자이로다인 QH-50 대쉬 대잠용 무인헬기
세계 최초 대잠 무인 헬기로 개발되었으나 실패한 노력
  • 최현호
  • 입력 : 2022.02.16 09:06
    함정에서 운용할 대잠 무인헬기로 개발되었던 QH-50 다쉬 <출처 : stringfixer.com>
    함정에서 운용할 대잠 무인헬기로 개발되었던 QH-50 다쉬 <출처 : stringfixer.com>


    개발의 역사

    미국은 제2차 세계대전에서 대서양에서는 독일, 태평양에서는 일본과 싸워야 했다. 미 해군은 독일과 일본의 수상함대 외에 잠수함에게도 많은 피해를 보았는데, 특히 대서양에서 독일 해군의 잠수함대에게 영국과 유럽으로 향하는 물자와 장비가 엄청난 타격을 입었다. 미국은 피해를 줄이기 위해 대잠수함전에 많은 투자를 했다.

    전쟁이 끝난 후, 미국은 재정 부담을 줄이기 위해 군비 감축에 들어갔다. 반면에 추축국과 맞서던 동맹이었던 소련은 군비를 증가하기 시작했고, 패전한 독일에서 입수한 기술로 무기를 발전시켜 나갔다. 소련의 군비 투자는 해군에서도 이루어졌고 잠수함을 대규모로 늘리기 시작했다.

    냉전이 시작되면서 소련의 잠수함대는 미국 등 서방에게 큰 위협이 되었다. 사진은 소련 해군의 골프급 잠수함. <출처 : militaryfactory.com>
    냉전이 시작되면서 소련의 잠수함대는 미국 등 서방에게 큰 위협이 되었다. 사진은 소련 해군의 골프급 잠수함. <출처 : militaryfactory.com>

    소련 해군이 대서양과 태평양에서 미국과 서유럽을 위협하는 존재가 되자, 미국과 북대서양 조약기구(NATO) 회원국들은 난처한 상황에 빠졌다. 나토에서 가장 존재감이 컸던 미 해군은 제2차 세계대전 후 많은 수의 함정이 퇴역한 상태였기에 새로 함정을 건조하여 보충하기엔 너무 많은 시간과 비용이 들 수밖에 없어 고민에 빠졌다.

    1955년 8월 제15대 미 해군 참모총장에 취임한 알레이 버크(Arleigh Burke, 1901.10.19~1996.01.01) 제독은 소련의 잠수함 전력에 대응하기 위해 빠른 조치가 필요하다고 보고, 신형 함정이 대규모로 취역할 때까지의 시간을 벌기 위해 기존 함정의 성능 개량을 통해 단기간에 함대를 재건하기로 했다.

    FRAM 개장을 받은 후 함미에 비행갑판을 갖게 된 알렌 M. 섬너급 구축함들 <출처 : Public Domain>
    FRAM 개장을 받은 후 함미에 비행갑판을 갖게 된 알렌 M. 섬너급 구축함들 <출처 : Public Domain>

    이 계획은 함대재건계획(FRAM, Fleet Rehabilitation And Modernization)으로 명명되었다. FRAM 계획을 통해 현대화되는 함정은 항공모함, 구축함, 잠수함, 상륙함 등 거의 모든 함종이 포함되었다. 이 가운데 특히, 기어링(Gearing)급, 알렌 M. 섬너(Allen M. Sumner)급 등의 구축함은 잠수함 사냥을 위한 대잠 구축함으로 개조되면서 함정 후방에 비행갑판이 설치되었다.

    하지만, 이들 대잠 구축함에 탑재할 대잠 헬리콥터가 없었다. 미군은 헬리콥터를 제2차 세계대전 후반부터 운용했다. 미 해군이 처음 운용한 헬리콥터는 미국의 러시아 출신 이민자 이고르 시코르스키(Igor Sikorsky)가 개발한 R-4였다. R-4는 1942년 1월 14일 첫 비행한 2인승 헬리콥터이며, 미 해군은 HNS-1으로 명명하고 운용했다. 1945년 2월부터는 시코르스키 R-5의 해군 모델인 HO3S-1도 부상자 수송, 수색구난(SAR) 등의 임무에 사용되었다.

