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하인켈 He 100

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목차

1. 개요

하인켈 He 100은 1930년대 후반 독일에서 개발된 단좌 전투기이다. Bf 109를 대체하기 위해 개발되었으나, 엔진 부족, 공군 정책, 설계 문제 등으로 인해 실전 배치되지 못했다. He 100은 뛰어난 속도 성능을 보여주며 여러 기록을 세웠지만, 독일 공군은 Bf 109 생산에 집중하고, He 100은 선전에 활용되었다. 이후 일본 해군에 도입되어 평가를 받았으나, 실용화되지는 못했다. 종전 후에는 He 100을 기반으로 한 고고도 전투기 개발 계획이 있었으나 완성되지 못했다.

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하인켈 He 100
기본 정보
He 100D colour
선전용으로 채색된 He 100D-1 이미지
기종전투기
제작사하인켈
설계자발터 귄터, 지크프리트 귄터
최초 비행1938년 1월 22일
퇴역실전 배치되지 않음
주요 운용국독일 공군
생산 대수25대 (시제기 포함)
파생형하인켈 He 113(선전용, 실전 배치되지 않음)
운용 정보
운용 국가독일
일본 제국
소비에트 연방
초도 비행1938년 1월 22일
생산량25대 (시제기 6대 포함)
퇴역 시기1939년(채택되지 않음)
운용 상황미취역
제원
종류연구기

2. 개발

제국 항공부가 He 112를 제치고 Bf 109를 차기 단좌 전투기로 선정하자, 에른스트 하인켈은 Bf 109를 능가하는 새로운 전투기를 개발하고자 했다. 이는 포케불프의 쿠르트 탱크를 포함한 다른 독일 항공기 설계자들의 목표와도 일치했다. 제국 항공부의 공식적인 프로젝트는 없었지만, 새로운 설계가 "슈퍼 추격기" 설계를 평가하기 위해 두 회사의 프로젝트에 자금을 지원할 만큼 중요하다고 생각했다.

He 112의 실패를 교훈 삼아, He 100은 가능한 한 쉽게 제작할 수 있도록 설계되었으며, 700km/h를 목표로 했다. 귄터 형제 중 발터 귄터는 기존의 He 112를 개선하는 대신, 완전히 새로운 설계인 '''''Projekt'' 1035''를 시작했다. He 100은 He 112보다 부품 수가 훨씬 적었고(969개 대 2,885개), 복잡한 곡면도 최소화되었다.[1] 새로운 직선형 날개 덕분에 생산에 필요한 리벳 수도 크게 줄었다(11,543개 대 26,864개).[1]

발터 귄터는 1937년 5월 25일 교통사고로 사망했고, 그의 쌍둥이 형제 지크프리트가 설계를 이어받아 완성했다. 10월 말, 설계는 제국 항공부에 제출되었으며, 시제품 세부 사항, 레클린 테스트 센터에 납품될 세 대의 항공기에 대한 납기일 및 가격이 포함되었다.

He 100은 '''He 113'''으로 지정될 예정이었으나, "13"이 불운한 숫자라는 이유로 사용되지 않았다.[2]

1938년 1월 22일, 첫 번째 프로토타입 He 100 V1이 비행했다. V1은 빠른 속도를 보였지만, 이전의 He 112처럼 방향 안정성이 부족하고 날개 하중이 높아 착륙 속도가 매우 빨랐다. 공군 시험 조종사들은 이 점을 싫어했고, 지상 승무원들은 엔진 정비가 어려운 좁은 카울링에 불만을 가졌다. 가장 큰 문제는 증발 냉각 시스템이었다.

He 100 V2는 수직 안정판을 더 크고 직사각형 형태로 변경하여 안정성 문제를 해결했다. 오일 냉각 문제는 여전하여, 날개 아래에 작은 반자동식 라디에이터로 교체되었다. V2는 실험적인 DB 601M 엔진을 받았다. 1938년 6월 5일, 에른스트 우데트는 V2를 조종하여 634.73km/h의 100km 폐쇄 회로 세계 기록을 세웠다. 이후 V2는 레클린으로 옮겨져 시험을 계속했다.

