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S-3 바이킹

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목차

1. 개요

S-3 바이킹은 1970년대 미국 해군에서 운용된 함상 대잠수함 항공기이다. 록히드사가 개발했으며, 1974년부터 1978년까지 총 186대가 생산되었다. S-3 바이킹은 대잠전, 전자전, 함상 수송, 공중 급유 등 다양한 임무를 수행했으며, 주익과 수직 꼬리 날개가 접히는 특징을 가졌다. 2009년 미 해군에서 퇴역했으며, 일부는 NASA에서 연구용으로 사용되기도 했다.

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S-3 바이킹
기본 정보
VS-37
VS-37 "Sawbucks" 소속 S-3A 바이킹
기종항공모함 기반 대잠 항공기
제작 국가미국
제작사로키드 코퍼레이션
최초 비행1972년 1월 21일
실전 배치1974년 2월 20일
퇴역2016년 (해군), 2021년 (NASA)
주요 운용국미국 해군
기타 운용국NASA
생산 기간1974년–1978년
생산 대수188대
파생형해당 없음
개요
용도대잠 초계기
분류함상 대잠 초계기
제작사로키드 사
개발 및 생산
생산 대수187대
단가2,700만 US 달러 (1974년)
운용
운용 국가미국 (미국 해군)
최초 비행일1972년 1월 21일
운용 시작일1974년
퇴역2016년
현황퇴역
파생형
파생형해당 없음

2. 개발 배경

미국 해군(USN)은 1960년대 중반, 기존의 왕복 엔진 그루먼 S-2 트래커를 대체할 항공모함 탑재용 대잠수함 항공기를 찾기 위해 ''VSX''(Heavier-than-air, Anti-submarine, Experimental, 대공, 대잠수함, 실험) 요구 사항을 공식화했다.[1] 1960년대 후반, 미국 해군은 “VSX”(차기 고정익 대잠기)로서 S-2 트래커의 후속기가 될 기체의 개발 계획을 국내 항공 제조업체에 제시했다.

해군은 업계에 제안 요청서를 발행했고, 1968년 8월, 록히드사가 이끄는 팀과 컨베어 및 그루먼으로 구성된 경쟁 팀은 이 요구 사항을 충족하기 위해 제안을 더욱 발전시키라는 요청을 받았다.[1]

이 시점에서 록히드는 항공모함 기반 항공기 설계 경험이 거의 없다는 것을 인식하고 산업 컨글로머릿 링 템코 보트(LTV)에 손을 뻗어 팀에 합류했다. 1969년에 록히드사가 제조 계약을 획득했지만, 이 회사는 함상기 경험이 적어, F-8 크루세이더 함상 전투기나 A-7 콜세어 II 함상 공격기 등 제2차 세계 대전 이전부터 함상기의 경험이 풍부한 보트사(LTV사)를 하청 계약사로 개발을 진행했다. 주 계약사인 록히드사는 병기 시스템으로서 본기의 개발/생산의 주체로서 항공 전자 시스템의 통합 및 최종 조립 등을 담당하고, 항공기로서의 개발은 보트사에 위임했다. LTV는 접이식 날개와 꼬리, 엔진 나셀, 랜딩 기어 등 기체의 다양한 요소 설계를 맡았으며, 이 중 일부는 이전 LTV A-7 콜세어 II와 보트 F-8 크루세이더에서 파생되었다. 스페리 유니백 연방 시스템은 센서와 소노부이의 입력을 통합하는 항공기 탑재 컴퓨터를 개발하는 임무를 맡았다.[2][3]

1969년 8월 4일, 록히드의 설계가 VSX 콘테스트의 우승자로 선정되었고, ''YS-3A''로 지정된 8대의 프로토타입 주문을 즉시 받았다.[4][5]

YS-3A 시제기
-- 시험 제작기는 1972년1월 21일에 첫 비행을 실시했으며,[5][2] '''S-3A'''의 명칭으로 양산이 시작되었다. 비행 테스트는 특별한 문제 없이 빠르게 진행되었고, 2년 후 S-3는 미국 해군에서 운용되기 시작했다. 1974년부터 1978년까지 이 기종의 생산 기간 동안 총 186대의 S-3A가 제작되었다.[5]

