노스롭 YF-17 코브라
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1. 개요
노스롭 YF-17 코브라는 1970년대 미국 공군의 경량 전투기 프로그램에 참여하기 위해 노스롭이 개발한 시제 전투기이다. F-5E 타이거 II를 기반으로 개발되었으며, 더 강력한 엔진과 LERX(전연부 확장)를 특징으로 하여 기동성을 향상시켰다. YF-17은 제너럴 일렉트릭 YJ101 엔진을 장착하고, 부분적인 플라이 바이 와이어 시스템을 갖추었으며, 최대 마하 1.95의 속도를 낼 수 있었다. 이 기체는 제너럴 다이내믹스 YF-16과 경쟁했으며, 미 해군의 VFAX 프로그램에 영향을 미쳐 맥도넬 더글러스 F/A-18 호넷의 개발로 이어졌다. 현재 두 대의 YF-17 프로토타입이 박물관에 전시되어 있다.
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| 노스롭 YF-17 코브라 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 기종 | 전투기 시제기 |
| 제작사 | 노스롭 |
| 최초 비행 | 1974년 6월 9일 |
| 퇴역 | 퇴역 |
| 생산 대수 | 2대 |
| (주요) 사용국 | 미국 공군(예정) |
| 파생형 | 노스롭 F-18L 맥도널 더글러스 F/A-18 호넷 |
2. 개발 배경
YF-17 코브라는 1965년 노스롭의 내부 프로젝트 N-300에서 시작되어 P-530 코브라를 거쳐, 1971년 경량 전투기 프로그램에 따라 P-600 (YF-17A) 설계로 발전했다. N-300은 F-5E를 기반으로 동체를 연장하고, 전연부 확장(LERX)을 적용하고, 더 강력한 터보제트 엔진을 장착했으며, "누출 터보제트"라는 별명을 가진 GE15-J1A5 엔진을 사용했다.[2]
P-530은 F-5와 유사한 날개와 기수를 가졌지만, 날개 면적은 두 배 이상이었다. 조종석 아래로 좁아지는 LERX는 50°를 초과하는 받음각에서 약 50%의 추가 양력을 제공하여 기동성을 향상시켰고, 높은 받음각에서 엔진으로의 기류를 정렬했다.[2] 이러한 특징으로 인해 P-530은 "코브라"라는 별명을 얻었다.[2]
2. 1. 초기 설계
이 항공기의 주요 설계 요소는 1965년 초 노스롭의 내부 프로젝트 N-300에서 시작되었다. N-300은 F-5E에서 파생되었으며, 더 긴 동체, 작은 전연부 확장(LERX), 더 강력한 GE15-J1A1 터보제트 엔진(40 kN 추력)을 특징으로 한다. 무장 장착을 위해 날개 위치를 약간 높였다. N-300은 13000lbf GE15-J1A5 엔진을 사용하고, 0.25:1의 매우 작은 바이패스비를 가져 "누출 터보제트"라는 별명을 얻게 된 P-530 코브라로 더욱 발전했다.[2] 애프터버너와 노즐을 냉각시키기 위해 바이패스 공기가 필요했고, 차가운 바이패스 덕트 표면은 엔진 베이를 더 가볍고 저렴한 재료로 제작할 수 있게 했다.[1]
P-530의 날개 평면과 기수 부분은 F-5와 유사하여 4분의 1 코드 선에서 20°의 후퇴각과 비후퇴 후연으로 형성된 사다리꼴 모양이었지만, 면적은 F-5E의 에 비해 로 두 배 이상이었다.[2] 처음에는 숄더 마운트였던 날개는 중간 위치로 낮춰졌다.[2] 가장 독특한 새로운 특징은 조종석 아래 동체로 좁아지는 LERX였다.[2] 이들은 50°를 초과하는 받음각에서 약 50%의 추가 양력을 추가하여 기동성을 향상시켰다.[2] 또한 이 확장은 높은 받음각에서 엔진으로의 기류를 정렬했다.[2] 코브라 머리와의 유사성으로 인해 P-530에 "코브라"라는 별명이 붙게 되었다.[2]
2. 2. 경량 전투기 프로그램 (Lightweight Fighter program)
