가변익

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그러먼 F-14 톰캣이 비대칭 날개 구성을 시험 중이다.

가변익(可變翼)은 비행 중에 뒤로 젖혔다가 원래 위치로 되돌릴 수 있는 비행기 날개들의 모임이다.

비행 중에 항공기의 모양을 바꿀 수 있기 때문에 가변기하학적 항공기의 한 예로 볼 수 있다.

가변익을 할 수 있는 항공기는 가변익기(可變翼機)라고 부른다.

가변후퇴익은 후퇴각을 변화시키기 위해 사용하는 날개이다.

직선익(straight wing)은 저속비행에 가장 효율적이지만 음속 또는 초음속 항공기에게는 날개가 접히는 것이 필수적이다.

해당 속도를 내는 대부분의 항공기들은 고정익을 갖춘 날개(후퇴익 또는 삼각익)를 갖추고 있는 것이 보통이다.

이것들은 고속비행에는 단순하고 효율적인 날개 설계이지만 성능 면에서는 양보가 필요하다.

가변익기의 정의[편집]

비행 상황에 따라 날개의 상태를 변경하는 항공기를 가변익기(Variable Wing Aircraft)하는데, 보통은 가변후퇴익기를 의미한다.

저속 비행에서는 날개를 앞방향으로 펼침으로써 후퇴각을 줄임과 동시에 양력효율에다 양항비(양력하고 항력 사이의 비율)를 높혀준다.

반대로 고속 비행시에는 날개를 뒤로 접음으로써 항력하고 충격파를 줄임과 동시에 후퇴각을 늘려주는 효과가 있다.

가변익기 하면 F-14를 제일 먼저 연상한다지만, 가변익을 적용한 기종은 의외로 많다.

미국하고 러시아의 주요 전투기 및 전폭기 중 가변익을 적용한 기종은 F-111, 토네이도, Su-17, Su-24, MiG-23 같은 전투기, 전폭기가 있다.

여기에 추가로 B-1, Tu-22M, Tu-160 같은 대형 폭격기도 있다.

한편으로는 오래된 기종이긴 하지만, 다른 형태의 가변익기도 있다.

바로 미 해군의 함재기로 운용되었단, F-8인데 특이하게도 날개가 통째로 들어올려지면서 각도가 바뀐다.

언뜻 보면 나사가 풀려 날개가 떨어져 나가는 것럼 보이기도 하지만, 고장은 아니다.

가변익기의 탄생 배경[편집]

냉전이 한창이던 1960~1970년대에 모든 무기체계의 설계 개념은 양쪽 진영의 대규모 전면전을 상정하였다.

군용기도 예외는 아니었기에 유사 시 공군기지가 피해를 입어도 열약한 활주로 환경에서 최대한 많은 무장을 장착하고 이륙이 가능해야 했다.

당연히 큰 양력을 낼 수 있는 날개가 필요했을 것이다.

하지만 속도하고 기동성을 중시하는 공중전 등 다른 임무도 고려해야 했다.

또 하나, 당시 주요 전술 중 하나는 적의 탐지를 피하기 위한 저고도 침투였다.

낮은 고도에서 민첩하게 날려면 날개의 후퇴각을 적절히 조절해야 했다. 그래서 고안된 것이 가변익기였다.

효용성이 떨어진 까닭[편집]

메뚜기여름이 한철이라는 말이 있듯이, 가변익기가 얼핏 보아서 좋을 것 같긴 하지만, 천만의 말씀.

  • 많은 부품이 들어가는데다, 만드는 과정이 엄청 복잡한 탓에 제작 비용이 비싸다.
  • 또 날개에 적용하는 역학하고 운영 시스템이 복잡하다.
  • 전체적으로 기체의 무게하고 크기가 많이 나간다. 연료소모하고 유지비용 늘어나는 것은 당연지사.
  • 운용할 때는 정비에도 손이 한 번이라도 더 가게 되며 잦은 오작동이 발생하였다.
  • 무장 장착에도 어려움이 많아서 여러모로 애로사항이 많았다.

아무래도 가장 큰 까닭은 전술의 변화에다 항공기술의 발전이 가변익기를 퇴출시킨 원인이다.

이제는 고양력장치, 고출력 엔진 등이 항공 기술을 향상시키면서 굳이 비싼 가변익기를 사용할 필요가 없게 된 것이다.

그리고 성능 유도 무기에다 스텔스 기술이 발전하면서 굳이 위험한 저고도 침투 전술을 사용할 필요성이 없어진 것도 가변익기를 퇴출시킨 원인으로 지목되었다.

가변익기 목록[편집]

종류 국가 클래스 역할 날짜 상태 번호 참고
Bell X-5 USA Jet Research 1951 Prototype 2 Development of the Messerschmitt P.1101 (qv) allowing sweep variation in-flight.
Dassault Mirage G France Jet Fighter 1967 Prototype 3
General Dynamics F-111 USA Jet Fighter-bomber 1964 Production 563
Grumman XF10F Jaguar USA Jet Fighter 1952 Prototype 1 2nd example not flown.
그러먼 F-14 톰캣 USA Jet Fighter 1970 Production 712
Messerschmitt P.1101 Germany Jet Research 1945 Project 0 1 unfinished airframe. Wings variable to 3 pre-set positions only while on the ground.
미코얀-구레비치 MiG-23 USSR Jet Fighter 1967 Production 5,047
Mikoyan-Gurevich MiG-27 USSR Jet Attack 1970 Production 1,075 Development of the MiG-23.
파나비아 토네이도 (MRCA) International Jet Multirole 1974 Production 992
록웰 B-1 랜서 USA Jet Bomber 1974 Production 104
수호이 Su-17, 20 & 22 USSR Jet Fighter-Bomber 1966 Production 2,867
수호이 Su-24 USSR Jet Attack 1970 Production 1,400 (approx)
투폴레프 Tu-22M USSR Jet Bomber 1969 Production 497
투폴레프 Tu-160 USSR Jet Bomber 1981 Production 36
Vickers Wild Goose UK UAV Research 1950 Prototype 1 Designed by Barnes Wallis.[1]
Vickers Swallow UK Jet Airliner 1957 Project 0 Designed by Barnes Wallis. Small-scale test UAV flown.
Westland-Hill Pterodactyl IV UK Propeller Private 1931 Prototype 1 Variable 4.75° for trim.[2]

각주[편집]

  1. Morpurgo, 1981. Date of first flight, p. 321.
  2. Lukins, A.H.; The Book of Westland Aircraft, Aircraft (Technical) Publications Ltd, 1943 or 1944. pp.68-9.