S-3 탈출 시스템 테스트

3. 개발 과정

S-3 바이킹은 개발 단계(YS-3)를 거치지 않고 바로 양산형을 개발하여 개발 일정을 단축했다. 1972년 1월 1호기가 첫 비행을 했고, 1974년 2월부터 배치가 시작되었다. 1978년까지 모두 187대가 생산되어 14개 미 해군 대잠비행대(VS)에 배치되었다.[1]

1960년대 중반, 미국 해군(USN)은 기존의 왕복 엔진 그루먼 S-2 트래커를 대체할 항공모함 탑재용 대잠수함 항공기를 찾기 위해 ''VSX''(Heavier-than-air, Anti-submarine, Experimental, 대공, 대잠수함, 실험) 요구 사항을 발표했다. 해군은 여러 회사에 제안 요청서를 발행했고, 1968년 8월, 록히드사와 컨베어 및 그루먼으로 구성된 팀이 제안을 발전시키라는 요청을 받았다.[1]

록히드는 항공모함 기반 항공기 설계 경험이 거의 없었기 때문에 링 템코 보트(LTV)와 협력했다. LTV는 접이식 날개와 꼬리, 엔진 나셀, 랜딩 기어 등 기체의 다양한 요소 설계를 맡았으며, 이 중 일부는 이전 LTV A-7 콜세어 II와 보트 F-8 크루세이더에서 가져왔다. 스페리 유니백은 센서와 소노부이의 입력을 통합하는 항공기 탑재 컴퓨터를 개발했다.[2][3]

1969년 8월 4일, 록히드의 설계가 VSX 콘테스트의 우승자로 선정되었고, ''YS-3A''로 지정된 8대의 프로토타입 주문을 받았다.[4][5] 1972년 1월 21일, 첫 번째 프로토타입이 군사 시험 조종사 존 크리스찬센의 지휘 아래 초도 비행을 실시했다.[5][2] 비행 테스트는 순조롭게 진행되었고, 2년 후 S-3는 미국 해군에서 운용되기 시작했다. 1974년부터 1978년까지 총 186대의 S-3A가 제작되었다.[5]

4. 주요 특징

S-3 바이킹은 항공모함 운용에 적합하도록 설계되었으며, 주익과 수직 꼬리 날개는 유압식으로 접을 수 있다. 고익기 형태이며, 꼬리 날개 부분은 금속으로 제작되었다.[6] 엔진은 주익 양 날개에 각 1기씩 장착되어 있고, 큰 수직 꼬리 날개가 특징이다. 주익은 항속 성능과 저속 특성을 고려하여 설계되었으며, 앞전과 뒷전 플랩이 장착되어 있다.

S-3B는 동체에 용골 구조를 갖추어 착함 시 충격에 강하다. 복합재는 거의 사용되지 않았으며, A-10 선더볼트 II와 유사한 통금속 강골 구조로 제작되었다. 승무원은 조종사, 전술 조정관, 부조종사 겸 비음향 센서 운영자, 음향 센서 운영자 4명으로 구성되며, 4개의 좌석 모두 비상 탈출이 가능한 사출 좌석이다.

1981년 미 해군은 S-3A의 무장 시스템 개량 계획(WSIP)을 통해 S-3B를 개발했다. S-3B는 AGM-84 하푼 대함미사일을 운용할 수 있으며, 기체 후미에는 접이식 자기 이상 탐지기(MAD) 프로브가 장착되어 있다. S-3는 대잠전(ASW), 전자전, 함상 수송(COD), 공중 급유 등 다양한 임무를 수행했다.

MAD 센서가 확장된 S-3A


KA-6D가 퇴역한 후 S-3B가 주요 공중 급유기가 되었다

4. 1. 대잠 체계

S-3의 핵심적인 대잠 체계는 다음과 같다.