He 100 V3는 축소된 레이싱 날개와 더 작고 둥근 캐노피를 가졌으며, 모든 돌출부와 접합부는 퍼티로 덮고 샌딩 처리했다. 8월에 DB 601R 엔진을 장착하고 9월에 기록 도전을 위해 바르네뮌데로 옮겨졌으나, 시험 비행 중 착륙 장치 문제로 조종사가 탈출해야 했다.

He 100 V4는 유일한 "생산" 프로토타입으로, "100B" 모델(V1~V3는 "A" 모델)로 불렸다. 무장은 없었지만, 601M 엔진을 장착한 서비스 모델이었고, Bf 109보다 빠른 속도를 보였다.

원래 V4가 마지막 프로토타입이었지만, 6대의 추가 생산이 허용되었다. V3를 대체하기 위해 V8이 선택되었고, 1939년 1월 8일에 DB 601R 엔진을 장착하고 오라니엔버그로 이동했다. 1939년 3월 30일, 한스 디테를레는 V8으로 746.6km/h의 새로운 세계 기록을 세웠다.

He 100 V5는 V4와 동일하게 완성되었고, V8의 기록 도전을 위한 영화에 사용되었다. He 100 V6는 엔진 테스트베드로 사용되었고, V7은 MG FF 기관포 2문과 MG 17 기관총 4문으로 무장한 최초의 He 100이었다. V9는 충돌 시험에 사용되었고, V10은 V8의 레이싱 날개와 캐노피를 장착하고 뮌헨의 독일 박물관에 전시되었다.

He 100은 과열 문제와 냉각 시스템 모터 고장, 그리고 착륙 장치 문제가 지속적으로 발생했다.

2. 1. 초기 설계 및 특징

제국 항공부가 He 112를 제치고 Bf 109를 차기 단좌 전투기로 선정하자, 에른스트 하인켈은 Bf 109의 성능을 능가할 새로운 전투기 개발에 관심을 갖게 되었다.[1]

하인켈은 생산성을 높이기 위해 He 112보다 부품 수를 줄이고, 복잡한 곡면을 최소화하는 방향으로 설계를 진행했다.[1] He 112는 2,885개의 부품과 26,864개의 리벳으로 구성된 반면, He 100 (''Projekt'' 1035)는 969개의 부품과 11,543개의 리벳으로 제작되었다. 특히, 직선형 날개는 부품 수와 리벳 수를 줄여 생산성을 크게 향상시켰는데, 첫 번째 날개를 제작한 후 날개당 1,150시간의 인건비를 절약했다고 보고되었다.[1]

약속된 성능을 달성하기 위해, He 100은 철저하게 공기역학적으로 설계되었다. 착륙 장치는 비행 시에 접혀 들어가 완전히 덮였다.

다임러-벤츠 DB 601 엔진에서 최대한의 출력을 얻기 위해 배기 이젝터를 사용하여 약간의 추가 추력을 제공했다. 과급기 흡입구는 왼쪽 날개의 전연 위치로 이동되었다.

1938년 1월 22일, 첫 번째 프로토타입 He 100 V1이 비행에 성공하여 빠른 속도를 입증했다. 그러나 공군 시험 조종사들은 높은 날개 하중으로 인한 빠른 착륙 속도에 불만을 표했다. 지상 승무원들 또한 엔진 정비가 어려운 좁은 카울링을 문제점으로 지적했다.

97식 전투기 이후 나카지마 비행기제 단좌 전투기들과 마찬가지로, 주익 전연 후퇴각을 0으로 하는 설계 방식은 하인켈사에서도 상용화되어, He 280, He 219, He 162 등에 계승되었다. 내익의 상반각도 0으로, 가벼운 역 갈매기 날개를 구성하고 있다.

