 취역한 시작이다.

 

결과론 적으로 보면 중국이 좀 헛물 켠건데..  WS-10A는 2006년에 완료 선포했지만..2007년부터의 J-11B장착에서 급격기동만 하면 엔진이 스톨하고,미사일만 발사하면 연기먹어 엔진이 꺼지고 하여 중국군파일럿들은 이시기J-11B를 "평화의 비둘기"라고 불렀따.. 얘네들도 보며는 유머끼가 좀 있는 넘들이다.  2009년에 13.2톤짜리 추력을 12.2톤으루 낮춰서 스톨현상을 해결, 겨우 실용화했고, 2년정도 지난 지난해에야 설계추력을 회복했다고 전한다..

해서 WS-10A는 2011년부터 공식 실용화되어 J-11B가 대량 취역하기 시작했다.

뭐.. 미국의  F100엔진도 초도 취역시 극심한 문제로 인해 F-15A를 "격납고의 황후"로 만들어버린 경력이 있었따..미국이 35년전 겪었던 걸 다시한번 겪는 단계인거다.

마지막 하나는 바로 중국4세대기(러시아가 전투기세대를 자꾸 +1하여 홍보해서 미국도 참다못해 최근엔 스텔스전투기를 5세대기로 선포한다.. 그전까진 F-22도 4세대었다) 의 평가-선정이다.

2006년 8월 중순, 선양과 청두는 각자의 최종 plan을 들고 중국공군 및 항공공업그룹이 공동 주최한 평가회의에 참석한다. 세계적으로 보면 ATF선정으로부터 15년, 그리고 러시아 PAK-FA선정으로부터 3년이 지난 싯점이다.

평가는 수개월동안 진행되었고,2007년 1월, 청두CAC의 모델이 승자로 선포받는다.

평가중 선양모델은 실현하기는 쉬웠지만, 제반 성능면에서 청두모델보다 뒤떨어졌고(기동성 부분에서는 앞섰다고 한다) 특히 피탐성부분에서 크게 점수가 깎였다고 한다.

청두CAC의 모델은 수많은 와류계의 종합설계로 비행제어프로그램 짜기가 엄청 어려울거로 보수적인 항공공업 기술전문가들이 질의했지만,청두담당자는 "못만들면 목을 떼어라"는 보증서 제출를 마다하지 않을 정도로 자신감에 차있었고, 기술리스크보다는 성능을 더 중요시하는 공군측은 단연 청두CAC모델에 결정적인 한표를 날렸다.

이는 청두J-20 종합시스템 개발계획인 718프로젝트의 시작을 알렸다. 총장비부 및 국방과공위 출범후 가장 중요한 획득사업 프로젝트였고, 새로운 방식의 프로젝트관리를 진행했다.

재래식의 국방예산과 공업부서의 장려예산을 AVIC그룹에 주고, AVIC가 다시 산하의 항공기연구소, 엔진연구소, 각 항전파트 등 업체들에 분배하는 방식을 깨고, 직접 주관하는 718프로젝트관리실과 구좌를 만들어 예산사용 및 구성품업체 선정을 진행했다.

 

(2011년 J-20  01호기 초도비행 뒤 718공정 축하행사의 한장면)

 

예전에 AVIC가 모든 부품들을 산하 기업들에 행정 명령식으로 분배했다 하면, 이번엔 항공공업그룹계열 기업뿐만 아닌 항천(로켓 및 우주)공업그룹 산하기업, 심지어 GJB(중국판 MIL-STD)에 부합되는 능력을 갖춘 기타 업체들에도 문이 열려졌다. AVIC의 불만은 엄청났지만.. 군의 입지가 강력한 상황이었다.

2007년부터 5년내(~2012) 시제기를 완성,그후 5년내 목표엔진을 장착한 양산형을 완료(~2017)한다는 계획은 빠르게 움직여졌고, 중국은 2020년시점으로 5세대기 전력을 갖춘다는 목표에 전력을 투입하기로 한다.

경쟁에서 패한 선양도 718프로젝트에서 배제되지 않았고 후방동체설계,스텔스설계 등 하청업체로 참여한다. (예산집행이 불투명하기로 소문난 중국이지만.. 초도기 단계까지 700억위엔/120억불 정도를 투입했다는 소식이 흐른다.)

선양SAC는 J-15( 항모용 Su-27K중국판),J-16(Su-30mkk중국판) 등 일꺼리가 있지만 스텔스기에 대한 미련을 포기하지 않았고.. 718관리방식에 불만 많은 AVIC을 뒷심으로, 3익면대형기를 포기하고 돌아서서 신93형에 기반하여 진일보 발전형인 중형스텔스기의 개발을 자체예산으로 진행하고있다고 한다.

F-35식의 미들급을 목표로 한 행보였고... 최근 F-60이며 등 컨셉을 보이고있다고 한다..

 

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2편 종료입니다. 다음편은, J-20에 대한 간단한 분석과 우리에 대한 영향 등을 다뤄보도록 하겠습니다.