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<윤석준의 차밀> 중국 J-35형 함재기가 미 해군 F-35형과 비교될까?
<윤석준의 차밀, 2022년 8월 8일>
중국 J-35형 함재기가 미 해군 F-35형과 비교될까?
중국은 제5세대 스텔스기로 미 공군 F-22 랩터를 모방한 정두(成都)항공개발사의 J-20형 스텔스기와 미 해군 F-35B/C형을 모방한 해군용 선양(瀋陽)항공개발사 FC-31형 스텔스기 2종류를 개발하였으며, 지난 6월 17일에 중국형 전자기이륙방식(EMALS)을 탑재한 Type 003형 푸지엔(福建) 항모를 진수함에 따라 FC-31형의 해군형 J-35형 스텔스기가 주력기종으로 탑재될 것으로 전망되고 있다.
중국 해군은 2015년 3월에 용골 절단식을 한 Type 003형 푸지엔 항모 건조에 맞추어 러시아 Su-33형 모방인 J-15형 함재기를 EMALS 이륙방식으로 개조한 J-15T형 함재기와 J–35형 스텔스기를 주력기종으로 탑재하고, 러시아 Kimav사의 Ka-31형 회전익 공중조기경보 및 통제(AEW&C)기를 KJ-600형 고정익 AEW&C기로 대체하며, Z-20형 다목적 헬기를 대잠전(ASW) 헬기로 개량한 Z-20M형을 추가로 탑재할 것으로 알려져 있다.
특히 지난해 12월 1일 『The Drive』는 J-35형 함재기 근접 사진을 바탕으로 “이륙시 바람, 연료와 엔진작동에 영향을 받는 스키점프식 이륙방식(STOBAR)을 채택한 Type 001형 랴오닝(遼寧)항모와 Type 002형 산둥(山東)항모와 달리 미 해군 차세대 핵항모 제날드 포드급 핵항모의 ELMALS과 유사한 중국형 EMALS 3개를 탑재한 Type 003형 푸지엔 항모는 J–35형 스텔스기를 주력 기종으로 운용할 것이다”고 보도하였다.
실제 지난 7월 22일 『The Drive』는 “중국 인터넷과 중앙티브방송(CCTV)에 공개된 J-35형 스텔스 함재기 사진과 영상을 바탕으로 ‘35001’호 항공기 고유 번호 부여, 기존 J-15형 함재기 전투비행단에 배속된 것을 의미하는 부대마크 부착, 청록식 부식방지 페인팅이 아닌 실전배치 항공기용 회색 페인팅 도장, 그리고 조종석(cockpit)이 보이도록 카노피(canopy)를 열어 놓고 찍은 점들이 J-35형 스텔스기가 Type 003형 푸지엔 항모에 탑재를 앞두고 있다”고 보도하였다.
또한, 선양항공개발사 J-35형 스텔스기를 2012년 10월 31일에 최초 시험비행에 성공한 고유번호 31001호의 FC-31형 시제기를 2015년 푸지엔 항모 용골 잘단식과 맞추어 2016년 12월부터 미 해군 항모용 F-35C형과 유사형 함재기로 개량한 것이라고 평가하였다.
일부 군사 전문가는 초기에 중국 해군이 Type 075형 대형 강습상륙함 건조와도 연계하여 미 해병대용 F-35B형 수직이착륙기(STOVL)를 모방한 J-35형 스텔스기 개발을 시도하였으나, 동체 전방에 둔 조종석 뒷면에 덥개식 수직이륙팬 모터(huge-lift-fan motor)와 이를 연결하는 소형 샤프트와 크러치 개발에 실패하여 포기하였고, 대신 F-35C형을 모방한 J-35형 스텔스 함재기를 개발하여 2021년 10월 29일부터 시험하였다며, 2023년으로 예정된 Type 003형 푸지엔 항모 취역과 연계하여 조종사 훈련을 하고 있다고 평가하였다.
이에 중국 군사 전문가들은 외형적으로 중국 해군 Type 003형 푸지엔 항모가 7함대 사령부 요코스카에 항구적으로 배치된 로날드 레이건 핵항모와 거의 대응한 수준이라며, 단지 톤수가 작고, 추진체계가 핵추진이 아니며, CVM-22형 틸티드 수직이착륙 헬기만 없다는 점만이 열세하나, Type 003형 푸지엔 항모가 중국 내륙 지상으로부터의 지대함 미사일과 지상용 전투기 등의 지원을 받아 열세를 극복할 수 있다고 평가하였다.