장비명설명
AN/APS-137반합성 개구 레이다(ISAR: Inverse Synthetic Aperture Radar)로 광역 수색과 움직이는 표적(잠수함이나 해상함)을 판별한다. S-3B에 장착되었으며, 초창기 한국의 P-3C에 장착된 레이다와 동일하다.[5]
R-893배율 (FLIR) 광학 카메라로 대잠 초계기의 눈 역할을 한다.
AN/ASQ-81 (MAD)자기 탐지기(MAD: Magnetic Anomaly Detector) 시스템을 꼬리에 장착했다.
AN/ASN-92관성 항법 시스템, 도플러 레이다와 통신 시스템을 갖춘 항법 시스템 및 전술 항공 항법 시스템(TACAN: Tactical Air Navigation)을 장착했다.
소노부이60발의 소노부이를 장착하고 관련 수신 장치를 갖추고 있다.
AYK-10GPDC범용 디지털 컴퓨터로, 내부에 소노부이 리시버/프로세서와 같은 음향 센서와 레이다, ESM, MAD, FLIR와 같은 비음향 센서가 정보를 처리할 수 있도록 연결되어 있다.
AN/APS-116해상수색 레이다 (최대 수색 거리 278km)
OR-89 FLIR3배 줌(zoom) 기능을 갖춘 FLIR 카메라
AN/ARS-2음탐 부표(sonobuoy) 수신기



대잠 데이터 처리/통제 및 시현 시스템은 다음과 같다.


  • 다용도 디지털 컴퓨터
  • 음향 데이터 처리기
  • 음탐 부표(sonobuoy) 수신기
  • 지령 신호 발생기 & 아날로그 테입(analog tape) 기록 장치.


비음향 탐측 장치는 다음과 같다.

  • AN/APS-116 고해상 레이다
  • OR-89/AA FLIR
  • AN/ASQ-81 자기 이상 탐측 장비 & 교정 장비
  • ALR-47 피동 전자 대항 수신기 & instantaneous frequency 측량 장치.


AYS-1 음향 신호 처리기 구성은 다음과 같다.

  • AN/OL-320/AYS 데이터 처리 기억 모듈 채택, AN/OL-320/AYS는 IBM社의 AN/UYS-1와 일체화되어 있음.
  • AYK-10A 대기(大氣) 데이터 컴퓨터 채택, AYK-10A는 하푼 대함 유도탄 및 기타 통제 시스템과 서로 연결되어 있음.
  • AN/ARP-78 음탐 부표 수신기 시스템 장착
  • AN/AQH-7 아날로그 테입(analog tape) 기록 장치
  • AN/ARS-2 음탐 부표(sonobuoy) 기준 시스템
  • AN/APS-137 역합성 개구 레이다(ISAR: Inverse Synthetic Aperture Radar)
  • AN/ALE-39 채프/플레어 발사 장치.

4. 2. 무장

S-3는 내부 4개, 외부 2개의 무장 장착대에 최대 2220kg의 무장을 탑재할 수 있다.[5] 장착 가능한 무장은 다음과 같다.

종류모델명수량
폭탄Mk 82 폭탄10발
폭탄Mk 83 폭탄2발
폭탄Mk 84 폭탄2발
클러스터 폭탄CBU-100 클러스터 폭탄6발
어뢰Mk50 어뢰2발
어뢰Mk46 어뢰4발
기타기뢰 혹은 폭뢰6발
핵폭탄B57 핵폭탄2발
미사일AGM-65E/F 매버릭2발
미사일AGM-84D 하푼2발
미사일AGM-84H/K SLAM-ER1발


4. 3. 비행 제어 시스템

S-3의 모든 주 조종면은 유압으로 작동한다. 롤(Roll) 제어는 날개 위아래를 가로지르는 긴 스포일러를 좌우 비대칭으로 사용하여 이루어진다. 피치(Pitch) 제어는 수평꼬리날개를 사용하는데, 초음속 전투기가 아니기 때문에 승강타와 수평안정판이 분리되어 있으며, 수평꼬리날개 뒤쪽 일부만 움직이는 구조이다. 방향타는 일반 항공기처럼 수직꼬리날개 일부 영역에만 설치되어 있다.[10]

