KF-21 보라매 슈퍼크루징 성공, 1125차 테스트 비행은 2,200회가 실전배치 안정성 성공여부를 판단하는 기준이므로 단 한 번의 실패도 없이 꾸준하고 신속하게 진행 중입니다.
전투기 슈퍼크루징이란?
슈퍼크루징은 전투기가 추가적인 추진력을 얻기 위해 애프터버너를 사용하지 않고도 음속을 초과하는 속도로 비행할 수 있는 능력을 말합니다. 이 기능은 연료 효율을 크게 향상시키며, 전투기가 더 빠르고 조용하게 임무를 수행할 수 있게 해줍니다.
애프터버너는 제트 엔진의 한 종류로서, 비행기의 추진력을 크게 증가시키기 위해 설계된 시스템입니다. 이 시스템은 주로 군사용 제트기에 사용되며, 특히 전투기에서 고속 비행이 필요할 때 매우 유용합니다.
애프터버너는 엔진의 터빈 뒤에 추가적인 연료를 분사하여 연소시키는 방식으로 작동합니다. 일반적인 제트 엔진의 연소 과정에서는 사용되지 않은 산소가 많이 남아 있는데, 애프터버너는 이 남은 산소를 활용하여 추가 연료를 태워 엔진에서 더 많은 추력을 발생시킵니다. 이 과정은 매우 높은 온도와 밝은 불꽃을 동반하며, 엔진에서 눈에 띄는 불꽃을 내뿜게 됩니다.
애프터버너의 사용은 연료 소모량이 급격히 증가하는 단점이 있지만, 짧은 시간 동안 비행기의 속도를 크게 높일 수 있는 장점이 있습니다. 그래서 긴급 상황에서의 빠른 가속이 필요할 때나 공중전에서 우위를 점하기 위해 자주 사용됩니다.
여러 전투기가 이 기능을 가지고 있으며, 여기에는 F-22, F-35A, KF-21, J-20도 포함됩니다. F-22 랩터는 이 기능을 가진 최초의 전투기 중 하나로, 슈퍼크루즈 능력으로 잘 알려져 있습니다. F-35A 라이트닝 II 역시 슈퍼크루즈 능력을 갖추고 있지만, F-22만큼 효율적이진 않습니다. 한국의 KF-21 보라매는 슈퍼크루즈 능력을 갖추도록 개발되었습니다. 중국의 J-20 또한 슈퍼크루즈를 할 수 있는 것으로 알려져 있습니다.
이러한 기능은 각기 다른 전투기의 설계와 기술적 세부 사항에 따라 다르게 구현됩니다. 슈퍼크루즈는 전투기가 고속으로 장거리를 비행하면서도 적의 레이더에 잡히지 않고 작전을 수행할 수 있도록 도와주는 중요한 기술입니다.
KF-21 엔진은 미국 GE F414-400K 엔진을 사용하며, 이는 GE사에서 제조한 애프터버닝 터보팬 엔진입니다. 이 엔진은 최대 출력 20,883 lbf을 제공하고, 길이는 3.90m, 직경은 0.78m, 무게는 1,151kg입니다. 또한, 저압 3단과 고압 7단의 축류형 압축기와 저압 1단, 고압 1단 터빈을 특징으로 합니다.
KF-21의 제원은 전장 16.9m, 전폭 11.2m, 전고 4.7m, 날개 면적 46.5㎡입니다. 자체 중량은 12,000kg이며, 최대 이륙 중량은 25,600kg입니다. 이 전투기는 내부에 5,500kg의 연료를 탑재할 수 있습니다. KF-21의 최대 추력은 57.8kN이며, 재연소 추력은 97.9kN으로, 최대 속도는 마하 1.81(2,234.9km/h)에 이릅니다.
국산 엔진이 아닌데 슈퍼크루징 이륙이 의미가 있나? 라는 의구심을 가질 수 있는데, 엔진의 성능은 이미 슈퍼크루징이 가능한 엔진임이 검증이 된 미국산 엔진이고, KF-21의 슈퍼크루징이 의미하는 바는 엔진 성능 외, 기체 설계나 무장한 상태에서 그리고 그 외의 기체 성능이 슈퍼크루징 상태에서 정상적으로 아무 문제를 발생하지 않는다는 의미로 보아야 합니다.
결론적으로 어떠한 환경에서도 슈퍼크루징이 가능한 기체임을 증명한 것입니다.
기체자체의 성능면에서 현존하는 가장 강력한 전투기는 록히드 마틴 F-35입니다.
다만 미공군 관계자가 언론 인터뷰에서 "F-35는 자동차에 비해면 엄청난 슈퍼카인 것은 사실이다. 다만, 슈퍼카를 데일리카로 출퇴근용으로 사용할 수는 없다. 공군은 매일, 그리고 전쟁이 발발할 경우 하루에서 수차례씩 출격을 해야하는데, 운용률 면에서는 효율이 떨어지며, 생산 가동율도 떨어져 구입에 필요한 금액도 문제지만, 정비와 업그레이드에 소요되는 비용 또한 기하급수적으로 늘어, 더 효율적인 포지션에 적합한 F-16의 대체 기종이 필요하다" 라고 F-35의 비효율 성을 시사한 바 있습니다.
여기 최초 4세대에서 시작한 KF-21 보라매 전투기는 현재 4.5세대 정도에서 출발해, 스텔스 기능을 개선한 5세대(블럭2)로 지속적으로 업그레이드 되고 있으며, 무기기(한국형 국산 무인 스텔스기 가오리X)와의 편대 비행이 가능한 6세대에도 적용이 가능한 기체 설계로 시작 되었기 때문에 현 기체에서 슈퍼크루징이 성공했다는 것은 아주 의미 있는 성과라 할 수 있습니다.
특히 앞에서도 언급한 바와 같이 F-35의 가격 배비 비효율성으로 인해 미국이 F-16을 대체할 전투기를 개발하고 실전에 배치하기 전까지 KF-21이 가장 적합다는 미국 전문가들의 목소리도 심심찮게 들리는 상황입니다.
시제기 모두 편대비행을 마친 상황에서 실전배치를 위한 9호기가 제작 중이며, 국산엔진의 개발도 순조롭게 진행되고 있습니다.
국산 램제트 엔진의 경우 앞에서 언급한 바와 같이 한국형 국산 무인전투기 가오리X에 우선 장착 후 테스트 중이며, 1만 파운드급 이상만 실제 구현이 되면 앞으로 1.5만, 그리고 현재 KF-21에 사용중인 GE F414-400K 20,883 lbf급 엔진으로의 업그레이드는 한화에어로스페이스가 공표한 2030년 이전 충분하게 확보가 가능할 것으로 보입니다.
전 세계가 놀라고 주목하고 있는 대한민국 국산 전투기 KF-21 보라매 생산라인이 두 배로 증설되었고, 폴란드와 영국, 독일, 사우디아라비아 등 유럽과 중동을 가리지 않고 협상 중인 계약이 성사된다면, 규모의 경제 원리에 힘입어 엄청난 방산 수출효과와 대한민국의 경제 효과는 실로 어마어마해 질 것으로 보입니다.
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