비행정
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1. 개요
비행정은 수면에서 이착륙이 가능한 항공기를 의미하며, 초기에는 수상기의 형태로 시작되었다. 19세기 말부터 20세기 초에 걸쳐 프랑스, 오스트리아, 미국 등에서 동력 수상기 개발이 이루어졌고, 1910년대에는 최초의 동력 비행정 비행 성공과 수륙 비행기 대회가 개최되었다. 제1차 세계 대전 중에는 군사적 가치를 인정받아 해안 초계, 잠수함 수색 등에 활용되었으며, 영국, 미국, 이탈리아 등에서 다양한 비행정들이 개발되었다. 전간기에는 대서양 횡단 여객 수송에 기여했으나, 제2차 세계 대전 이후 육상 활주로의 발달과 육상 여객기의 등장으로 사용이 감소했다. 현재는 산림 화재 진압, 해상 구조, 스포츠 항공기 등 다양한 용도로 활용되고 있으며, 캐나다, 러시아, 중국 등에서 관련 기술 개발이 이어지고 있다.
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| 비행정 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 유형 | 고정익기 |
| 추진 방식 | 항공기 엔진과 프로펠러 또는 제트 엔진 |
| 주요 특징 | 동체가 선박처럼 설계되어 물 위에서 이착륙 가능 |
| 활용 분야 | 수상 운송 해상 감시 해상 구조 군사 작전 |
| 종류 | |
| 비행정 (Flying boat) | 동체가 선체 역할 겸함 |
| 수상기 (Floatplane) | 동체 아래 물갈퀴 (float) 부착 |
| 역사 | |
| 초기 개발 | 20세기 초 |
| 발전 | 제1차 세계 대전, 제2차 세계 대전 |
| 주요 제작 국가 | 미국 영국 독일 이탈리아 프랑스 일본 |
| 쇠퇴 | 제2차 세계 대전 이후 육상 항공 기술 발전과 경제성 문제로 점차 쇠퇴 |
| 작동 원리 | |
| 부력 | 선체 또는 물갈퀴의 부력으로 물 위에 뜸 |
| 추진력 | 항공기 엔진과 프로펠러 또는 제트 엔진으로 추진 |
| 조종 | 물 위에서는 방향키, 공중에서는 방향타와 에일러론으로 조종 |
| 활용 | |
| 민간 | 관광 교통 화물 운송 |
| 군사 | 해상 초계 수색 및 구조 대잠수함 작전 |
| 장점 및 단점 | |
| 장점 | 활주로 없이 물에서 이착륙 가능 섬 지역이나 해안 지역에서 유용 육상 활주로 건설 비용 절감 |
| 단점 | 파도나 기상 조건에 민감 염분에 의한 부식 가능성 높음 육상 항공기에 비해 속도와 탑재량 제한적 |
| 같이 보기 | |
| 관련 항목 | 수상기 항공기 |
2. 역사
제1차 세계 대전 당시 비행기는 실전에 투입되어 활약했지만, 그 활동 범위는 육지 상공이나 육지 주변으로 제한되었다. 대전 후 비행기에 의한 대양 횡단 노선이 검토되었는데, 당시에는 기체나 엔진의 신뢰성이 낮아 만약의 경우를 대비한 해상 착수를 상정해야 했다. 찰스 린드버그의 『스피릿 오브 세인트루이스』호(1927년)와 같은 모험적 기체를 제외하면, 이러한 노선에는 비행정이 주로 사용되었다. 1930년 경에는 지중해 횡단 노선과 북미 - 남미 간 정기 항로에 비행정이 취항했다.
2. 1. 초기 수상기 및 비행정의 등장 (19세기 말 ~ 1910년대 초)
수면에서 이착륙이 가능한 항공기에 대한 탐구는 비행정이 아닌 수상기의 등장으로 시작되었다.
프랑스인 알퐁스 페노는 1876년 보트 선체와 접이식 착륙 장치를 갖춘 비행기에 대한 최초의 특허를 출원했지만, 실제로 제작하지는 못했다. 오스트리아인 빌헬름 크레스는 1898년 최초의 성공적인 수상기인 ''드라헨플리에거''(수상기)를 제작하려 시도했으나, 30마력의 다임러 엔진 2개는 이륙하기에 부적합했고, 이후 두 개의 플로트 중 하나가 붕괴되면서 침몰했다.[2]
1905년 6월 6일, 가브리엘 부아쟁은 플로트가 장착된 견인식 연을 이용하여 센 강에서 이착륙했다. 그의 첫 번째 무동력 비행 거리는 150야드였다.[2] 그는 나중에 루이 블레리오와 함께 동력 수상기를 제작했지만, 실패했다.