2. 2. 엔진 문제와 냉각 시스템

He 100은 Bf 109와 동일한 다임러-벤츠 DB 601 엔진을 사용했는데, 당시 독일은 첨단 항공기 엔진 부족에 심각하게 시달리고 있었다.[1] 같은 엔진을 사용하는 다른 항공기를 지원할 충분한 생산 능력이 없었기 때문에 He 100은 엔진 공급에 어려움을 겪었다. 유일하게 사용 가능한 대체 엔진은 융커스 유모 211이었고, 하인켈은 He 100에 이 엔진을 사용하는 것을 고려하도록 권고받았다.[1] 그러나 당시 사용 가능했던 초기 유모 211은 가압 냉각 시스템을 사용하지 않았고, 따라서 He 100의 증발 냉각 시스템에는 적합하지 않았다. 더욱이, 초기 유모 211의 과급기가 완전히 덮여 있지 않았기 때문에 유모 211 엔진을 장착한 He 100은 당시 DB 601 엔진을 장착한 Bf 109의 성능을 능가할 수 없었을 것이다.[1]

DB 601 엔진에서 가능한 한 많은 출력을 제공하기 위해 배기 이젝터를 사용하여 약간의 추가 추력을 제공했다.[1] 과급기 흡입구는 카울링 측면의 일반적인 위치에서 왼쪽 날개의 전연 위치로 이동되었지만, 길고 구부러진 유도관은 아마도 어떤 이점도 없앴을 것이다.[1]

나머지 설계 성능 향상을 위해 발터는 증발 냉각이라는 실험적 방법에 의존했다.[1] 하인켈과 귄터 형제는 이 기술의 열렬한 지지자였으며, 이전에 He 119에 사용해 유망한 결과를 얻었다. 증발 냉각은 완전히 공기 저항이 없는 냉각 시스템과 무게 감소를 약속했다.[1] 그러나, 이 냉각 시스템은 가장 큰 문제로 밝혀졌는데, 잦은 고장과 복잡한 구조로 인해 실용성에 문제를 드러냈다.[1] 시험 기간 동안 펌프 고장으로 인해 비행이 조기에 종료되었지만, 일부 시험 조종사는 단순히 이를 무시하기도 했다.[1]

3. 시험 비행 및 속도 기록

He 100은 여러 시제기를 통해 시험 비행을 거쳤으며, 그 과정에서 뛰어난 속도 성능을 입증했다.

1938년 1월 22일, 첫 번째 프로토타입 He 100 V1이 비행했다. 이 항공기는 매우 빠른 속도를 보였으나, He 112와 마찬가지로 방향 안정성이 부족했다. 또한, 날개 하중이 높아 착륙 속도가 매우 빨라 공군 시험 조종사들은 이를 싫어했다.[1]

He 100 V2는 수직 안정판을 더 크고 직사각형 형태로 변경하여 안정성 문제를 해결했다. 에른스트 우데트는 1938년 6월 5일 V2를 조종하여 634.73km/h의 100km 폐쇄 회로 세계 기록을 세웠다. 이 비행에서 냉각 펌프가 고장났지만 우데트는 경고등을 무시했다.[1]

He 100 V3는 축소된 레이싱 날개와 더 작고 둥근 캐노피를 장착했다. 1939년 3월 30일, 한스 디테를레는 He 100 V8을 조종하여 746.6km/h의 새로운 세계 속도 기록을 세웠다.

He 100 V4는 "100B" 모델로, 무장이 없었지만 해수면에서 560km/h, 610km/h, 최고 669km/h의 속도를 기록했다. 그러나 He 100은 과열, 냉각 시스템 모터 고장, 착륙 장치 문제 등을 겪었다.

3. 1. 명칭 논란

He 100은 개발 과정에서 여러 명칭이 혼용되었다. 원래 He 100은 '''He 113'''으로 지정될 예정이었으나, 숫자 "13"이 불운하다는 이유로 사용되지 않았다.[2] 에른스트 하인켈은 이 "둥근" 숫자가 설계의 생산 가능성을 높여주기를 바라며 로비를 했다고 전해진다.

에른스트 우데트가 He 100 V2 시제기를 조종하여 속도 기록을 세웠을 때(1938년 6월 5일), 이 기록은 널리 홍보되었지만 언론에서는 이 항공기를 "He 112U"라고 불렀다. "U"는 "우데트"를 의미하는 것으로 보인다. 당시 He 112는 여전히 생산 중이었고 고객을 찾고 있었으므로, 이는 구형 설계를 홍보하는 한 가지 방법이었다.

한스 디테를레가 He 100 V8 시제기로 새로운 속도 기록을 세웠을 때(1939년 3월 30일)도, 항공기는 언론에서 He 112U로 언급되었다.

He 100은 일본 제국 해군이 구매하여 사용했을 때 He 112U나 He 113이라는 명칭으로 프로파간다용으로 공식 발표되기도 하였다.

