PAK-FA 관련 글 중에...

xwing | 2010-02-18 17:00:11

조회 3047 | 추천 1 | 다운로드 0

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It is apparent that more concern has been paid to shaping, but there are still many surface intersections and flight-test probes that will [increase the radar] signature," says a senior U.S. Air Force officer involved in development of the F-117 and F-35. "In addition, we need to understand the mechanics of the very large inlets to determine how and if engine [radar reflection] blockage is achieved. And those wing leading-edge devices present a challenge for signature control."

The prototype has a number of features that are not stealthy, including the infrared-search-and-track ball on the nose, the canopy frame, gaps around the inlets, and various unshielded intakes and grilles. There are no signs of any low-observable coatings and materials, but they would not be necessary for first flight, say analysts.

그냥 리플로 달려다가 그냥 새로 글로 쓰겠습니다..

지금 저 부분은 뭐 요약하면 첫 번째 문단은 PAK-FA가 어떻게 스텔스를 이뤄낼 예정인지 신기한 부분이 많다, 그리고 두번째 문단은 현재 비행한 PAK-FA 시제기는 그 이외에도 스텔스랑 거리가 멀어 뵈는 부분이 많지만 아마 초도비행을 위한 것 같다 라는 이야기입니다. 다만 밑에 김병기님이 언급하신 리벳이나 표면 마감처리에 대한 언급은 없습니다....

첫번째 문단에서 지적한 'still many surface intersections'에서 surface intersections는 표면자체를 말하는 것이 아니라 면이 만나는 지점, 즉 모서리를 말하는 겁니다. 본래 스텔스기에게 모서리는 그렇게 좋은 부분이 아니죠(F-117 처럼 모서리로만 이뤄진 괴랄한 물건도 있지만). 더불어 비행시험용 측정장치들(flight test probes)이 여기저기 있는 것도 언급하고 있습니다만, 뭐 이거야 이름 그대로 시험용 장치들이니까요. 아마 나중에는 F-22나 F-35처럼 측정 장치들이 최소화되겠지요.

그 다음에 언급하는 'very large inlets'는 말 그대로 공기흡입구가 저렇게 큰데 어떻게 공기흡입구에서 발생하는 RCS를 줄일 것인지 궁금하단 소리입니다.

그리고 나서 언급하는 'leading-edge devices'는 날개 앞전 자체를 의미하는 것이 아니라 여기에 있는 장치(device), 즉 날개 앞전 플랩을 말하는 것입니다. 사실 F-22, F-35도 날개 앞전 플랩을 사용하는 마당에 왜 갑자기 이부분을 가지고 태클일까 싶기도 합니다만...아마도 LERX(날개 앞전 연장부, 흔히 스트레이크라고 더 많이 부르는 부분)가 가동형인 것을 보고 말하는 듯 합니다.

두번째 문단에서는 '스텔스 같지 않은 부분이 여러곳 있다.'라며 이곳저곳을 지적하지만 문단 말미에 '하지만 이것들은 초도비행을 하는데 중요한 것들이 아니다.'라고 말하고 있습니다. 뭐 글을 쓴 필자 본인도 양산형이 되면 수정되지 않을까..? 라고 생각한 것이겠지요. 여기서 구체적으로 언급한 부분들은

-기수 부분의 IRST(infrared-search-and-track ball)

-캐노피 프레임

-공기흡입구쪽의 큰 틈(gap)

-별도로 처리되지 않은 다양한 흡입구들과 그릴

입니다.

여기서 IRST야 다들 아실테고, 캐노피 프레임도 지금은 뒤쪽이 좀 복잡하게 생겼는데 나중에 가면 더 단순화시키겠지요(F-22는 캐노피 프레임이 아예 없고 F-35는 앞쪽에 한 줄 있죠..뭐 F-117은 더 복잡하게 생겼지만).