    6.25전쟁 당시 수색 구조에 사용되었던 R-5 헬기의 미 해군형인 HO3S-1 <출처 : militarymachine.com>
    6.25전쟁 당시 수색 구조에 사용되었던 R-5 헬기의 미 해군형인 HO3S-1 <출처 : militarymachine.com>

    해군 함정에서 헬리콥터 운용에 앞서간 미 해군이지만, 대잠수함전(ASW)을 위한 헬리콥터 운용은 소련이 앞서 있었다. 소련의 함상형 헬리콥터 개발은 1948년 10월 일명 카모프(Kamov) 설계국으로 불리는 OKB-2 실험 설계국을 책임진 니콜라이 카모프(Nikolai Kamov, 1902~1973)가 담당했다.

    그가 개발한 1인승 동축반전 헬리콥터 Ka-10은 1949년 8월에 첫 비행을 했고, 1950년부터 소량이지만 생산을 시작했다. 처음부터 수상 운용을 염두에 두었던 Ka-10은 소련 해군 항공대에서 평가를 받았고, 1950년 12월에는 소련 헬리콥터 최초로 해군 함정 갑판에 착륙하기도 했다.

    소련 해군 함정의 헬기 갑판에 착륙한 Ka-15 <출처 : oruzhie.info>
    소련 해군 함정의 헬기 갑판에 착륙한 Ka-15 <출처 : oruzhie.info>

    비록 조종사가 노출된 설계 때문에 군사적 용도로는 이용에 한계가 있었지만, 카모프 설계국에 자신감을 주기에는 충분했다. 카모프 설계국은 금속제 외피를 가진 Ka-15라는 2인승 기체를 개발하고 1953년 4월 14일 첫 비행에 성공했다.

    소련 해군은 Ka-15와 밀(Mil) 설계국의 Mi-1을 비교 평가했다. 해군은 Ka-15의 높은 기동성과 파도가 높은 상황에서도 함상에 성공적으로 이착륙할 수 있는 능력에 높은 점수를 주었다. 소련 해군의 평가를 통과한 Ka-15는 1956년부터 양산을 시작했다.

    함정에서 운용할 1인승 헬기를 위해 제작된 자이로다인의 RON 모터사이클 <출처 : Public Domain>
    함정에서 운용할 1인승 헬기를 위해 제작된 자이로다인의 RON 모터사이클 <출처 : Public Domain>

    미 해군은 음향 탐지기의 탐지 거리가 길어지면서 함정에서 직접 공격하는 대신 어뢰를 목표와 가장 가까운 곳에 투하할 비행체가 필요했다. 그러나, 인간이 조종하는 유인 헬리콥터 대신 무인 헬리콥터에 관심을 가졌다.

    미 해군은 1950년대 초반, 뉴욕에 위치한 자이로다인 컴퍼니 오브 아메리카(Gyrodyne Company of America, Inc, 이하 자이로다인)와 함정에서 운용할 수 있는 1인승 헬리콥터를 개발하는 계약을 체결했다. 자이로다인은 동축반전 로터 설계의 RON 로터사이클(Rotorcycle)을 개발하여 1955년 11월 23일 첫 비행에 성공했다. 해군에 이어 미 해병대도 정찰과 연락 등의 용도로 RON 로터사이클에 관심을 보였다. 그러나, 몇 차례 평가 후 도입 프로젝트를 포기했다.

    사전 양산형인 DSN-1, 1962년에 QH-50A로 재명명 되었다. <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    사전 양산형인 DSN-1, 1962년에 QH-50A로 재명명 되었다. <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    미 해군은 1인승 헬리콥터 RON 로터크래프트의 높이와 크기가 함정의 좁은 공간에서 이착함 하기 적합하다는 판단에 다른 용도를 찾기 시작했고, 1950년대 중반 자이로다인과 무선으로 조종되는 대잠수함전 플랫폼을 개발하는 계약을 체결했다. 미 해군은 사고나 피격 시 조종사의 피해가 없는 무인 헬리콥터를 소모품으로 생각했다.

