이태리,일본의 KC-767A 공중급유기
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이태리,일본의 KC-767A 공중급유기
  • 신선규 기자
  • 승인 2020.06.11 13:19
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이태리 공군과 일본 항공자위대의 KC-767A 공중급유기

 KC-767과 KC-46A 관계

  KC-46A가 개발되기 전에 KC-767이 먼저 767 계열 공중급유기로 개발되었다.

따라서 KC-767을 살펴보는 것이 KC-46A의 성능에 대해서 좀 더 쉽게 이해를 할 수 있다.

 일본 항공자위대와 이탈리아 공군이 도입한 KC-767 공중급유기와 마찬가지로 KC-46A 공중급유기는 보잉(Boeing) 767-200ER을 플랫폼으로 하는 공중 급유기이다.

KC-767 공중급유기 (사진: 안승범)
KC-767 공중급유기 (사진: 안승범)

KC-46 공중급유기는 KC-767의 후속 모델이며, KC-767보다 성능이 개선된 모델이다.

KC-767 내부 (사진: 안승범)
KC-767 내부 (사진: 안승범)

급유 관제 체계와 급유봉 디지털 제어 체계가 개선된 것 또한 KC-46A가 일본 이태리가 보유한 KC-767보다 더욱 높은 급유 효율을 갖는 항공기로 만든 이유이다.

KC-767 급유용 붐 (사진: 안승범)
KC-767 급유용 플라잉 붐 (사진: 안승범)

일본은 KC-767 공중급유기를 도입하면서 급유 드로그 포드는 도입하지 않았다.

KC-767에서 플라잉붐이 분리된 모습 (사진: 안승범)
KC-767에서 플라잉붐이 분리된 모습 (사진: 안승범)

경우에 따라서는 급유봉에 드로그를 연결하는 플라잉 드로그 급유 방식도 가능할 것으로 보이지만 현재는 주로 플라잉 붐 급유 방식으로 운용되고 있다.

KC-767 내부 좌석 (사진: 안승범)
KC-767 내부 좌석 (사진: 안승범)

이와는 별개로 헬리콥터에 대한 프로브 & 드로그 급유와 재난지역 지원 임무 등을 위해서 해상자위대에서 6대의 중고 KC-130R을 구입하였다.

KC-767 내부 좌석 (사진: 안승범)
KC-767 내부 좌석 (사진: 안승범)

KC-130R의 경우에는 해상자위대가 미 해군 / 해병대의 전투기들을 지원할 때에도 운용할수 있다.

항공자위대의 주력 전투기(F-15J, F-2)와 E-767 AWACS, 그리고 KC-767 공중급유기까지 모두 플라잉 붐 방식으로 급유를 받는 항공기들이다(E-2C의 경우에는 아예 공중 급유 불가능).

 이 때문에 항공자위대에서는 프로브 & 드로그 급유 방식이 거의 수요가 없다.

KC-767 내부 좌석 (사진: 안승범)
KC-767 내부 좌석 (사진: 안승범)

 이탈리아 공군의 KC-767 공중급유기는 플라잉 붐과 함께 프로브 & 드로그 급유 체계도 모두 보유하고 있다.

KC-767 내부 (사진: 안승범)
KC-767 내부 (사진: 안승범)

이탈리아 공군의 주력 전투기인 F-2000 전투기(이탈리아의 유로파이터 타이푼)등이 프로브 & 드로그 방식으로 급유를 받기 때문이다.

KC-767 내부 좌석 (사진: 안승범)
KC-767 내부 좌석 (사진: 안승범)

이 때문에 급유 관제 컨솔의 경우, 이탈리아 공군의 KC-767은 관제 디스플레이에 2개의 윈도우를 띄워서 좌측 주익의 프로브 포드로 급유를 받는 항공기와 우측 급유 포드에서 사출한 급유 포드로 급유를 받는 피급유 항공기를 동시에 시현할 수 있도록 하였다.

항공지위대 KC-767 (사진: 안승범)
항공지위대 KC-767 (사진: 안승범)

일본 항공자위대의 AROCD(Aerial Refuelling Operator Control Display)는 플라잉 붐 급유 중인 항공기에 대한 2차원적인 영상만을 제공할 수 있다.