공기흡입구쪽의 큰 틈은 공기흡입구와 동체 사이가 떨어져있는 것을 언급하는 것 같습니다. 이 부분은 동체에 의해 속도가 느려진 공기(경계층)이 엔진쪽으로 들어가지 않도록 일부러 거리를 벌려 놓은 것이죠(경계층분리기라고 합니다). 물론 이런 틈은 스텔스기에게 안좋긴 합니다...만 F-22에도 이 틈이 있습니다(F-35는 독특한 공기흡입구 형상을 채택하여 결국 없앴죠).

마지막의 별도로 처리되지 않은 다양한 흡입구들과 그릴(various unshielded intakes and grilles)은 본래의 공기흡입구 보다는 보조공기흡입구들을 언급하는 겁니다(엔진 공기흡입구라봐야 2개인데 various라 할 필요는 없겠죠..그리고 이 필자의 경우에는 엔진용 공기흡입구는 inlet이라고만 적고 있습니다.).

공기흡입구 주변에 특히 작은 흡입구들이 많이 보이는데, 개인적인 추측으로는 엔진 밑쪽의 것은 보조공기흡입구이고 좌우측면 쪽의 그릴 형태의 부분은 경계층 제거용 배기구가 아닐까 싶습니다(Su-27도 공기흡입구 근처에 비슷한 부분이 있죠).

F-22의 경우에는 보조공기흡입구는 등쪽에 있긴 한데 톱날무늬로 마감된데다가 평소엔 닫혀있고(공중급유구 좌우에 있습니다), 또 인테이크 주변에 그릴 형태로 노출된 부분은 아예 없지요... 다만 F-22의 경우 APU용 배기구가 동체 위쪽 좌측에 있긴 한데 사진상으론 어떤식으로 마감되어 있는지 잘 안보입니다. 아예 구멍이 뚫려있거나 F-15 스타일로 그릴 형태로 된 것 같진 않은데 말이죠. 어쩌면 망 형태로 되어있는지도 모르죠(F-117의 엔진 공기흡입구 처럼) #(다시 찾아보니 F-22 APU의 흡/배기구는 개폐식이군요...중량 담당하고 하부시스템 설계자들이 꽤나 툴툴거렸을 듯. ㅎㅎ)

댓글 [17]

xwing | 2010-02-18 | 추천 2

음. 글을 쓰고나니 수정을 하셔서 다시 씁니다. 본문에서는 흡입구나 개폐구의 틈 같은 표면처리에 대한 언급이 없습니다. 본문에 적었듯 흡입구는 그냥 거대하단 표현만 썼고, 저기서 말하는 '흡입구 근처의 gap'은 표면처리 수준으로 메워질 만한 부분이 아니라 경계층분리기를 의미합니다.
xwing | 2010-02-18 | 추천 0

이 링크를 보니 현재는 복합재가 제한된 부분만 쓰이고, 앞으로 양산때 가면 40$ 이상 사용될 예정인듯 합니다.(Limited use of composites for now. Eventually, 40% of the aircraft will be made using composites.)
http://knol.google.com/k/fifth-generation-fighter-aircraft-fgfa-pak-fa-t-50#
hykochu | 2010-02-18 | 추천 0