    소모품으로 제작되었기 때문에 백업 장비가 없이 당시 상용화된 산업용 전자 장비를 사용했다. 통제는 다채널 아날로그 FM 주파수를 사용했다. 자이로다인의 RON 로터크래프트를 사용한 개조 작업은 빠르게 진행되었다. 1950년대 말, 자이로다인은 DSN-1으로 명명된 사전 양산형 9대를 해군에 인도했다. DSN-1은 72마력 출력의 포르쉐(Porsche) YO-95-6 7 피스톤 엔진을 장착하고, 마크(Mark) 43 유도 어뢰 1발을 탑재했다. DSN-1은 1960년 12월 7일 첫 착함에 성공했다.

    다음 생산형인 DSN-2는 3대가 생산되었다. 포르쉐 YO-95-6 엔진 2개를 달아 출력이 향상되었고, 어뢰는 마크 43 1발을 탑재했다. 양산은 세 번째 생산형인 DSN-3에서 시작되었는데, 300마력의 보잉 T50-BO-8A 터보샤프트 엔진을 장착했고, 마크 44 어뢰 2발을 탑재했다. DSN-3는 378대가 생산되었다.

    사전 양산형인 DSN-1, 1962년에 QH-50A로 재명명 되었다. <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    1962년 미 해군은 무기 표기법 변경에 따라 DSN-1을 QH-50A, DSN-2를 QH-50B, 그리고 DSN-3를 QH-50C로 재명명했다. 그리고 대잠수함전을 위한 드론 헬리콥터라는 뜻의 Drone Anti-Submarine Helicopter의 약자를 따 DASH로 불렀다. QH-50C에 이어 365마력의 보잉 T50-BO-12 터보샤프트 엔진을 장착한 QH-50D도 377대가 만들어졌다. QH-50 DASH 시리즈는 이후, 몇 가지가 더 개발되었고, 1969년까지 총 767대가 제작되었다.

    유일한 수출국인 일본은 해상자위대의 다카쓰키(Taktsuki)급과 미네구모(Minegumo)급 호위함에서 운용하기 위해 20대를 도입했다.

    많은 기대를 받으면서 배치된 QH-50은 실제 운용에서 많은 문제점을 드러냈다. 우선, 당시 기술로는 주파수 간 혼선을 막을 디지털 방식의 시분할 등의 방법이 개발되지 않아 함정에서 조작하는 대로 움직이지 않는 등의 문제가 많았다. 제대로 조종이 안되기 때문에 지정한 목표 위치로 가지 못하거나 하다가 추락하거나, 이착함도 어려운 상황이 종종 발생했다.

    양산형인 QH-50C <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    양산형인 QH-50C <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    미 해군은 이 문제를 해결하지 못했기 때문에 1969년 DASH 프로그램의 취소를 결정했고, 1973년까지 모두 퇴역했다. 미 해군은 746대의 드론 가운데 거의 절반에 가까운 기체를 해상에서 손실했다. 일본은 미 해군이 프로그램을 취소한 후에도 몇 년 간 더 운용하다가 1977년에 운용을 종료했다.

    QH-50을 가장 마지막까지 운용한 곳은 미 육군이었다. 미 육군은 뉴멕시코주에 위치한 화이트샌드(White Sand) 미사일 시험장에서 표적 견인과 레이더와 전자 장비 교정 등의 목적으로 50대를 운용하다가 2006년 6월에 모두 퇴역시켰다.


    특징

    함정에 탑재하는 QH-50 다쉬는 함정에 탑재된 어뢰와 같은 대잠무기의 사거리 밖에 있는 적 잠수함을 공격하기 위한 용도로 만들어진 무인 대잠수함 헬리콥터다. 구동계는 테일로터가 없는 동축반전 로터로 움직이며, 그 아래 동체 중앙에 1개의 터빈 엔진이 위치한다. 엔진 아래에는 어뢰나 폭뢰를 탑재할 수 있으며, 착륙장비는 스키드를 장착하고 있다.