1971년 경량 전투기 프로그램이 발표되자 노스롭은 P-530을 YF-17A로 지정될 P-600 설계로 수정했다. P-530은 다목적 항공기로 설계되었지만, P-600은 엄격하게 공대공 시범기로 제작되었고, 그 결과 캐논은 동체 하부에서 상부로 이동했다. YF-17 설계와 GE15 엔진을 기반으로 개발된 YJ101 엔진 프로토타입 개발에는 100만 시간 이상의 인력과 5,000시간의 풍동 테스트가 소요되었다.YF-17은 주로 전통적인 세미 모노코크 스트레스 스킨 구조의 알루미늄으로 제작되었지만, 구조의 약 408.23kg 이상은 흑연/에폭시 복합재로 구성되었다. 작은 노즈에는 간단한 거리 측정 레이더가 장착되었다. 조종석에는 18°로 기울어진 사출 좌석, 버블 캐노피, 헤드업 디스플레이(HUD)가 있었다. 얇은 날개에는 연료가 실리지 않았으며, 전면 및 후면 가장자리와 LERX와 같은 부분은 복합재 페이스시트가 있는 Nomex 허니컴 코어로 구성되었다. 항공기 후면에는 허니컴 코어 위에 알루미늄으로 된 쌍발 가변 안정판과 전통적인 구조의 쌍발 수직 안정판이 있었다. 날개와 마찬가지로 전면 및 후면 가장자리는 허니컴 코어 위에 복합재 페이스시트로 제작되었다. 복합재 스피드 브레이크는 엔진 사이의 동체 상단에 위치했다.[3]
이 항공기는 14400lbf의 두 대의 제너럴 일렉트릭(General Electric) YJ101-GE-100 애프터버닝 터보제트 엔진에 의해 구동되었으며,[4] 엔진 고장 시 추력 비대칭을 최소화하기 위해 서로 옆에 설치되었다. 엔진 제거 시간을 최소화하기 위해 기체 후방 통제부를 건드리지 않고 항공기 아래에서 제거했다. 각 엔진은 독립적인 항공기 시스템을 위한 유압 펌프를 구동했다. P-530과 달리 YF-17에는 에일러론, 러더 및 가변 안정판을 주요 비행 제어에 사용하는 전자 제어 보강 시스템(ECAS)이라고 하는 부분적인 플라이 바이 와이어가 장착되었다.[3]
연구 결과에 따르면 단일 수직 안정판은 높은 받음각에서 불충분했으며, 45°로 기울어진 쌍발 수직 안정판으로 변경하여 기동성을 향상시키는 "완화된 종적 안정성" 설계를 구현했다. 노스롭은 플라이 바이 와이어 제어를 확신하지 못하고 기계식 작동 비행 제어를 유지했다. 1971년 1월 28일에 공개된 결과 항공기는 최대 중량 약 18143.68kg과 최대 속도 마하 2를 가졌지만, 해외 구매자들에게는 거의 관심을 끌지 못했다.[2]
첫 번째 프로토타입 (일련 번호 ''72-1569'')는 1974년 4월 4일 호손에서 공개되었으며, 초도 비행은 6월 9일 에드워드 공군 기지에서 헨리 "행크" 쇼토가 조종하여 61분 동안 비행하여 약 5486.40m의 고도와 시속 610마일의 최대 속도를 기록했다.[5] 쇼토는 "우리 설계자들이 YF-17에서 조종사에게 항공기를 돌려주겠다고 말했을 때, 그들은 진심이었다. 이것은 전투기 조종사를 위한 전투기다."라고 말했다.[6] 두 번째 YF-17 (s/n ''72-1570'')은 8월 21일에 처음 비행했다.[5] 1974년까지 YF-17은 제너럴 다이내믹스(General Dynamics) YF-16과 경쟁했다. 두 대의 YF-17 프로토타입은 총 345.5시간의 288번의 시험 비행을 했다.[5] YF-17은 마하 1.95의 최고 속도, 9.4 ''g''의 최대 하중 계수, 약 15240.00m 이상의 최대 고도를 달성했다. 28 kn IAS에서 68도의 최대 받음각을 시연했다.[7]
2. 3. 미 해군 VFAX 프로그램
미 해군은 초기에 LWF 프로그램 참여에 크게 관여하지 않았다. 1974년 8월, 의회는 해군에게 새로운 경량 공격 전투기인 VFAX를 위해 LWF의 기술과 하드웨어를 최대한 활용하도록 지시했다.[8] 두 계약업체 모두 해군 전투기 경험이 없었기 때문에, 전문성을 제공할 파트너를 찾았다. 제너럴 다이내믹스는 보트와 팀을 이루어 보트 모델 1600을 개발했고, 노스롭은 맥도넬 더글라스와 팀을 이루어 F-18을 개발했다. 각 회사는 장거리 레이더와 다목적 능력을 갖춘 해군 요구 사항에 맞춰 설계를 수정하여 제출했다.[9]3. 설계 특징