하지만 지난해 12월 1일, 지난 6월 22일 『The Drive』와 지난 1월 15일 『Military Watch Magazine』은 J-35형 함재기와 미 해군 F-35C형 함재기 간 외형적이며 내면적 비교를 통해 J-35형 함재기가 F-35C형 함재기와 동등한 기능과 성능을 발휘하기 위해서는 아직도 해결해야할 문제들이 산적하다고 지적하였다.
우선 외내면적 비교와 특징이다. 첫째, 크기이다. 통상 함재기는 지상용 전투기 날개보다 넓고 크며, 좁은 격납고에 최대 댓수를 탑재하기 위해 날개를 접는다. 이유는 비행갑판에서 사출기에 의해 이륙시 양력을 빨리 가장 크게 받아야 하기 때문이다.
이점에서 중국 해군 J-35형 함재기는 미 해군 F-35C형 보다 약 2m 더 긴 17.3m 동체길이, 11.5m 날개 길이, 50㎡ 대당 격납고 공간이며, 이륙중량 28,000㎏를 이륙시키기 위해 아프터번 출력 87.2kN의 WS(渦扇)-13형 터보팬 엔진 또는 110kN의 WS(渦扇)-192대 2대를 탑재한다. 전체적으로 J-35형 함재기는 엔진 2대를 탑재한 길이가 긴 중량급이다.
반면, 미 해군 F-35C형은 동체 길이는 J-35형 함재기 보다 2m 짧으나, 이륙시 양력을 최대화하기 위해 날개 길이를 F-35C보다 2m 더 긴 13.1m이며, 격납고 면적은 62.6㎡로 다른 함재기보다 넓어 기존 F/A-18E/F 슈퍼 호넷트 탑재 댓수에 영향을 준다. 하지만 탑재 엔진은 아프터번 출력 125kN, 아프터번 드라이 출력 191kN인 Pratt & Whitney F235-PW-100형 터보팬 엔진 1개만 탑재한다. 즉 날개면적만 컸지 엔진 1대 탑재로 이륙중량 18,000㎏을 이룩시키는 경량급 함재기이다.
둘째, 조종석 위치와 보조체계이다. 중국 해군 J-35형 함재기는 F-35C형을 모방하여 조종석을 동체 앞에 가장 근접해 설치하였으나, 조종사에 대한 보조체계는 미흡한 것으로 알려져 있다. 통상 전투기는 조종사의 시각 확보를 위해 동체 1/3 지점에 설치한다.
지난 7월 22일 『The Drive』는 F-35형을 모방한 J-35형의 조종석 뒷면이 높고 칸막이막이 있어 조종사의 뒷면 시야를 제한시키고 있다며, 카노피 둠형이 일체화되지 않고 조종전시기가 높아 J-35형 조종사가 착용할 HMDS가 어느 정도 공중상화을 지원을 해 줄지는 여전히 의문이라고 평가하였다. 즉 J-35형 함재기 동체를 너무 F-35C형에 집중하다 보니 “조종사-탐지 및 공중상황인식 체계-조종 전시판-HMDS’가 일체화되지 않았다는 지적이었다.
반면, 미 해군 F-35C형 함재기는 조종석의 동체 최전방 배치에 따라 AN/APG-81 AESA 레이더와 AAQ-40 전자광학표적체계(EOTS)를 조종석 밑에 설치하였고, 후방카메라를 추가로 설치하였으며, 50x20㎝ 조종석 전시기 설치를 비교적 낮게 설치하여 조종석 시야를 확보해 주면서 단가 40만 불의 첨단 헬멧전시기(HMDS) 체계를 구축해 조종사 공중상황인식을 증대시켰다.
셋째, 엔진 신뢰성이다. 미 해군 F-35C형 함재기는 F-35형 스텔스기 중에 가장 크지만, 125kN∼191kN 아프터버닝 출력을 내는 미국 Pratt & Whitney사의 F235-PW-100형 터보팬 엔진 1대만 탑재하면서 마하 1.6 속력을 내며, 올해 8월까지 약 14개국에게 800대를 생산하여 수출하 등의 엔진 신뢰성을 보였다.