저번에 TRENT님이 올려주신 개발자들의 인터뷰 동영상을 보면,

카본 프라스틱 복합재가 기체의 40% 이상 사용된다고 나오더군요.
xwing | 2010-02-18 | 추천 1

되려 개인적으로 집고 넘어가고 싶은 부분은 PAK-FA 날개입니다. 복합소재를 별로 사용안한 것인지 엄청나게 많은 패널라인들이 보이더군요. 전투기 날개로 일체형으로 복합성형된 주날개가 대세인 마당인데, 스텔스기이기 이전에 최신형 전투기로선 참 특이한 모습이지요. 아마도 비용절감등의 차원에서 행해진 결과 같고 (대량생산시엔 복합성형날개가 싸게치이지만 한 두개 만들거면 전통적인 금속재 날개가 가공/제작비용이 쌉니다) 나중에 비행시험해보고 수정될 소지가 있다보니 이걸 택한게 아닌가 싶습니다. X-32/X-35나 YF-22/YF-23의 경우에는 서로 경쟁적으로 신기술을 보여주려고 하나라도 더 뛰어난 설계를 접목하고(덕분에 ATF 사업당시 공군에서 지급된 것에다가 각 회사들이 자체적으로 천 만달러 이상을 더 썼지요), 더 신소재를 사용한것과 달리 PAK-FA의 경우 사업상 경쟁자는 없다보니 이런 부담은 덜한 것 같더군요.
xwing | 2010-02-18 | 추천 1

사실 YF-22도 보면 공기흡입구 안쪽에는 경계층 흡입용 구멍이 무수히 뚫려있고 기체 외부에도 안테나가 돌출되어 있으며 기수에는 긴 피토튜브가 달려 있습니다. 이런 부분은 F-22에서 전부 없어지거나 수정되었지요(뭐 애당초 기체 실루엣 자체가 바뀐 수준이니) 구멍의 '위치'라면 뭐 좀 설계변경이 어려울 수도 있습니다만(문제삼으신 APU가 어디있는지 잘 모르겠지만요), 외부에 돌출된 부분을 없애는 것은 그렇게 까지 어려운 일이 아닙니다. 리벳이 튀어나와있는지 어쩐지 전 아직도 확신이 안섭니다만, 리벳의 위치를 바꾸는 거면 설계자가 골머리좀 썪겠지만, 리벳 종류를 둥근머리에서 접시머리로 바꾸는 것은 그렇게 까지 힘든 일은 아닙니다.
xwing | 2010-02-18 | 추천 0

뭐..스텔스기라면 그런 부분에 대해 설계를 해야 하긴 합니다만, 인용하신 저 글에서는 그런 '표면처리'에 대한 언급이 없습니다. 굳이 찾자면 비행시험용 프로브들하고 인테이크/그릴에 대한 언급인데 전자는 말 그대로 시험용이고 후자는 필자 본인도 양산때 가면 바뀌겠지..라는 뉘앙스로 글을 썼습니다. 김병기님이 말씀하시는 표면처리에 대해서 설명하기 위해 인용하기엔 좀 오해의 소지가 있는 글입니다.
김병기 | 2010-02-18 | 추천 0

이제 약속이 있어 실례하겠습니다.
김병기 | 2010-02-18 | 추천 0

개폐구 리벳 안테나 등 각종 기체 표면에 대해 난반사를 억제하는 노력을 표면처리라고 한 것입니다.
김병기 | 2010-02-18 | 추천 0

그렇지요 점검창 조차 매번 그 틈을 전파 흡수형 충전재로 메워야 했습니다. 제 말은 그정도로 세심하게 기체 표면 관리해야하는 것이 VLO 기체인데 이번에 소개된 기체는 그런 당연히 처음부터 고려했어야할 것으로 보이는 것들이 그렇지 않 다는 점을 지적한 것입니다.
xwing | 2010-02-18 | 추천 2

APU 흡입구랑 각종 냉각장치 공기흡입구/배출구가 어느부분에 있습니까? 제가 가진 사진만으로는 잘 모르겠는데요. 공기흡입구 주변의 이런저런 흡입/배출구는 알겠습니다만...그리고 그 흡입구에 대한 표면처리라고 하시니 좀 이해가 안가는데요, 그걸 개폐식으로 만들어야 한다는 말씀이시라면 표면처리란 표현은 좀 오해의 소지가 있지 않나 싶습니다.
hykochu | 2010-02-18 | 추천 0

엄청난 분석글은 여기입니다.

http://www.ausairpower.net/APA-2010-01.html

게을러서 죄송합니다.
hykochu | 2010-02-18 | 추천 0

APA에 엄청난 분석글이 올라와 있는데 슥 보았습니다.

스텔스기로 가는 과정 중에 있고 -19DB정도가 될 것이라고 합니다.