4. 실전 배치 실패와 선전 활용

He 100은 뛰어난 성능을 보였지만, 몇 가지 이유로 독일 공군의 주력 전투기로 채택되지 못했다.


  • 메서슈미트 Bf 109 생산 유지: 독일 공군은 이미 메서슈미트 Bf 109를 대량 생산하고 있었다. He 100 채택은 Bf 109 생산에 차질을 빚을 수 있었다.
  • 다임러 DB 601 엔진 부족: He 100과 Bf 109는 모두 DB 601 엔진을 사용했다. 당시 DB 601 엔진은 Bf 110의 수요도 감당하기 어려웠다.
  • He 100 자체 문제점: He 100은 주익을 표면 냉각기로 사용해 피탄에 취약하다는 지적을 받았다. 높은 실속 속도, 날개 하중, 복잡한 생산 공정도 문제로 거론되었다.


결국 He 100은 양산되지 못하고, 포케불프 Fw 190이 브라모 139(이후 BMW 801) 방사형 엔진을 기반으로 개발되어 루프트바페의 주력 전투기가 되었다.

주기된 He 100D (1940년). 기수 마크를 여러 번 덧칠해 연합국은 여러 부대에서 He 100이 운용되는 것으로 오인했다.


He 100은 'He 113'이라는 가상의 이름으로 선전전에 활용되었다. 다양한 위장 도색을 적용하고 실전 배치된 것처럼 선전하여 연합군에 혼란을 주었다. He 100D-1 3기는 하인켈사 공장 방공에 투입되었으나, 교전 기회는 없었다.

결국 하인켈사는 제트 전투기 He 280 개발에 집중하게 되었고, 남은 He 100은 소련과 일본 제국에 판매되었다.

4. 1. D형 개발과 해외 판매

He 100은 D-0, D-1 등 여러 개량형이 개발되었다. D-0형은 이전 C형과 유사하지만 몇 가지 중요한 변화가 있었다. 우선, 안정성 문제를 개선하기 위해 수직 꼬리날개가 더 커졌다. 또한 조종석과 캐노피가 재설계되어 조종사는 모든 방향에서 탁월한 시야를 확보할 수 있게 되었다.[4] 무장은 C 모델에서 MG FF/M 20mm 기관포 1문(프로펠러 스피너를 통해 발사)과 MG 17 7.92mm 기관총 2정(동체에 가까운 날개에 장착)으로 감소되었다.[4]

D-1형은 He 100의 최종 발전형으로, D-0형과 유사하지만 수평 안정판이 확대되었다. 가장 큰 변화는 표면 냉각 시스템을 포기하고, 더 큰 버전의 접이식 라디에이터를 설치하여 냉각 계통의 신뢰성을 높인 것이다. 라디에이터는 조종석 아래에 설치되어 날개를 약간 넓혔다.[4]

He 100 D-1은 무장, 더 커진 캐노피, 라디에이터를 장착한 후에도 여전히 644km/h 범위의 속도를 낼 수 있었다. 낮은 공기 저항 동체 덕분에 He 100은 Bf 109의 600km에 비해 900km에서 1000km의 더 우수한 전투 항속거리를 가졌다.[4]

He 100은 일본 제국 해군과 소련에 판매되었다. 3대의 D-0형 항공기는 1939년 여름까지 완성되어 하인켈 마리네헤 공장에서 테스트를 받은 후, 일본 제국 해군에 판매되어 1940년에 일본으로 수송되었다. 일본에서는 '''AXHe1'''이라는 명칭으로 불렸다.[4]

He 100 D-1의 제원은 다음과 같다.

항목내용
전장8.20 m
전폭9.40 m
익면적14.5 m2
전비 중량2,500 kg
엔진다임러 DB 601 1100 hp × 1
최대 속도670km/h
실용 상승 한도9,000 m
무장MG FF 20 mm 기관포 × 1 (모터카논), MG 17 7.92 mm 기관총 × 2 (기수) 또는 MG 151 20mm 기관포 × 2 (주익)
승무원1명


5. 일본 해군의 He 100 (AXHe1) 도입과 평가

일본 제국 해군은 1941년에 He 100 D-0형 3대를 도입하여 '하인켈 100형 전투기(AXHe1)'라는 명칭으로 평가 시험을 실시했다.[9] 해군은 시험 결과에 깊은 인상을 받아 가능한 한 빨리 이 항공기를 육상 기반 요격기로 양산할 계획을 세웠으며, 히타치는 이 항공기 생산 계약을 체결하고 지바에 공장 건설을 시작했다.