영국, 호주, 프랑스, 미국에서도 다른 개척자들이 항공기에 플로트를 부착하려는 시도를 했다.
1910년 3월 28일, 프랑스인 앙리 파브르는 Gnome Omega 엔진을 장착한 ''하이드라비옹''으로 최초의 성공적인 동력 수상기 비행을 선보였다. 이는 트리마란 수상기였다.[3] 파브르의 성공적인 동력 수상기 이착륙은 다른 비행사들에게 영감을 주었으며, 그는 다른 비행기들을 위해 플로트를 설계했다. 1912년 3월 모나코에서 최초의 수륙 비행기 대회가 열렸으며, 파브르, 커티스, 텔리에, 파르망의 플로트를 사용한 항공기들이 참가했다. 이로 인해 1912년 8월 1일부터 5인승 산체스-베사 기종을 이용한 엑스레뱅에서 최초의 정기 수상기 여객 서비스가 시작되었다.[2] 프랑스 해군은 1912년에 첫 번째 수상기를 주문했다.
이때까지의 기종들은 모두 비행정이 아니었다.
1911-12년, 프랑수아 드노는 이륙 시 수력학적 양력을 제공하기 위해 다양한 설계를 사용하여 선체를 형성하는 동체를 갖춘 '''최초의 비행정'''을 제작했다. 그의 첫 번째 성공적인 비행은 1912년 4월 13일에 이루어졌다.[2]
1910년과 1911년 동안, 미국의 선구적인 비행사 글렌 커티스는 그의 수상기를 성공적인 커티스 모델 D 육상기로 발전시켰으며, 더 큰 중앙 플로트와 스폰슨을 사용했다. 플로트와 바퀴를 결합하여 1911년 2월에 최초의 '''수륙양용''' 비행을 했고, 미국 비행 업적에 대한 첫 번째 콜리어 트로피를 수상했다. 1912년부터 그의 실험은 1913년 모델 E와 모델 F로 이어졌으며, 그는 "비행정"이라고 불렀다.[2]
1911년 2월, 미국 해군은 커티스 모델 E를 인도받았고, 곧 커티스 모델 D를 사용하여 선상에서의 착륙 및 이륙 테스트를 실시했다.
영국에서는 에드워드 웨이크필드 대위와 오스카 그노스펠리우스가 1908년에 수면에서의 비행 가능성을 탐구하기 시작했다. 그들은 영국 최대의 호수인 윈더미어를 이용하여 수상기를 시험하기로 결정했다. 그노스펠리우스의 첫 번째 비행 시도는 많은 군중을 끌어모았지만, 항공기는 이륙에 실패했고, Borwick의 성공적인 고속 보트 선체의 특징을 통합한 플로트 재설계가 필요했다. 한편, 웨이크필드는 1910년 파브르 하이드라비옹의 설계와 유사한 수상기를 주문했다. 1911년 11월까지 그노스펠리우스와 웨이크필드는 모두 수면에서 비행할 수 있는 항공기를 갖게 되었고, 적절한 기상 조건을 기다렸다. 그노스펠리우스의 비행은 항공기가 호수에 추락하면서 짧게 끝났다. 그러나 웨이크필드의 조종사는 가벼운 북풍을 이용하여 성공적으로 이륙하여 50피트 높이로 페리 냅까지 비행한 후, 넓게 선회하여 호수 표면에 완벽하게 착륙했다.