2000킬로미터 슈퍼크루즈를 하면서 OLS로 미사일 화염을 발견하고 초고기동성과 재밍으로 암람의 격추율이 현격히 낮을 것이라는 예상도 있고요.....

F-35의 기동성은 1960년데 나온 F-4E보다 못하다는 이야기...

저는 게을러서... 누가 자세히 해석해서 올리면 좋을텐데요.
김병기 | 2010-02-18 | 추천 0

말을 어떻게 표현하건 VLO 스텔스기는 세심한 표면처리가 필요하고 이것은 스텔스 기술 이해에 기초이지요. 인용한 기술자들이 언급한 내용과 제가 말했던 내용은 거의 일치하는 내용입니다. 문제는 이것이 시제기이기에 기다려봐야한다는 점은 동의하지만 주어진 시간과 설계변경이 대규모로 요구되기에 VLO 로 만들기는 쉽지 않아 보인다는 의견입니다. 인용했던 기사의 앞부분에도 같은 의견 ( 많은 노력이 필요할 것같다고 하거나 F-22 는 커녕 F-35 에 대항하기도 어려울 듯하다는 )도 있었지요....아뭏튼 초도기이니 좀더 기다려보기로 하지요.... 제 상식으로는 VLO 는 어렵게 보인다는 주장입니다.
xwing | 2010-02-18 | 추천 2

'다듬는다'라는 표현을 쓰시니 마치 정밀하게 맞춘다-라는 느낌입니다. ㅎㅎ F-117 등의 스텔스기는 재출격시 점검창 주변에 있는 틈 부분을 RAM등으로 도로 메꾼 것입니다. 사실 이번 초도비행한 PAK-FA는 도료조차 안칠한 상태로 비행을 했으니 그런 부분 까지 커버가 되긴 어렵다고 봅니다. 리벳의 경우에는 조종석 주변 클로즈업 사진을 유심히 보긴 했는데(아마 조종사가 내려오는 사진이었죠?), 리벳 주변에 검은색 테두리가 쳐진 것 까진 알겠는데 이게 튀어나왔단 느낌은 그다지 들지 않더군요. 사실 PAK-FA는 스텔스기이기 이전에 초음속기인데 리벳이 몇 mm씩 튀어나온다고 보긴 좀...
김병기 | 2010-02-18 | 추천 0

흡입구라는 것은 APU 나 각종 냉각장치의 공기 흡입구 배출구이지요. 또한 점검을 위한 개폐구도 포함됩니다. 이런 것에 대해 처음부터 상대할 레이더의 입사각을 고려하여 레이더에 비취지 않는 쪽에 위치하게 설계하고 여기에 대해 마감처리를 하는 것은 이미 F-117 설계 및 운용에 관여한 많은 전직 엔지니어들의 불로그에 소개된바 있습니다.
김병기 | 2010-02-18 | 추천 0

표면 처리라는 것은 스텔스 외형 설계와는 상관 없이 표면 자체의 돌출물이나 틈 홈 등으로 인한 난반사를 막기위해 정밀하게 다듬는 작업을 말하지요. 실제 F-117 B-2 의 재 출격시 시간이 결렸던 이유도 이런 표면처리와 스텔스 도료 관리에 어려움이 있었기 때문입니다. F-117 , B-2, F-22 등 실전기의 클로즈업 사진을 보시면 아시겠지만 매우 공을 들여 표면 관리를 합니다. 통상 전투기는 생각보다 많은 돌출부와 틈이 많은데 이것이 0.001 제곱미터 이하의 VLO 기체에서는 가장 어려운 문제중 하나가 됩니다. 작은 틈 마감재 하나가 노출되면서 RCS 가 급격하게 올라갈 수 있으니까요 .....
xwing | 2010-02-18 | 추천 2

