날개의 형태에 따라 크게 달라지는 전투기 성능

 

전투기는 날개에도 연료가 들어있다는 사실, 알고 계셨나요? 전투기 날개는 복잡한 전선과 전기회로들로 가득 차 있을 것 같지만, 의외로 단순하게 구성되어 있습니다. 중요 장치를 제외하고는 공간이 많이 남습니다. 바로 그 여유 공간에 연료를 채우는 것입니다. F-15K 전투기는 한쪽 날개에만 약 500갤론(1,878리터)의 항공유가 들어갑니다.

 

양쪽 날개를 합치면 약 1000갤론, 1.5리터 짜리 음료수가 무려 2,500여 개가 들어갈 수 있는 양입니다. 이렇듯 현대전에 가장 중요한 전투기에 대해 숨겨진 사실들이 아직 많이 있습니다. 오늘은 전투기 날개의 형태에 따라 크게 달라지는 전투기의 성능을 소개합니다. 

---

 

    직선익 날개

 

직선익은 저속에서의 안정성이 우수하고 날개 끝부분에 실속이 잘 걸리지 않는 특성이 있습니다. 쉽고 강하게 제작할 수 있기 때문에 경비행기에 주로 사용되는 날개입니다. A-10이 직선익을 지니고 있는 대표적인 항공기입니다. 하지만 직선익 전투기 날개는 음속 이상의 속도는 거의 불가능합니다.

---

 

    타원익 날개

 

타원익은 직선익과 특성이 비슷하지만 양력분포에 따라 부드러운 곡선으로 설계했기 때문에 직선익보다 양력효율이 훨씬 높습니다. 하지만 타원형이기 때문에 구조적으로 제작이 어려워서 거의 사용되지 않습니다. 대표적인 기체로는 2차 세계대전 당시 유명했던 스핏파이어나 썬더볼트가 있습니다.

---

 

    후퇴익 날개

 

후퇴익은 가장 기본적인 날개인 직선익과 비교하여 비행의 안정성이 비교적 우수하고 특히 항력이 적게 발생한다는 장점이 있습니다. 또 초음속 돌파시에 생기는 충격파의 발생을 지연시켜주기 때문에 쉽고 빠르게 음속에 도달할 수 있게 해줍니다. 그러나 날개 위를 흐르는 공기가 날개 바깥쪽으로 흐르게 되어 날개 끝부분에 이르러서는 양력이 거의 발생하지 않는 익단실속 현상이 나타나는 단점이 있습니다.

---

 

    전진익 날개

 

전진익은 고속비행에는 유리하지만 역시 불안정성이 매우 높습니다. 날개에 하중이 불안정하게 걸리기 때문에 뒤틈림이 발생하게 되고 구조적인 문제가 발생합니다. 게다가 충격파가 날개뿌리로 모여 잘못하면 날개가 날라갈 위험도 있습니다. 러시아의 전투기 Su-47은 개발된지 시간이 좀 지났지만 양산은 되지 않고 있습니다. 아마도 전진익 문제와 예산 문제 때문인 것 같습니다.

---

 

    텔타익 날개

 

델타익은 음속 이상의 고속비행에 상요할 목적으로 채용된 날개입니다. 사실 마하 2급 이상의 고속비행을 목적으로 한다면 60도 이상의 후퇴각을 갖는 날개가 적합합니다. 그러나 구조상으로 60도 이상의 후퇴각을 주면 대부분의 날개 가로방향 지지대가 대각선 방향이라서 초음속에서 견딜 수 있는 높은 강도의 날개를 제작하기가 어려워집니다. 그래서 이러한 문제를 극복하기 위해서 델타익을 사용하는데 후퇴각이 크면서도 날개의 중심 뼈대인 날개보가 동체와 직각으로 가로지를 수가 있기 때문에 동체에 견고하게 붙여 날개를 매우 강하게 만들 수 있습니다. 또한 음속전후에서 날개 양력중심의 변화가 거의 없습니다. 대표적인 기체로는 미라지 2000이 있으며 프랑스 전투기들에서 많이 사용합니다. 

---

 

    가변익 날개

 

전투기 중에 분명 같은 기종인데 날개가 변하는 모습을 보신 적이 있으실 겁니다. 가변익은 전투기의 속도에 따라서 날개의 모양을 바꾸어 각 형식의 장점을 최대한 활용한다는 개념으로 개발되었습니다. 공기밀도가 높은 저공과 공기밀도가 낮은 고공에서 양력과 항력을 최적화 할 수 있도록 날개의 붙임각을 변화시키는 날개입니다. 하지만 날개 연결부위의 작동장치가 무겁고 복잡하여 강도문제, 중량증가, 정비소요의 증가 등 문제가 있습니다. 고정형 날개에 비하여 월등히 뛰어난 요소는 없고 특수한 목적의 항공기에만 적용되었는데 항공모함 착함을 위한 F-14나 장거리 저속침투와 고속이탈이 필요한 F-111, 구 소련의 Su-24, MiG-23에 채택되었습니다.