2. 2. 비행정 산업의 탄생과 제1차 세계 대전 (1910년대 초 ~ 1918년)
1913년 데일리 메일 신문이 대서양 최초 무착륙 횡단에 상금을 걸면서 비행정 개발 경쟁이 촉발되었다. 미국의 로드먼 와나메이커의 의뢰로 커티스 에어로플레인 앤 모터 컴퍼니가 '아메리카' 비행정을 설계 및 제작했다. 영국의 존 시릴 포트는 '아메리카' 개발에 참여하여 비행정 설계에 큰 영향을 미쳤다.[4]제1차 세계 대전의 발발로 존 시릴 포트는 1914년 8월 4일 영국으로 건너가 영국 해군 항공대에 재입대하여, 헨던 비행장의 해군 항공대 사령관으로 임명되었다. 이후 비행정의 잠재력을 해군본부에 설득, 1915년 펠릭스토우에 있는 수상기 실험 기지를 맡게 되었다. 존 시릴 포트는 영국 해군본부를 설득하여 커티스사로부터 ''America''와 자매기를 징발(후에 구매)하도록 했다. 이어서 12대의 유사한 항공기(Model H-2 1대, 커티스 H-4 11대)를 주문했다. 이들은 모두 ''America''의 디자인과 유사했으며, 실제로 모두 영국 해군에서 ''America''로 불렸다. 그러나 엔진은 출력 부족한 160 hp 커티스 엔진에서 250 hp 롤스로이스 팔콘 엔진으로 변경되었다. 초기 배치에 이어 50대가 더 주문되어 전쟁 중 총 64대의 ''America''가 제작되었다. 포르테는 또한 커티스 항공기를 개조하고 실험할 수 있는 허가를 받았다.[4]
하지만, 커티스 H-4는 동력 부족, 지속적인 운용에 약한 기체, 물에 뜨거나 이륙할 때 조종 특성이 좋지 않은 문제점을 드러냈다.[7][8]
존 시릴 포트는 펠릭스토우에서 비행정 설계에 진전을 이루었고, 독특한 "펠릭스토우 노치"가 있는 실용적인 기체 설계를 개발했다.[10] 펠릭스토우에서 구현된 포르테의 첫 번째 디자인은 대형 3발 복엽기 비행정인 펠릭스토우 포르테 베이비였다.
존 시릴 포트는 개선된 유체역학적 특성으로 택싱, 이륙 및 착륙을 훨씬 더 실용적으로 만든 새로운 기체를 가진 H-4를 개조하여 펠릭스토우 F.1이라고 불렀다.
포르테의 "펠릭스토우 노치" 혁신은 기체가 물의 흡입력을 더 빨리 극복하고 훨씬 더 쉽게 비행할 수 있도록 했다. 포르테는 더 큰 커티스 H-12 비행정을 위해 유사한 기체를 설계했는데, H-4보다 크고 성능이 더 좋았지만 약한 기체와 물에서의 조작 불량이라는 결점을 공유했다. 새로운 포르테가 설계한 기체는 이번에는 2개의 계단이 장착되었고, H-12의 날개와 새로운 꼬리, 두 개의 롤스로이스 이글 엔진으로 구동되었으며, 펠릭스토우 F.2로 명명되었고 1916년 7월에 처음 비행하여[11] 기반이 된 커티스보다 훨씬 우수하다는 것을 증명했다. 이는 모든 미래 설계의 기반으로 사용되었다.[12] 펠릭스토우 F.2A로 생산에 들어가 초계기로 사용되었으며, 제1차 세계 대전 말까지 약 100대가 완성되었다.
펠릭스토우 F.5는 F.2와 F.3의 좋은 품질을 결합하려는 의도로, 시제품은 1918년 5월에 처음 비행했다. 시제품은 이전 모델보다 우수한 품질을 보였지만, 생산을 용이하게 하기 위해 생산 버전은 F.3의 부품을 광범위하게 사용하도록 수정되어 F.2A 또는 F.3보다 성능이 낮아졌다.
펠릭스토우 비행정은 독일 잠수함(U-boat)을 수색하는 것을 포함하여 해안 초계를 위해 영국 해군에 의해 광범위하게 사용되었다. 1918년에는 사정거리를 연장하기 위해 바지선에 실려 북부 독일 항구로 예인되었으며, 1918년 6월 4일 이로 인해 F.2A 3대가 독일 수상기 10대와 교전하여 2대를 격추하고 4대를 격추했을 가능성이 있다.[4]
커티스 항공기 및 모터 회사는 자체적으로 설계를 소형 Model "F", 더 큰 Model "K"(그 중 일부는 러시아 해군 항공대에 판매됨) 및 미국 해군을 위한 Model "C"로 개발했다. 커티스는 다른 회사들과 함께 최종 포르테 기체 설계를 기반으로 하고 미국 리버티 엔진으로 구동되는 펠릭스토우 F.5를 커티스 F5L로 제작했다.