항공자위대 KC-767 급유콘솔 (사진: 안승범)
항공자위대 KC-767 급유콘솔 (사진: 안승범)

 KC-46A 공중급유기의 경우에는 AROS(Aerial Refuelling Operator Station) 시스템이 피급유 항공기의 3차원 영상을 급유 관제사에게 실시간으로 제공하여 관제사가 급유봉의 3차원적인 움직임을 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 제작된다.

항공자위대 KC-767 내부 좌석 (사진: 안승범)
항공자위대 KC-767 내부 좌석 (사진: 안승범)

RVS는 WFOV(Wide Field Of View) 영상이 시현되는 2차원 디스플레이와 현재 급유봉이 향하는 방향의 영상을 NFOV(Narrow Field Of View)로 시현하는 3차원 디스플레이로 구성되어 있다.

관제사는 급유 대상 항공기를 급유를 받을 수 있는 위치로 유도한 후 최종적으로 이 영상 정보를 통한 급유봉 제어체계와 인터페이스를 이용하여 급유봉을 접합할 수 있다.

항공자위대 KC-767 내부 (사진: 안승범)
항공자위대 KC-767 내부 (사진: 안승범)

이 때 급유 관제사가 스틱을 움직여서 입력되는 급유봉 제어신호는 급유봉 디지털 제어 체계에 의해 대기자료정보와 함께 디지털 처리되어 급유기와 피급유기의 상대 속력, 고도 등에 맞추어 급유봉 제어 Gimbal과 급유 조종면 등을 미세한 시간 단위로 구동하게 된다.

관제사가 급유봉을 구동하기 위해 입력하는 정보가 같더라도 실제 급유봉 구동 장비가 움직이는 것은 비행 조건 등에 따라 다르다고 할 수 있다. 이와 같이급유봉을 제어하는 체계 또한 다중 채널을 보유한 디지털 플라이 바이 와이어(FBW)를 통해 급유봉을 제어하기 때문에 미세한 시간 간격으로 추출, 피드백되는 데이터에 맞추어 급유봉을 정밀하게 제어할 수 있다.

KC-46A의 플라잉 붐(Flying Boom)이 KC-767보다 개선된 체계이다.

항공자위대 KC-767 내부 (사진: 안승범)
항공자위대 KC-767 내부 (사진: 안승범)

이 때문에 붐 급유 시의 급유 시간이 더욱 단축되었다. KC-767의 플라잉 붐은 1분에 600 갤런(US Gal)의 연료를 보급하며,이를 개선한 새로운 급유봉은 장착한 KC-46A의 급유봉은 1분에 1200 갤런의 연료를 전송한다.

단순히 산술적인 비교를 하면, KC-767에 현재 탑재되는 급유봉에 비해 1분당 300 갤런 가량 연료 보급 속도가 증가하였으며, 초기 모델과 비교하면 2배 가량 급유 속력이 증가하였다.

 플라잉 붐 급유 방식이 급유기 1대가 1회에 1대의 피급유 항공기에만 급유를 할 수 있는 점을 감안하면, KC-46A와 KC-767의 실제적인 급유 능력 차이는 이러한 산술적인 비교보다 크다는 것을 알 수 있다.

 1회 급유 속도의 증가로 인해 급유에 소요되는 시간이 더욱 감소하였기 때문에 같은 피급유 조건(동일 기종, 각 피급유 항공기의 잔여 연료, 동일 고도와 속력 등)에서 피급유 항공기들의 대기 시간이 감소하게 된다.

이 때문에 동일한 규모와 조건의 편대 또는 스트라이크 패키지 등에 보다 적은 연료를 급유하면서 동일한 결과를 만들어낼 수 있다.

또한 경우에 따라서는 KC-767보다 같은 시간동안 더욱 많은 항공기에 급유 할 수 있다.

플라잉 붐 급유 방식만 KC-767보다 개선된 것은 아니다.

프로브 & 드로그(Probe & Drogue) 급유 방식의 경우에도 양자간에 다소 차이가 있다. 