이 항공기의 주요 설계 요소는 1965년 초 노스롭의 내부 프로젝트 N-300에서 시작되었다. N-300은 F-5E에서 파생되었으며, 더 긴 동체, 작은 전연부 확장(LERX), 더 강력한 GE15-J1A1 터보제트 엔진(9,000 lbf (40 kN)의 추력)을 특징으로 한다. N-300은 13000lbf GE15-J1A5 엔진을 사용하고, 0.25:1의 매우 작은 바이패스비를 가져 "누출 터보제트"라는 별명을 얻게 된 P-530 코브라로 더욱 발전했다.[2]
P-530의 날개 평면과 기수 부분은 F-5와 유사하여 4분의 1 코드 선에서 20°의 후퇴각과 비후퇴 후연으로 형성된 사다리꼴 모양이었지만, 면적은 F-5E의 에 비해 로 두 배 이상이었다.[2] 가장 독특한 새로운 특징은 조종석 아래 동체로 좁아지는 LERX였다.[2] 이들은 50°를 초과하는 받음각에서 약 50%의 추가 양력을 추가하여 기동성을 향상시켰다.[2] 또한 이 확장은 높은 받음각에서 엔진으로의 기류를 정렬했다.[2] 코브라 머리와의 유사성으로 인해 P-530에 "코브라"라는 별명이 붙게 되었다.[2]
1971년에 경량 전투기 프로그램이 발표되자 노스롭은 P-530을 YF-17A로 지정될 P-600 설계로 수정했다. P-530은 다목적 항공기로 설계되었지만, P-600은 엄격하게 공대공 시범기로 제작되었고, 그 결과 캐논은 동체 하부에서 상부로 이동했다. YF-17의 설계와 GE15 엔진의 개발인 YJ101 엔진 프로토타입은 100만 시간 이상의 인력과 5,000시간의 풍동 테스트를 소모했다.
YF-17은 주로 알루미늄으로 제작되었지만, 구조의 408 kg (900 lb) 이상은 흑연/에폭시 복합재로 구성되었다. 작은 노즈에는 간단한 거리 측정 레이더가 장착되었다. 조종석에는 18°로 기울어진 사출 좌석, 버블 캐노피, 헤드업 디스플레이(HUD)가 있었다. 얇은 날개에는 연료가 실리지 않았으며, 전면 및 후면 가장자리와 LERX와 같은 부분은 복합재 페이스시트가 있는 Nomex 허니컴 코어로 구성되었다. 항공기 후면에는 허니컴 코어 위에 알루미늄으로 된 쌍발 가변 안정판과 전통적인 구조의 쌍발 수직 안정판이 있었다. 복합재 스피드 브레이크는 엔진 사이의 동체 상단에 위치했다.[3]
이 항공기는 14400lbf의 두 대의 제너럴 일렉트릭(General Electric) YJ101-GE-100 에프터버닝 터보제트 엔진에 의해 구동되었으며,[4] 엔진 고장 시 추력 비대칭을 최소화하기 위해 서로 옆에 설치되었다. P-530과 달리 YF-17에는 에일러론, 러더 및 가변 안정판을 주요 비행 제어에 사용하는 전자 제어 보강 시스템(ECAS)이라고 하는 부분적인 플라이 바이 와이어가 장착되었다.[3]
연구 결과에 따르면 단일 수직 안정판은 높은 받음각에서 불충분했으며, 45°로 기울어진 쌍발 수직 안정판으로 변경하여 기동성을 향상시키는 "완화된 종적 안정성" 설계를 구현했다. 노스롭은 아직 플라이 바이 와이어 제어를 확신하지 못하고 기계식 작동 비행 제어를 유지했다. 1971년 1월 28일에 공개된 결과 항공기는 최대 중량 18,144 kg (40,000 lb)과 최대 속도 마하 2를 가졌지만, 해외 구매자들에게는 거의 관심을 끌지 못했다.[2]
첫 번째 프로토타입 (일련 번호 ''72-1569'')는 1974년 4월 4일 호손에서 공개되었으며, 초도 비행은 6월 9일 에드워드 공군 기지에서 헨리 "행크" 쇼토가 조종하여 61분 동안 비행하여 18,000 피트의 고도와 시속 610마일의 최대 속도를 기록했다.[5] 두 번째 YF-17 (s/n ''72-1570'')은 8월 21일에 처음 비행했다.[5] 1974년까지 YF-17은 제너럴 다이내믹스(General Dynamics) YF-16과 경쟁했다. 두 대의 YF-17 프로토타입은 총 345.5시간의 288번의 시험 비행을 했다.[5] YF-17은 마하 1.95의 최고 속도, 9.4 ''g''의 최대 하중 계수, 이상의 최대 고도를 달성했다. 28 kn IAS에서 68도의 최대 받음각을 시연했다.[7]