음. 글을 쓰고나니 수정을 하셔서 다시 씁니다. 본문에서는 흡입구나 개폐구의 틈 같은 표면처리에 대한 언급이 없습니다. 본문에 적었듯 흡입구는 그냥 거대하단 표현만 썼고, 저기서 말하는 '흡입구 근처의 gap'은 표면처리 수준으로 메워질 만한 부분이 아니라 경계층분리기를 의미합니다.
김병기 | 2010-02-18 | 추천 1

제글을 정확히 읽지 않으셨네요 저는 인용한 글에서 리벳을 언급하고 있다고 말한 적이 없고 인입구(흡입구) 개폐구의 틈같은 표면처리에 대해 언급하고 있다고 말했지요. 저는 표면 처리에 대해 언급한 점에대해 저와 비슷하다고 인용한 것입니다. 제가 처음부터 VLO 설계가 아니라고 생각한 것은 리벳 개폐구같은 표면 처리와 조종석 앞의 IRST, 조종석(컥핏이라고 했지만 정확히는 캐노피), 엔진 후방부 등에 대해 의문을 표시하고 초도기라 그런것 같지만 현재 상태에서 VLO 로 만들려면 어려울 듯 하다고 말했습니다. 즉 현재 토론의 핵심은 초도기라는 점을 고려하더라도 이 기체가 VLO 로 볼수 있느냐의 문제입니다.

누가 맞고 않맞고는 중요하지 않고 제가볼때 현재 공개된 형상으로 VLO 를 만드는 것은 매우 많은 시간과 노력이 필요할 것같다는 생각이고 이런 점에서 같은 의견이 소개되기에 인용한 것입니다. 단어 하나에 집중하기 보다는 전체를 이해하는 것이 중요하겠지요.

캐노피 주변 사진에서 보이는 리벳에 대해 제가 말한 이유는 마감재 처리를 하면 쉽게 해결될 것 같아 보이지만 실제로는 그렇지 않기때문입니다. 현재의 리벳은 상당한 높이로 돌출된 상태인데 이것은 마감처리가 어렵습니다. 리벳 머리가 표면보다 높지 않게 처음부터 설계해야 머리에 마감 충전재 ( 소위 도색전에 하는 빠다칠)로 매끈하게 메워주고 스텔스 도료를 바르는 것이 가능합니다. 그러나 현재 보이는 것처럼 높이 돌출한 경우 도료를 매우 두껍게 발라주거나 포기하는 방법뿐이지요. 그러니 VLO 는 어렵지 않을까 생각하는 것입니다. 물론 러시아가 플라스마 스텔스를 성공시켰다면 이런 표면 처리 따위는 필요없겠지만 전 그점에 대해서는 아는 정보가없어서 할말이 없습니다

개폐구들도 스텔스로 설계하려면 F-22 나 B-2 처럼 설계시 아예 레이더에 노출되지 않는 부분에 위치시키고 여기에 다시 개폐식으로 하고 마감처리를 합니다. 즉 VLO 만드는 것이 매우 어려운데 현재 설계는 그런 설계시 반영이 필요한 모습이 아니라 기존기 설계에 외형만 스텔시형으로 만든 과도기적인 기체가 아닌가 하는 것이 제 생각입니다. 캐노피나 엔진 후방부도 역시 처음부터 철저하게 스텔스 대책을 고려한 설계가 아니라면 쉽게 바꾸기 어려운 부분으로 알려져 있기에 제가 언급한 것입니다....

엔진 흡입구에관해서는 이부분에 대해 대안이 없다면 VLO 는 커녕 LO 도 불가능하기때문에 나름대로 대안이 있을 것으로 봐서 (잘 알지도 못하고) 언급하지 않은 것이고 제 눈에는 표면처리와 캐노피 엔진 후방부 등이 VLO 로 만들려면 어려울 것으로 보였기에 그렇게 언급한 것입니다. 매니아 따위가 감히 ...라고 말한다면 할말은 없지만 보이는 것을 가지고 이해하는 만큼 토론하는 것이 매니아 토론이 아닐까요 ?