트림(trim) 조작을 위해 수평꼬리날개 전체가 일정 범위 내에서 각도가 변하며, 승강타와 방향타에는 트림 제어용 탭(tab)이 별도로 부착되어 있다.[10]

이착륙 시 사용하는 플랩은 날개 후방에 넓게 자리 잡고 있으며, 틈새가 있는 파울러(Fowler) 형태이다. 후방 플랩이 완전히 펼쳐지면 날개 앞전 플랩도 함께 작동한다.[10]

4. 4. 파생형

S-3는 다양한 파생형이 존재한다.

S-3 바이킹의 주요 변형


“버디 포드” 공중 급유 장치를 사용하여 S-3B에 공중 급유를 하는 ES-3A


1987년 VRC-50 소속 US-3A


VQ-5 소속 ES-3A


D-704 버디 스토어를 장착한 S-3B


VQ-6 소속 ES-3A 섀도우


파생형설명
KS-3A공중 급유기형. 버디포드 방식의 공중급유기능을 갖추고 있다. YS-3A에서 1대가 개조되었으나, 이후 US-3A로 개조되었다.[12]
US-3ACOD 수송형. 6대가 개조되었다.
ES-3A함상 SIGINT기. EA-3B를 대체하며 16대가 개조되었다.
아웃트로 바이킹장거리 함선 탐지기. 1대가 개조되어 S-3B로 복귀 후 USS 미드웨이 박물관에 전시 중이다.
올카 S-3B기뢰원 탐지기.
S-3A초기 생산 버전. 187대 생산.[34][35]
S-3B개선된 항공 전자 장비, AN/APS-137 역 합성 개구 레이더, 합동 전술 정보 분배 시스템, AGM-84 하푼 발사 기능. 1984년 9월 13일 첫 비행. S-3A에서 119대 개조.
KS-3BS-3B 기반, 버디 급유 시스템 활용 공중 급유기 제안. 미건조.
US-3A여객 수송용. 승객 6명 또는 약 2122.81kg 화물 수송. 1998년 퇴역.
알라딘 바이킹육상 감시 및 ELINT 임무. 6대 개조. 보스니아 전쟁에서 지상 센서 투하.
비어트랩 바이킹기밀 개조 S-3B.
칼립소 바이킹밀수 방지 변형 제안. 미건조.
그레이 울프 바이킹날개 아래 개조 화물 포드에 AN/APG-76 레이더 장착. 1대. E-8 조인트 스타 관련 SeaSTARS로도 불림.
오르카 바이킹항공 전자 장비 시험대.
NASA 바이킹NASA 연구 항공기로 개조.[36]


5. 운용

S-3A는 1974년부터 미 해군에 배치되어 1975년에 구형 S-2 트래커를 대체했다.[9] 1974년 2월 20일, 캘리포니아주 NAS 노스 아일랜드에 있는 제41 대잠전투 비행대대(VS-41)에서 처음으로 실전에 투입되었다. 초기에는 항공모함 환경에서 어려움을 겪었으나, 예비 부품 공급이 원활해지면서 성능이 개선되어 대잠전 및 해상 감시 플랫폼으로 활약했다.[11]

1987년부터 대부분의 S-3A는 AGM-84 하푼 대함 미사일 발사 기능과 "버디 스토어"를 이용한 공중 급유 기능을 포함, S-3B 표준으로 업그레이드되었다.[5] 1990년대 초 소련 붕괴 이후, S-3는 대잠전 장비가 제거되고 해상 수색, 해상 및 지상 공격, 초수평선 표적 획득 및 항공기 재급유 임무를 수행하게 되었으며, 비행대대는 "해상 초계 비행대대"로 재지정되었다.[3][5]

S-3B는 1991년 걸프 전쟁에서 공격, 유조기, ELINT 임무를 수행하고 ADM-141 TALD 미끼를 발사하는 등 다양한 임무를 수행했다.[13] 또한 유고슬라비아 전쟁, 항구적 자유 작전에도 참여했다.