    QH-50C 삼면도 <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    QH-50C 삼면도 <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    엔진은 QH-50A는 72마력의 포르쉐 YO-95-6 피스톤 엔진을 장착했었고, QH-50B는 YO-95-6 엔진 2개를 달았다. 양산형인 QH-50C에서는 고출력을 위해 255마력의 보잉 T50-BO-8A 터보샤프트 엔진을, QH-50D는 365마력의 보잉 T50-BO-12 터보샤프트 엔진을 장착했다.

    QH-50C 구성도 <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    QH-50C 구성도 <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    무장은 QH-50A/B는 마크(Mark) 43 호밍(Homing) 어뢰 한 발을 탑재했고, QH-50C부터는 마크 44 어뢰 2발 또는 마크 46 어뢰 1발을 탑재했다. 마크 43 어뢰는 미 해군이 1951년부터 1957년까지 운용한 경어뢰이며, 마크 44는 1957년부터 1967년까지 운용한 경어뢰다. 마크 46은 Mod 0가 1963년부터 운용되기 시작한 후 현재로 개량형이 계속 운용되고 있는 미 해군의 주력 경어뢰다.

    QH-50C에 장착된 보잉 T50-BO-8A 터보샤프트 엔진 <출처 : airandspace.si.edu>
    QH-50C에 장착된 보잉 T50-BO-8A 터보샤프트 엔진 <출처 : airandspace.si.edu>

    QH-50은 어뢰 외에도 B57 핵폭탄의 폭뢰 버전을 운용하는 것도 염두에 두고 있었다. 폭뢰 버전은 폭발력이 10kt 정도였다.

    비행갑판에서 통제 중인 QH-50D <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    비행갑판에서 통제 중인 QH-50D <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    함선에서 QH-50를 위해 아날로그 다채널 FM 주파수를 사용하는 조종 장치 2개를 사용했다. 하나는 전투정보센터(CIC, Combat Information Center)에 있었고, 다른 하나는 비행갑판에 있었다. 비행갑판의 조종 장치는 이착함을 담당했고, 전투정보센터에서는 레이더로 고도와 거리를 파악하면서 목표 지역까지 비행시켰고, 목표 지점 상공에서 무장을 투하하도록 조작했다. 통제 거리는 최대 28해리(51.9km)였지만, 실제로는 13.7km를 넘어서는 통제가 어려웠다.

    CIC용 통제 콘솔 <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    CIC용 통제 콘솔 <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    높은 파도로 흔들리는 배 위에서 이착함이 가능하도록 해주는 장치가 비행갑판에 장착되었다. 비행갑판에는 QH-50이 흔들리는 배 위에서 미끄러지지 않도록 잡아주는 레일이 깔려 있었고, 격납고에서 항공기를 꺼내거나 다시 넣을 수 있도록 케이블 시스템이 장착되었다.

    CIC용 통제 콘솔 <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    QH-50은 여러 문제로 해군에서 대잠 임무에 적합하지 않다는 판단을 내리자, 정찰용으로 활용되기도 했다. 베트남전 동안 미 해군은 스누피(SNOOPY) 프로그램을 통해 QH-50D에 실시간 TV 카메라를 장착하여 운용했다.

    착함 장치는 스키드였지만, 초기형인 QH-50A는 RON 로터크래프트의 4개의 부이식 착륙장치를 달고 시험했다. 이 장치는 해면에 가까워지면 수직인 상태로 그대로 착수하고, 다시 비행하면서 접히는 방식이었다.