He 100은 완전 무장 상태에서 670km/h의 고속을 실제로 발휘하여 관계자에게 충격을 주었고, 국지 전투기로서의 적성을 보였다. 프로토타입 시험에는 하인켈의 시험 비행 조종사 게르하르트 니치케(Gerhard Nitschke)가 동행했으며, 그는 시험 및 평가 기간 동안 해군 소위 고후쿠다 미츠기와 협력했다.

그러나, 조종이 어렵고 항속 거리가 짧다는 점, 생산에 필요한 기술이 당시 일본의 수준을 초월했다는 점, 수송 중에 파손된 생산 지그를 다시 수배했으나 개전으로 인해 수송 수단이 막혔다는 점, 초전의 쾌진격 와중에 방공 사상이 희미해졌다는 점 등으로 인해 채용은 보류되었다.

고후쿠다 코우분(해군 항공 기술창 비행 실험부 전투기 담당 주무부원)은 상당수를 구입한다는 협정이 있었다고 밝히고 있다.[10] 실제로 본 기체를 조종한 고후쿠다는 상승 비행 중에 주익 윗면 앞쪽 구멍에서 증기 기관차와 같은 증기가 뿜어져 나와 놀랐다고 회상하며, 투박하고 실용적이며 합리주의적이며, 때로는 탑승자의 의견도 양산성을 위해 무시하는 등, 독일다운 전투기라고 말했다.[11]

He 100의 구조는 그 후 일본 해군기 설계에 참고가 되었다.

6. 추가 개발 계획 (프로젝트 1076)

1944년 말, 독일 항공부(RLM)는 뛰어난 성능을 가진 새로운 고고도 전투기 제작을 요구했다. Ta 152H (포케불프 Fw 190의 직렬 엔진 버전)가 제한적으로 생산되었지만, 하인켈은 항공기 설계 계약을 맺고 지크프리트 귄터가 새로운 '''프로젝트 1076'''을 담당하게 되었다.

새로운 설계는 He 100과 유사했지만, 여러 세부 변경으로 완전히 새로운 항공기처럼 보였다. 고고도 작업을 위해 새롭고 더 긴 날개를 장착했는데, 이는 거꾸로 된 갈매기 날개 굽힘을 잃었고 8°로 약간 후퇴했다. 플랩 또는 에일러론은 날개의 전체 후연을 덮어 현대적인 외관을 제공했다. 조종석은 고고도 비행을 위해 객실 가압되었고, 뒤로 미끄러지는 대신 측면에 경첩으로 연결된 작은 버블 캐노피로 덮여 있었다. 다른 변경 사항으로는 착륙 장치가 원래 Bf 109처럼 바깥쪽으로 후퇴하고 표면 냉각 시스템이 다시 도입되었다는 점이다.

무장은 프로펠러 허브를 통해 발사되는 30mm MK 103 기관포 1문과 날개에 장착된 30mm MK 108 기관포 2문이 계획되었다.

계획된 엔진 유형은 다음과 같다.

엔진 유형출력 (kW)비고
DB 603M1361kWMW-50 수분사 시스템 사용 시 1545kW
DB 603N2051kW
Jumo 213E1287kWDB 603과 동일한 유체 서비스 위치를 갖도록 설계, MW-50 수분사 시스템 사용 시 1545kW



603N 엔진의 경우, 최고 속도는 880km/h로 예상되었는데, 이는 당시 시험 운행에 들어간 제트 전투기인 메서슈미트 Me 262와 같은 수준이었다. 1500kW 이상의 출력을 가진 항공 왕복 엔진으로도 성능은 여전히 우수했을 것이지만, 이는 전쟁 기간 동안 독일 항공기 엔진 산업에 심각한 기술적 장벽으로 작용했다. 603M 엔진은 855km/h의 최고 속도를 낼 것으로 예상되었다.