2003년 5월, 항공모함 에이브러햄 링컨에 탑재된 S-3B 바이킹 "네이비 원"


2003년 5월 1일, 조지 W. 부시 미국 대통령이 S-3를 타고 항공모함 에이브러햄 링컨에 착함하여 화제가 되었다. 이 항공기는 "네이비 원"이라는 호출 부호를 사용했으며, 이후 해군 항공 국립 박물관에 전시되었다.[5]

2008년에는 알 아사드 공군기지에서 비전통적인 정보, 감시 및 정찰 임무를 수행하기도 했다.[5] 2009년 1월, 최종 항모 기반 S-3B 비행대대가 해체되었다.[16][5]

2010년 VX-30의 S-3B, 콜사인은 "Bloodhound 700".


S-3B N601NA는 2009년부터 2021년까지 NASA에 의해 운용되었다.


이후 S-3는 태평양 미사일 시험 센터의 사격 지역 순찰, NASA의 시험 비행 등 제한적인 임무를 수행하다가 2016년 1월 11일에 미국 해군에서 완전히 퇴역했다.[20][21] NASA는 2021년까지 S-3B를 운용했다.[24][5]

5. 1. 대한민국 해군의 도입 검토

대한민국 해군은 2013년에 S-2 트래커의 후속 기종으로 퇴역한 S-3B 30여 대(예비 부품용 10여 대 포함) 도입을 추진했다.[26] 초기에는 기체 1기당 가격 100억 원, 국산 전자기기 오버홀 비용 200억 원 등 대당 총 300억 원으로, 예비 부품용 기체를 포함하여 총 1조 원 이내로 30~40여 대를 도입할 계획이었다.

하지만 도입 결정이 지연되면서 2015년 8월에는 S-3B 기체 가격이 대당 300억 원, 개량 비용 300억 원으로 상승했고, 예산도 약 7,200억 원으로 축소되어 도입 대수가 12대로 대폭 줄었다.[27] 군사 전문가들은 사막에 보관 중인 S-3가 대략 1만에서 1만 2천 시간을 더 비행할 수 있을 것이라고 예상했다.

2015년 9월, 바이킹 도입이 국방부 전력소요검증위원회를 통과했지만, 도입 대수는 20대에서 12대로 축소되었다. 2016년 6월, 국방부는 대잠초계기 사업 추진 전략을 검토 중이며, 업체나 기종은 아직 선정되지 않았다고 발표했다. 록히드 마틴 관계자도 S-3 도입은 희망 사항일 뿐이라고 밝혀, P-8 포세이돈이나 중고 P-3 오라이언 등 다른 기종이 선정될 가능성도 있었다.

2010년 천안함 피격 사건을 계기로 조선민주주의인민공화국 잠수함에 대한 대응을 강화하기 위해 S-3 구매를 추진했으나,[69] 가격 협상이 난항을 겪으면서 도입 대수를 줄이는 등 어려움을 겪다가 결국 협상이 중단되었다.[70]

이후 P-3C의 노후화로 인해 후속 기종으로 6대의 P-8A를 대외군사판매 (FMS) 방식으로 도입하기로 결정했다.[71][72] 2016년 12월, 국방부는 P-8 가격이 도입국 증가로 1,500억 원 정도로 하락함에 따라 P-8 8대를 도입하기로 결정했다. 2018년 6월, 공개 경쟁 입찰 대신 수의계약으로 P-8 도입이 결정되면서 S-3 중고 바이킹 도입은 무산되었다.

6. 퇴역 및 보관

S-3 바이킹은 2009년 함대 임무를 완수하고 대부분 퇴역했으며, S-3 바이킹을 운용했던 기존 비행대대들은 2004년 4월부터 순차적으로 해체되었다.[5] F/A-18E/F 슈퍼호넷과 F-35C 라이트닝 II가 S-3의 임무를 대체했다.