한편, 프랑수아 드노의 선구적인 비행정 설계는 프랑코-영국 항공 회사에 의해 실용적인 기체로 꾸준히 개발되었다. 펠릭스토우보다 작았던 수천 대의 FBA가 연합군 거의 모든 부대에서 정찰기로 사용되었으며, 북해, 대서양 및 지중해를 초계했다.
이탈리아에서는 L 시리즈로 시작하여 M 시리즈로 발전하면서 여러 비행정이 개발되었다. 특히 마키 M.5는 매우 기동성이 뛰어나고 민첩했으며 싸워야 했던 육상 기반 항공기와 일치했다. 총 244대가 제작되었다. 제1차 세계 대전 말에 이 항공기는 이탈리아 해군 항공, 미국 해군 및 미국 해병대 공군 조종사에 의해 비행되었다. 찰스 해먼 소위는 M.5에서 미국 해군 항공 조종사에게 수여된 최초의 명예 훈장을 받았다.
독일 항공기 제조 회사인 한자-브란덴부르크는 1916년 모델 한자-브란덴부르크 GW로 시작하는 비행정을 제작했다. 오스트리아-헝가리 제국 회사인 뢰너-베르케는 1914년 뢰너 E로 시작하여 이후 (1915) 뢰너 L을 제작하기 시작했고 이는 널리 복제되었다.
2. 3. 전간기 (1919년 ~ 1939년)
1919년 커티스 NC-4는 아조레스 제도를 경유하여 대서양을 횡단한 최초의 항공기가 되었다.[13][14] 1923년, 최초의 성공적인 상업 비행정 서비스가 채널 제도를 오가는 항공편으로 도입되었다.1920년대 영국 공군(RAF) 극동 비행대는 슈퍼마린 사우스햄튼을 사용하여 장거리 편대 비행을 수행했다. 1927년과 1928년 동안에는 43,500km에 달하는 원정을 수행하기도 했다.[17]
1930년대에는 비행정 덕분에 미국과 유럽 간의 정기 항공 수송이 가능해졌고, 남아메리카, 아프리카, 아시아로 새로운 항공 노선이 열렸다. 팬 암 보잉 314 클리퍼는 극동과 같은 이국적인 목적지를 항공 여행객의 손길이 닿는 곳으로 만들었으며 비행의 로망을 대표하게 되었다.
1931년, 호주에서 영국으로의 우편물은 해상 운송 시간의 절반도 안 되는 단 16일 만에 도착했다. 콴타스와 IAL은 합병하여 콴타스 제국 항공을 설립하고, 시드니 근처의 로즈 베이, 뉴사우스웨일스에서 사우스햄튼까지의 새로운 10일 서비스를 개시했다.
쇼트는 숏 엠파이어 비행정을 개발하여 영국과 식민지 간 항공 우편 및 여객 수송에 투입했다. 숏 엠파이어의 변형인 숏 메이요 콤포지트는 우편물 수송을 위한 혁신적인 설계였지만, 제한적인 유용성을 가졌다.[21]
독일의 도르니에 Do X는 당시 가장 큰 비행정이었지만, 12개의 엔진에도 불구하고 동력 부족 문제로 상업적으로 성공하지 못했다.[5] 반면, 도르니에 왈은 상업적으로 큰 성공을 거두어 여러 항공사와 군대에서 사용되었다.[24]
일본에서도 97식 비행정을 민간용으로 전용하여 사이판 섬 등 위임 통치 영토에 항공로를 개설했다.