    QH-50은 어뢰 대신 B57 핵폭탄의 폭뢰 버전을 운용하는 것도 고려되었다. <출처 : smithsonianmag.com>
    QH-50은 어뢰 대신 B57 핵폭탄의 폭뢰 버전을 운용하는 것도 고려되었다. <출처 : smithsonianmag.com>

    양산형인 QH-50C 기준으로 메인로터는 길이 6.1m이며, 동체는 길이 3.94m, 전체 높이는 3m, 공허 중량 523kg, 최대 이륙 중량 1,036kg의 제원을 가졌다. 최대 속도는 148km/h였으며, 순항 속도는 80km/h였다. 최대 비행 거리는 132km였으며, 130리터의 연료로 최대 1시간 비행이 가능했다. 최대 비행 고도는 5,000m였다.


    운용 현황

    QH-50은 함대 대잠임무를 위해 제작된 만큼 미 해군에서 주로 쓰였다. 미 해군은 746대를 도입하여 기어링(Gearing)급, 알렌 M. 섬너(Allen M. Sumner)급 구축함 외에 딜레이(Dealey)급, 브로스틴(Bronstein)급, 가르시아(Garcia)급, 브룩(Brooke)급, 녹스(Knox)급 프리깃 등에서 운용했다.

    QH-50의 기본 임무는 함정에 탑재되어 먼 거리의 잠수함을 공격하는 것이었다. <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    QH-50의 기본 임무는 함정에 탑재되어 먼 거리의 잠수함을 공격하는 것이었다. <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    미 해군은 QH-50으로 다양한 실험을 진행했다. 1969년 7월 2일, 함정의 소나로 확인한 정보로 목표까지 날아가는 것이 아닌 QH-50D에 8개의 소노부이(Sono-buoy)를 탑재한 후 확인을 필요로 하는 해상에 투하한 후 4,700피트(1,432m) 높이에서 소노부이가 발신하는 정보를 수집하여 모선으로 전달하는 F0251 DESJEZ 프로그램을 시험했다. 모선에서 50마일(80km) 정도 떨어진 해상까지 확인할 수 있도록 만들어졌고, 4시간 동안 비행을 위해 추가 연료 탱크를 탑재했다.

    GAU-2B-A 미니건을 장착한 건쉽 프로그램 시험기 <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    GAU-2B-A 미니건을 장착한 건쉽 프로그램 시험기 <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    현재 미 국방부의 연구 개발 조직인 고등방위연구계획국(DARPA)의 전신인 아르파(ARPA)는 QH-50D를 대잠임무 외에 공격과 정찰에 사용하기 위해 XM-18 붐렛(bomblet) 살포기와 M5 터릿 2개 또는 M5 터릿 1개와 XM129 유탄발사기 1문 그리고 카메라를 장착하는 건쉽(Gun Ship) 프로그램을 연구했다. QH-50D 건쉽은 나중에 GAU-2B-A 미니건과 표적 획득용 카메라를 다는 등 다른 무장도 시험했다.

    지상 감시 레이더를 장착한 나이트 가젤 시험기 <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    지상 감시 레이더를 장착한 나이트 가젤 시험기 <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    이 외에 지상 감시용 MTI AN/PPS-5 레이더를 장착하는 나이트가젤(Night Gazelle), 함정의 지휘관에서 수평선 너머의 상황 인식을 전달하기 위해 카메라를 장착한 스누피(SNOOPY) 등 다양한 시험이 진행되었다.

    초수평선 상황 인식 전달을 위해 QH-50D에 카메라를 장착한 스누피 시험기 <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    초수평선 상황 인식 전달을 위해 QH-50D에 카메라를 장착한 스누피 시험기 <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    미 해군이 도입한 746대 가운데 약 절반 이상이 손실되었는데, 당시 회계관리국(GAO) 보고서에 의하면 손실의 80%는 전기 장치 고장으로 인한 것이었고, 10%는 조종 미숙, 5%는 엔진 문제 등으로 인한 것이었다. 미 해군은 대잠 임무 외에 베트남전에서 사격 위치 확인 등을 위한 목적으로도 소량의 QH-50을 운용하기도 했는데, 이때 손실된 것도 포함된다.