하지만 중국 해군 J–35형은 종자(綜子)기 러시아 Su-33형 전투기의 RD-93형 엔진을 탑재하였으나, 러시아의 라이센스 생산 거부로 스텔스 효과가 없는 JF-17형 전투기에 사용하던 87.2kN 아프터번 출력의 WS(渦扇)-13형 터보팬 엔진을 개량한 WS-13E 2대를 탑재하여 마하 1.8 속력을 낸다.
하지만 스텔스 효과에 손상을 주는 톱니모양(serrated) 출력 스러스트 노즐과 높은 뒷면 기체 엔진커버(cowling)를 사용하고 있으며, 갑자기 WS-13E에 이어 110kN 출력의 WS(渦扇)-19형 출시를 발표하는 등 WS-계열 엔진에 대한 신뢰성을 보이지 못하고 있다. 일부 항공 전문가는 WS-13E가 중국 독자형이 아닌, 러시아 RD-93형 엔진 복사형이라며, 금년 11월 주하이 국제에어쇼에서 공개된 WS-21형 역시 동일하다고 평가한다.
넷째, 스텔스 효과와 앞바퀴 위치이다. F-35형과 J-35형 스텔스기 모두 상대방 레이더 전파(RAM)를 흡수하거나 반사시키는 구형 섬유메트 부착이 아닌 첨단 스텔스 코팅 방식을 채택하고 있으나, 초음속 공기 흡입구 설치에 있어서는 차이점을 나타내고 있다. 예를 들면 J-35형 함재기는 JF-17형 전투기용 엔진으로 열분산처리 등에 있어 스텔스 효과가 F-35형에 비교시 현격히 떨어진단점을 갖고 있다.
또한, 미 해군 F-35C형 함재기는 공군용 F-35A형과 달리 동체 길이를 약 2m 줄이고 날개 길이를 F-35A형 10.7m보다 긴 13.1m로 개조함으로써 착륙시 날개가 넓은 중량을 균형있게 유지하기 위해 착륙 앞바퀴를 카노피 바로 밑에 설치하였다.
반면, 2012년부터 개발된 J–35형 스텔스기는 EMALS 이륙을 위한 후크와 앞바퀴를 조종석 뒷면에 설치하였으나, 오히려 착륙시 기어혹크에 걸리면서 동체 앞부분이 갑판과 맞닫는 위험성을 높힌 결과를 초래할 것ㅇ이라며, 이를 방지하기 위해 WS-13형 터보팬 엔진 2개를 F-35형 엔진보다 더 뒤로 위치함으로써 조종사에게 심한 스트레스를 제공하게 될 것이라고 평가받고 있다.
다음으로 J-35형 함재기의 향후 개선이다.
우선 운용 목적이다. 미 해군은 중국 동부 동맹국 인접 해역에서 항모타격단(CSG), 원정타격단(ESG)와 상륙준비군(ARG)를 위협하는 지상표적에 대해 정밀타격하기 위한 F-35C형 스텔스 함재기를 유용한다.
하지만 중국 해군 J-35형 함재기는 다르다. 냉전시 독일과 노르웨이는 러시아 해군의 위협에 대비하여 해군력을 강화하기 보다, 영국 토네이도급 저고도 전폭기를 연안 배치해 러시아 해군력 접근을 거부하고 해군력 소요를 최소화하던 전략과 유사하게 중국 공군이 J-20형 스텔스기를 전개하고 있는 가운데, 중국 해군 Type 003형 푸지엔 항모에 탑재된 J-35형 함재기를 어떻게 어떤 표적에 대해 작전적 운용을 할지가 불확실하다.
냉전시 독일은 저고도 초음속 토네이도 전폭기를 연안 기지에 배치하여 구소련 해군이 근접하지 못도록 하는 반접근 전략을 구사하였으며, 중국 공군 J-20형 스텔스기가 실전배치 이후 외장 무장형 J-20B와 유무인 혼합팀을 위한 2인승 J-20M으로 개량한 것은 미 해군 항모타격단, 원정타격단과 상륙준비군의 접근을 저지하기 위한 조치로 평가되었다.
이점에서 Type 003형 푸지엔 항모와 Type 004형 항모에 탑재될 J-35형 함재기는 J-20형 2인승과 같이 유무인 혼합팀 모선 임무 수행에 비중을 둘 가능성이 크나, J-35형 함재기는 1인승이고, 중형 함재기로서 이를 단지 구형 J-15T 함재기 대체용이라면 너무 비용-대-효과에서 너무 과도한 투자라는 평가가 있다.