KC-767 공중급유기에 탑재하기 위해 개발된 급유 포드의 경우에는 1분에 400 갤런의 연료를 급유하는 반면, KC-46A에 탑재되는 급유 포드의 경우, 1분에 600 갤런의 연료를 피급유 항공기의 급유 프로브에 전송할 수 있다.

 

 B-767 기반 공중급유기인 이유

KC-X 사업 후보 기종을 비교하면서 항공기의 체적과 그에 따른 연료 탑재량을 중요한 기준으로 언급하는 것을 볼 수 있었다.

후보 기종 간에 연료 탑재량의 차이가 존재하는 것은 사실이지만, 연료 탑재량과 시간당 연료 보급 속력, 설정된 시간 동안 급유 가능한 항공기 규모, 항속 거리 등 KC-46A 기종도 모두 충족을 하기 때문에 기종 선정에 있어서 크리티컬한 요소는 아니다.

 하지만 항공기의 체적과 연료 탑재량을 중시하는 논의는 국내에서만 있는 것은 아니다.

이런 논의를 지켜보면서 보잉(Boeing)에서는 왜 급유기 플랫폼을 결정할 때 777과 같은 보다 대형의 항공기가 아닌 767을 선택했는지에 대해서 의문을 갖지 않을 수가 없었다.

 이에 대해서는 여러 고려해야 할 요인이 많지만, 무엇보다 767을 기반으로 급유기를 제작하여 운용할 때 프로그램 코스트가 더욱 합리적이라는 점과 장기간의 운용 유지에 유리하다는 점, 그리고 공중 급유기에 필요로 하는 기본 성능이 우수하다는 점을 고려할 수 있다.

 우선 767 계열 항공기는 (군용 항공기를 포함하여) 현재까지 무려 1000여대가 양산되었다.

767-200ER의 경우에는 민수용으로는 더 이상 생산 하지 않지만, 항공자위대만 도입한 E-767과 총 8대가 생산된 KC-767 (콜롬비아 공군의 767MRTT는 제외), 그리고 추후 미 공군이 장기간 대량으로 도입하게 될 KC-46A 등 군수 수요로 양산이 이루어지고 있다.

또한 767-200ER보다 연료 탑재량 등이 증가한 767-400ER은 꾸준히 생산되고 있다.

 이 때문에 장기간 관련 부품 수요가 대량으로 유지될 것이기 때문에 합리적인 운용 유지 비용으로 항공기를 운용하는 것이 가능하다.

 공중급유기로 767 기반 항공기가 합리적인 이유는, 먼저 광동체 항공기이기 때문에 연료 탑재량이 크면서 동시에 그보다 대형의 항공기들과 비교할 때 후방으로 발산되는 난기류(터뷸런스)가 더욱 적다는 점이다.

이러한 난기류는 항공기 양쪽 주 날개에서 발생하여 후미로 일정 거리 이상 이격되면서 하강하기 때문에 특히 공중 급유기 양쪽 날개의 급유 드로그로 피급유 항공기가 접근하는 것을 쉽지 않게 만드는 요인이 된다.

드로그 자체의 유동에도 영향을 미치며, 심한 경우 아예 피급유 항공기의 엔진 Flame Out을 야기시켜 사고로 이어질 수 있다.

플라잉 붐 방식의 급유를 받는 항공기의 경우 그보다 영향을 한결 더욱 적게 받긴 하겠지만 후방 난기류가 대량으로 발생할 경우 플라잉 붐 급유를 받는 항공기 또한 전혀 문제가 없다고 할 수 없다.

 이 점에서 후방의 난기류 발생과 연료 탑재량, 연비 면에서 최적으로 절충을 한 항공기인 767은 급유기 플랫폼으로 최적의 플랫폼으로 고려가 될 수 있다.

767도 광동체 항공기이기 때문에 연료 소모율이 높은 것은 사실이지만, 그보다 연료를 더 많이 수용하는 여타 광동체 항공기들의 경우에는 항력이 더욱 크기 때문에 연료 소모율 또한 더욱 높은 편이다.

 

[디펜스 투데이]


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