    초수평선 상황 인식 전달을 위해 QH-50D에 카메라를 장착한 스누피 시험기 <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    미 해군에 이어 일본이 1965년부터 1971년까지 해상자위대 호위함에 탑재하기 위해 20대를 도입했다. 탑재 함정은 타카츠키급과 미네구모급 호위함이었다. 미 해군이 DASH 프로그램을 중단하면서 부품 수급이 어려워지면서 1979년에 모두 퇴역시켰다.

    화이트샌드 미사일 시험장에서 운용되었던 미 육군 QH-50 <출처 : Kelly Michals at flicker.com>
    화이트샌드 미사일 시험장에서 운용되었던 미 육군 QH-50 <출처 : Kelly Michals at flicker.com>

    가장 오랫동안 QH-50을 운용한 곳은 미 육군이었다. 미 육군은 베트남에 관여한 1959년부터 TV 카메라를 장착한 포격 유도용 QH-50DM을 소량 운용했다. 이후 뉴멕시코주 화이트 샌즈 미사일 시험장에서는 표적 견인과 레이더 등의 조정을 위한 목적으로 최대 50대까지 운용하기도 했다. 미 육군은 2006년 5월까지 QH-50을 운용했다.


    변형 및 파생형

    DSN-1: 최초 생산형. 1962년 무기체계 표기법 변경으로 QH-50A로 재명명.

    마크 43 어뢰를 장착한 DSN-1 <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    마크 43 어뢰를 장착한 DSN-1 <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    DSN-2: 2차 생산. 1962년 무기체계 표기법 변경으로 QH-50B로 재명명.

    DSN-3: 보잉 T50-BO-8A 터보샤프트 엔진 장착한 양산형. 1962년 무기체계 표기법 변경으로 QH-50C로 재명명.

    미 해군 구축함 USS 앤더슨 비행갑판 위의 QH-50C <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    미 해군 구축함 USS 앤더슨 비행갑판 위의 QH-50C <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    QH-50D: 365마력 보잉 T50-BO-12 터보샤프트 엔진 장착한 개량형

    QH-50D <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    QH-50D <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    QH-50DM: 미 육군이 베트남에서 포병 정찰을 위해 운용한 개량형

    YQH-50E: 엘리슨 T63-A-5A 터보샤프트 엔진을 장착한 개량형 시험 모델

    엘리슨 T63-A-5A 터보샤프트 엔진을 장착한 YQH-50E <출처 : gyrodynehelicopters.com>
    엘리슨 T63-A-5A 터보샤프트 엔진을 장착한 YQH-50E <출처 : gyrodynehelicopters.com>

    QH-50F: YQH-50E의 양산 시 형식명이 될 예정이었으나 양산 안 됨.

    QH-50H: QH-50F의 엘리슨 T63-A-53 터보샤프트 엔진 2개를 장착하려던 시험 모델. 생산 안 됨.


    제원(QH-50C 기준)

    구분: 대잠 무인 헬리콥터
    제작사  자이로다인 컴퍼니 오브 아메리카(Gyrodyne Company of America, Inc)
    동체 길이: 3.94m
    로터 길이: 6.1m
    높이: 3m
    공허 중량: 523kg
    최대 이륙 중량: 1,036kg
    연료량: 130리터
    엔진: 보잉 T50-BO-8A 터보샤프트 엔진(300마력)
    최고 속도: 148km/h
    순항 속도: 80km/h
    비행 거리: 132km
    비행시간: 1시간
    최대 비행 고도: 5,000m
    무장: 마크 43/44 경어뢰 2발 또는 마크 46 어뢰 1발


    저자 소개

    최현호 | 군사 칼럼니스트

    자이로다인 QH-50 대쉬 대잠용 무인헬기

    오랫동안 군사 마니아로 활동해오면서 다양한 무기 및 방위산업 관련 정보를 입수해왔고, 2013년부터 군사커뮤니티 밀리돔(milidom) 운영자로 활동하고 있다. 현재 방위산업진흥회 <국방과 기술>, 국방홍보원 <국방저널> 등에 컬럼을 연재하고 있고, 기타 매체들에도 기고하고 있다.

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