다음으로 작전완정성이다. 미 해군 F-35C형 함재기는 지상용 F-35A형과 해병대용 F-35B형에 이어 가장 늦게 개발되었으나, 항모 탑재를 위해 2014년부터 니미츠급 칼빈슨 핵항모부터 탑재하여 2018년에 초기작전운용성능(IOC)를 마치고 부분적 보완을 거쳐 2021년 2월부터 에이브람 링컨 핵항모 등에 탑재되고 있다. 그런데도 지난 1월 24일에 미 해군 칼빈슨 핵항모에 탑재된 F-35C 함재기가 착륙도중 조종사 시각 착오로 서필리핀 해역 수중으로 추락하였으며, 지난 3월 2일에 인양하였다.
반면, J-35형 함재기는 2012년 10월에 최초 시험비행이 사진으로 공개된 이후 2018년 11월에 이르려 함재기 버전으로 개량되기 시작하였으며, 2021년 10월 29일에 최초 J–35형 함대기의 지상 시험비행을 하였고, 2023년 취역할 Type 003형 푸지엔 항모 시험운항과 맞추어 탑재하더라고 J-35형 함재기의 작전완전성을 갖추기까지는 적지 않은 기간이 소요될 것으로 전망되고 있다. 예를 들면 중국형 EMALS 체계의 기계적 완정성 검증, 무장승강기와의 연계성, J-35형 조종사에 대한 항모이착륙 자격부여 과정 등이 거론된다.
마지막으로 엔진 신뢰성이다. 2021년 8월 1일 미국 『Global Security』는 중국 궤이조우(貴州) 항공엔진사가 러시아 RD-93형 터보팬 엔진을 모방한 독자형 WS-13형 터보팬 엔진을 개발하였으나, RD-93형과 WS-13형 간 수치적 비교에서 WS-13형이 크기도 작고 출력 스러스트도 높은 반면, 여전히 엔진 부품 재질이 여전히 검증되지 않아 신뢰성에 있어 문제가 크다고 평가하였다.
『Global Security』는 대표적 사례로 axial core, pressure compressor, thurbine rotor blade, heat exchanger, annual combuster, digital control system 등에서 재질 불량과 기계적 문제를 갖고 있다고 평가하였다.
현재 중국 선양 항공개발사가 2012년부터 개발한 FC-31 스텔스기의 독자형 엔진 탑재를 아직도 해결하지 못해 RD-93형 엔진에 의존하는 점을 고려할 시 향후 J-35형 함재기를 Type 003형 푸지엔 항모에 탑재를 해도 원해 해상염도 영향에 의해 더욱 많은 기계적 문제를 유발할 것으로 우려되고 있다.
지난해 12월 1일 『The Drive』는 J-35형 함재기가 F-35C형 외형만 모방한 결과 카노피, 칵핏 동체 전방 배치, 조종전시기의 높은 위치, 비구경공중상황인식체계(DAS)과 탑재 엔진 등에서 문제를 보이고 있다며, 더욱 심각한 문제는 J-15T형 함재기를 대체하기 위해 J-35형 함재기가 향후 얼마의 노력과 기간을 더 요구될지는 여전히 의문이라고 보도하였다.
군사 전문가들은 중국 해군이 STOBAR 방식이 아닌, CATOBAR 방식 Type 003형 푸지엔 건조로 함재기 탑재가 다소 유연해졌으나, J-35형 함재기 탑재는 이론과 실제가 많이 다르다며, 향후 많은 노력과 시간이 필요할 것이라고 전망하였다.
특히 지난 8월 2일 미 랜시 펠로시 하원의장의 대만 방문에 따른 미중 간 해군력 긴장 국면에서 미 해군이 로날드 레이건 핵항모타격단(CSG), 에이브람 링컨 핵항모타격단(CSG), 아메리카 원정타격단(ESG) 트리폴리 상륙준비군(ARG) 일본 동부 해양과 서필리핀 해역에 배치하였으나, 중국 해군은 랴오닝과 산둥 항모전투군만을 투입한 열세적 상황 하에 중국 해군이 조급하게 J-35형 함재기를 Type 003형 푸지엔 항모에 탑재할 경우 오히려 독(毒)이 될 수도 있다고 평가하였다.
작성자 윤석준은 한국군사문제연구원 객원연구위원이자,
한국해로연구회 집행연구위원과 육군발전자문위원으로 활동 중이며,
예비역 해군대령이다.
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