2013년 기준으로, 애리조나주 데이비스몬선 공군기지와 투손의 아막(AMARC)에 보관 중인 미 해군 퇴역 바이킹 항공기 현황은 다음과 같다.

항공기 명칭현재 대수
록히드 S-3A 바이킹29대
록히드 S-3B 바이킹82대
록히드 ES-3A(전자전기) 바이킹15대
록히드 US-3A(수송기형) 바이킹4대



ES-3A는 1999년에 두 비행대대와 함께 모두 퇴역하여 애리조나주 데이비스-몬탄 공군 기지의 항공우주 정비 및 재생 그룹 (AMARG) 보관소에 배치되었다.[5]

최종 항모 기반 S-3B 비행대대인 VS-22는 2009년 1월 29일 NAS 잭슨빌에서 해체되었다. 해상 통제 비행대대(Sea Control Wing Atlantic)는 다음날 마지막 S-3와 함께 최전선 함대에서 해체되었다.[16][5]

2010년 6월, 캘리포니아 해안에서 태평양 미사일 시험 센터의 사격 지역을 순찰하는 임무를 위해 3대의 S-3가 재활성화되었다.[17] 이 S-3B는 캘리포니아 NAS 포인트 무구에 기반을 둔 제30 공중 시험 및 평가 비행대대(VX-30)에서 운용했다.[18][19] 2015년 말까지 미국 해군은 지원 역할로 총 3대의 바이킹을 운용했다. 2015년 11월 한 대는 데이비스-몬탄 공군 기지로 이전되었고, 마지막 두 대는 2016년 1월 11일에 퇴역하여 한 대는 보관되었고 다른 한 대는 NASA로 이전되어 S-3는 해군에서 공식적으로 퇴역했다.[20][21]

NASA는 2004년에 퇴역한 S-3B 4대를 인수하여 글렌 연구 센터에서 사용했다.[22] 2009년부터 2021년까지 NASA에서 운용된 S-3B N601NA는 다양한 연구 프로그램에 참여했다.[5] NASA의 마지막 S-3B는 2021년 7월 13일에 퇴역했다.[24][5]

7. 주요 정보

주요 정보
승무원4명 (조종사, 부조종사 겸 전술 조정관(COTAC), 전술 조정관(TACCO), 센서 조작원(SENSO))[5]
길이16.26m
높이6.93m
폭주 날개 펼쳤을 때: 20.93m, 접었을 때: 9m
자체 중량12090kg
최대 이륙 중량23831kg
최대 속도795km/h (해면), 828km/h (고도 6100m)
순항 속도680km/h
작전 반경5121km
엔진제너럴 일렉트릭 TF34-GE-400 터보팬 엔진 2발 (단발 추력 4200kg)
제작사록히드 마틴


참조

[1] 서적 Francillon 1982, pp. 455–456.
[2] 서적 Godfrey 1974, p. 6.
[3] 웹사이트 The Lockheed S-3 Viking. http://www.vectorsit[...] 2005-05-01
[4] 서적 Francillon 1982, p. 457.
[5] 서적 Francillon 1987, p. 467.
[6] 서적 Jane's All The World's Aircraft, 1977–78 Jane's Yearbooks 1977
[7] 서적 Elward 1998, pp. 54–55.
[8] 서적 Elward 1998, p. 69.
[9] 서적 Lockheed Martin Books on Demand GmbH 2012-12-23
[10] 서적 Taylor 1976, pp. 315–316.
[11] 웹사이트 S-3 Viking: from sub hunter to desert warrior https://www.thefreel[...] Naval Aviation News 2009-11-01
[12] 간행물 Air International July 1986, pp. 44–45. 1986-07
[13] 웹사이트 Submarine Killer: Why Did the U.S. Navy Retire Its Vaunted S-3 Viking Planes? https://nationalinte[...] nationalinterest.org 2020-11-19
[14] 뉴스 The Final Boat: End of the USN's S-3B Vikings http://www.defensein[...] 2009-02-03
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