2. 4. 제2차 세계 대전 (1939년 ~ 1945년)
제2차 세계 대전 당시 비행정은 군사적 목적으로 널리 사용되었다. PBM 마리너 순찰 폭격기, PBY 카탈리나, 쇼트 선더랜드, 그루먼 구스와 같은 비행정은 대량으로 조달되어 대잠수함 순찰, 해상 구조, 전함에 대한 포병 관측 등 다양한 임무를 수행했다.[1] 아시아-태평양 전역과 대서양의 광대한 지역에서 정찰기로 활약하며 적 함선을 찾아내고 수많은 잠수함을 격침시켰다.[1]
1941년 5월, 독일 전함 ''비스마르크''는 영국 공군 캐슬 아치데일 비행정 기지에서 출항한 PBY 카탈리나에 의해 발견되었다.[32][33][34] 미드웨이 해전에서는 카탈리나 비행대가 미드웨이 섬으로 접근하는 일본 함대를 발견하여 해전의 시작을 알렸다.[35]
전쟁 중 가장 큰 비행정은 블롬 & 포스 BV 238이었으며, 제2차 세계 대전 동안 비행한 가장 무거운 비행기이자 추축국이 제작하고 비행한 가장 큰 항공기였다.[39]
일본 제국 해군은 가와니시 H8K를 운용했다.[41][42][43] 1942년 3월 4일 밤, 두 대의 H8K가 진주만에 대한 두 번째 공습을 감행했으나, 낮은 시야로 인해 큰 피해를 입히지는 못했다.[46][47]
PB2Y 코로라도는 해상 순찰, 폭격, 의료/병원 수송, 정기 화물 운송 등 여러 버전으로 약 220대가 사용되었으며, 대서양 해전에서 영국군과 함께 복무했다.[52]
USS 인디애나폴리스 침몰 사건에서 PBY-5A 카탈리나 순찰기를 조종한 로버트 애드리안 마크스 중령(미 해군)은 파도에서 비행정을 착륙시켜 56명의 생존자를 구조했다. 이 항공기는 많은 사람을 태우고 비행할 수는 없었지만 여전히 떠 있을 수 있었다. 구조 후, PBY는 USS 세실 J. 도일에 의해 침몰되었다.[53]
2. 5. 전후 시대 (1945년 이후 ~ 현재)
제2차 세계 대전 이후, 육상 활주로가 많아지고 항공 기술이 발전하면서 비행정의 사용은 크게 줄었다. 록히드 컨스텔레이션, 더글러스 DC-4와 같은 새로운 육상 기반 여객기가 등장하면서 비행정은 경쟁력을 잃었다.[54]
휴즈 H-4 허큘리스는 1947년에 단 한 번 비행했지만, 역사상 가장 큰 비행정으로 기록되었다.[55][56] 영국은 제트 추진 손더스-로 SR.A/1을 개발했지만, 한국 전쟁 이후 취소되었다.[63][64]
베를린 공수 (1948-1949) 동안 쇼트 선더랜드 비행정이 물품 수송에 사용되었다.[65] 아퀼라 항공은 1948년부터 1958년까지 쇼트 S.25, 쇼트 솔런트 비행정을 사용하여 상업 서비스를 운영했다.[5]
손더스-로 프린세스는 1952년에 첫 비행을 했지만, 상업적 주문을 받지 못하고 개발이 중단되었다.[66][1] 미 해군은 1960년대 후반까지 마틴 P5M 말린 비행정을 운용했다. 1950년대에 마틴 P6M 시마스터라는 제트 추진 비행정 폭격기 개발을 시도했으나 실패했다.[70][71]
1950년대에 일본의 신메이와는 신 메이와 US-1A와 US-2를 개발하여 해상 구조 및 대잠 작전에 활용했다.[72][74] 캐나다의 카나데어 CL-215와 CL-415는 산불 진압용 비행정으로 개발되어 현재까지 사용되고 있다.[76][77]
독일의 도르니에 시윙스는 도르니에 시스타 복합 재료 비행정 생산을 계획하고 있다.[80][81] 중국 항공공업집단공사 (AVIC)는 대형 수륙양용기 AVIC AG600을 개발하고 있다.[83][84] ICON A5, Progressive Aerodyne Searey 등 경량 스포츠 항공기 부류의 수륙양용기가 개발되고 있다. 소련/러시아에서는 Be-200을 비롯한 다양한 종류의 비행정이 개발 및 생산되고 있다.
3. 특징 및 용도
비행정은 활주로와 같은 대규모 비행장 설비 없이 해면이나 호수와 같은 평평하고 넓은 수면을 이용하여 이착륙할 수 있다. 또한, 해상 장거리 비행의 경우, 엔진 고장과 같은 만일의 사태 시에도 일단 착수하여 대처할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 특징을 바탕으로 비행정은 다음과 같은 용도로 사용되어 왔다.
제1차 세계 대전 이후 대형 여객기 개발 과정에서, 당시 신뢰성이 부족했던 엔진 성능을 보완하기 위해 항공사들은 비행정 채용을 우선시했다. 그러나 비행정이라도 악천후 시 착수는 위험하며, 당시 사고는 바다에 비상 착륙했을 때에도 많이 발생했다.[87]
첫 번째 항목(비행장 설비가 없는 지역으로의 수송)은 현재도 중요한 지역의 교통 수단으로 사용되고 있다.
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