4. 시험 비행
1974년 4월 4일, 첫 번째 프로토타입(일련 번호 ''72-1569'')이 호손에서 공개되었고, 6월 9일 에드워드 공군 기지에서 헨리 "행크" 쇼토가 조종하여 초도 비행을 했다. 61분 동안 비행하며 18,000 피트의 고도와 시속 610마일의 최대 속도를 기록했다.[5] 쇼토는 "우리 설계자들이 YF-17에서 조종사에게 항공기를 돌려주겠다고 말했을 때, 그들은 진심이었다. 이것은 전투기 조종사를 위한 전투기다."라고 말했다.[6] 두 번째 YF-17 (s/n ''72-1570'')은 8월 21일에 처음 비행했다.[5]
1974년까지 YF-17은 제너럴 다이내믹스 YF-16과 경쟁했다. 두 대의 YF-17 프로토타입은 총 345.5시간 동안 288번의 시험 비행을 했다.[5] YF-17은 마하 1.95의 최고 속도, 9.4 ''g''의 최대 하중 계수, 약 15240.00m 이상의 최대 고도를 달성했다. 28 kn IAS에서 68도의 최대 받음각을 시연했다.[7]
프로토타입 YF-17 72-1569는 개발 중이던 첫 번째 F/A-18 프로토타입에 앞서 1976년 5월 27일부터 7월 14일까지 기저 항력 연구를 위해 미국 항공 우주국(NASA) 드라이든 비행 연구 센터로 보내졌다.[10]
5. 제원 (YF-17A)
| YF-17A 제원 | |
|---|---|
| 승무원 | 1명 |
| 길이 | 약 17.07m |
| 날개폭 | 약 10.67m |
| 높이 | 약 4.88m |
| 날개 면적 | 약 32.52m2 |
| 자체 중량 | 약 7792.71kg |
| 적재 중량 | 약 10432.62kg |
| 최대 이륙 중량 | 약 15549.13kg |
| 엔진 | 제너럴 일렉트릭 YJ101-100 재연소 터보팬 2개 |
| 추력 | 각 약 6531.72kg |
| 최대 속도 | 마하 1.95 |
| 항속 거리 | 약 4811.93km |
| 상승 한도 | 약 15240.00m |
| 상승률 | 약 15240.00m/min |
| 추력/중량 | 1.25 |
| 날개 하중 | 약 29.94kg |
| 무장 | 1× 20 mm (0.79 in) M61 벌컨 개틀링 건, 2× AIM-9 사이드와인더 미사일 |
6. 보존 상태
참조
[1]
서적
F/A-18 Hornet: A Navy Success Story
McGraw-Hill
2000
[2]
웹사이트
Northrop YF-17 Cobra
http://joebaugher.co[...]
2009-07-20
[3]
문서
2005
[4]
서적
Jane's All The World's Aircraft 1975-76
[5]
문서
2008
[6]
간행물
Legacy of the Lightweight Fighter Competition
http://www.airforcem[...]
Air Force Association
[7]
뉴스
Flight International
1978-12-02
[8]
문서
1986
[9]
서적
Into the Jet Age: Conflict and Change in Naval Aviation, 1945–1975: An Oral History
Naval Institute Press
1995
[10]
웹사이트
YF-17 Cobra Photo Collection.
http://www.dfrc.nasa[...]
NASA Dryden Photo Collection
[11]
웹사이트
YF-17 Cobra/Prototype #1.
http://www.wmof.com/[...]
Western Museum of Flight via wmof.com
[12]
웹사이트
YF-17 Cobra/Prototype #2.
https://www.ussalaba[...]
USS Alabama park via USSAlabama.com
[13]
문서
1995
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