하지만 이 수치는 다소 의심스러우며, 하인켈이 실현 불가능한 낙관적인 추측을 했을 가능성이 높다. 프로펠러는 음속에 접근하면서 효율성을 잃고, 결국 엔진 출력이 증가해도 추력이 더 이상 증가하지 않기 때문이다. 첨단 역회전 ''Vereinigte Deutsche Metallwerke'' (VDM) - 원 프로펠러 설계는 이러한 문제를 해결할 수 없었을 것이다. 이 설계는 우선순위가 낮았던 것으로 보이며, 전쟁이 끝날 때까지 완성되지 못했다. 지크프리트 귄터는 1945년 중반에 미국인들에게 상세한 도면과 계획을 제공했다.[2]

7. 결론

He 100은 뛰어난 성능을 가진 전투기였지만, 여러 가지 이유로 대량 생산 및 실전 배치되지 못했다.[6] 1939년 당시 세계에서 가장 진보된 전투기 설계 중 하나로 평가받았으며, 심지어 이후의 포케울프 Fw 190보다도 빨랐다. 보우트 F4U 콜세어가 등장하기 전까지 He 100의 성능은 독보적이었다. 리퍼블릭 XP-47J가 1944년 8월 초에 813km/h를 기록했지만, 이는 He 100과 유사한 엔진을 사용한 결과였다.[6]

He 100이 실전 배치되지 못한 이유는 다양하게 거론된다. 일각에서는 정치적인 이유를 들지만, 이는 하인켈 자신의 주장에서 비롯된 것으로, He 112 실패에 대한 불안감 때문으로 보인다. 하인켈은 Bf 109와 Bf 110을 개발한 메서슈미트와는 별개로, 제도권 내에서 존경받는 인물이었다.

다른 이들은 제국 항공부(RLM)의 생산 철학을 탓하지만, 이 역시 포케울프 Fw 190이 구매된 직후의 상황을 고려하면 설득력이 떨어진다.

RLM의 공식적인 입장은 DB 601 엔진 생산 문제로 인해 해당 엔진을 사용하는 다른 설계가 취소되었다는 것이다. 당시 DB 601 엔진은 Bf 109와 Bf 110에 모두 사용되었고, 다임러는 수요를 감당할 수 없었다. RLM은 메서슈미트 외에는 DB 601 엔진 지급을 금지했고, 이는 여러 설계가 보류되는 결과를 초래했다. 또한 Bf 109와 Bf 110은 잠재적인 적보다 우수한 것으로 평가되어, 더 강력한 항공기의 필요성이 낮아졌다.

하인켈은 다른 엔진으로 전환할 수밖에 없었고, RLM은 융커스 유모 211 엔진을 사용하는 He 100 버전에 관심을 보였다. 그러나 He 100 설계는 유모 211 엔진에 적합하지 않았고, 냉각 시스템과 엔진 마운트를 재설계해야 했다. 하인켈은 성능 저하를 우려하여 He 100 생산을 중단했다.

결과적으로, 포케울프 Fw 190은 브라모 139(이후 BMW 801) 방사형 엔진을 기반으로 했기 때문에 루프트바페의 차세대 주력 전투기가 되었다. 이러한 엔진은 생산 초기 단계였지만, 기존 설비의 생산을 방해하지 않고 기체와 항공기 라인을 병렬로 가동할 수 있었다.

참조

[1] 서적 1972
[2] 서적 2009
[3] 서적 2007
[4] 서적 2007
[5] 서적 1989
[6] 웹사이트 Republic XP-47J Superbolt Fighter https://oldmachinepr[...] 2013-12-18
[7] 웹사이트 Heinkel WWII German Fighter He 100D-1, Static. http://planesoffame.[...] 2015-02-03
[8] 서적 1989
[9] 서적 日本航空機総集 輸入機篇 出版協同社 1972
[10] 서적 指揮官空戦記
[11] 서적 指揮官空戦記
[12] 웹사이트 HERO WINGS https://sigururi.com[...] 2020-10-04
[13] 웹사이트 戦翼通信 vol.02 世界観設定・設定考証 鈴木貴昭氏によるスペシャルコラム 第2回 キ-44II乙 ＆ He100D-1 https://sigururi.com[...] 2020-10-04
[14] 문서


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