해리어기
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1. 개요
해리어기는 수직/단거리 이착륙(V/STOL)이 가능한 다목적 제트 항공기이다. 1950년대 후반 영국 브리스톨 엔진 컴퍼니가 개발한 추력 편향 엔진인 페가수스를 기반으로, 호커 항공에서 설계를 시작하여 1960년대에 영국 공군(RAF)과 영국 해군의 요구에 맞춰 개발되었다. 1세대 해리어는 호커 시들리 해리어 GR.1/GR.3와 AV-8A 해리어로, 2세대 해리어는 맥도넬 더글러스 AV-8B 해리어 II와 브리티시 에어로스페이스 해리어 II GR5/GR7/GR9로 개발되었다. 해리어는 다양한 파생형이 존재하며, 특히 영국 해군 시 해리어는 포클랜드 전쟁에서 활약했다. 2010년 영국에서 퇴역했으며, F-35B가 해리어를 대체하고 있다.
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| 해리어기 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | V/STOL 공격기 |
| 제작사 | 호커 시들리 브리티시 에어로스페이스 / 맥도넬 더글러스 보잉 / BAE 시스템스 |
| 첫 비행 | 1967년 12월 28일 |
| 소개 | 1969년 |
| 원산지 | 영국 |
| 상태 | 현역 |
| 주요 사용 국가 | 미국 해병대 |
| 다른 사용 국가 | 영국 공군 (퇴역) 스페인 해군 이탈리아 해군 |
| 생산 기간 | 1967년–2003년 |
| 개발 기반 | 호커 시들리 P.1127 |
| 파생형 | 호커 시들리 해리어 브리티시 에어로스페이스 씨 해리어 맥도넬 더글러스 AV-8B 해리어 II 브리티시 에어로스페이스 해리어 II |
2. 개발
해리어 전투기 개발은 1950년대 한국 전쟁 등을 거치며 재래식 활주로가 적의 공격에 매우 취약하다는 인식이 확산되면서 시작되었다.[2] 이러한 배경에서 활주로 없이 수직 이착륙 (VTOL)이 가능한 항공기에 대한 군사적 관심이 높아졌다. 영국의 항공 엔진 제조사 브리스톨 엔진 컴퍼니는 1957년 추력 편향 기술을 이용한 혁신적인 '페가수스' 엔진 개발에 착수했고,[3] 항공기 제작사 호커 항공은 이 엔진을 기반으로 새로운 전투기 설계를 시작했다.[2] 초기 개발 자금은 NATO의 상호 무기 개발 프로그램(MWDP)을 통해 일부 지원받았다.[4][5][6]
호커 항공은 페가수스 엔진을 탑재한 P.1127 프로토타입을 자체 자금으로 제작하며 VTOL 기술의 가능성을 입증하고자 했다.[7] P.1127은 영국 공군(RAF)의 관심을 끌었고, 이는 지상 공격용 V/STOL 항공기 개발 요구(ASR 384)로 이어졌다.[8] 한편, NATO는 NBMR-3 사양을 통해 초음속 VTOL 전투기를 요구했고, 호커는 이에 맞춰 P.1154 개발을 진행했다.[10][11] P.1154는 영국 공군과 영국 해군의 통합 요구 사항을 충족시키려 했으나,[12] 복잡성과 비용 문제로 1965년 결국 개발이 취소되었다.[14][15]
P.1154 개발이 취소된 후 영국은 아음속기인 P.1127 개발에 다시 집중했다.[2] P.1127을 개량한 시험 평가기 '호커 시들리 케스트럴' 9대가 제작되어 영국, 미국, 서독 조종사로 구성된 3자 평가 비행대대에서 운용 시험을 거쳤다.[16][17] 이 성공적인 평가를 바탕으로 영국 공군은 1966년 P.1127/케스트럴의 발전형인 '해리어 GR.1'을 정식으로 주문하며 세계 최초의 실용 V/STOL 공격기가 탄생하게 되었다.[18][19]
이후 해리어는 지속적인 개량을 거치며 여러 파생형으로 발전했다. 1세대 해리어 기종으로는 영국 공군의 GR.1/GR.3, 미국 해병대의 AV-8A, 그리고 영국 해군과 인도 해군에서 운용한 해상 작전형 BAe 시 해리어 등이 있다.[20][21][22][27] 1970년대 후반부터 미국의 맥도넬 더글러스(현 보잉)와 영국의 호커 시들리(이후 브리티시 에어로스페이스, 현 BAE 시스템스)가 협력하여 성능이 대폭 향상된 2세대 해리어 개발에 착수했다.[28] 그 결과 미 해병대의 AV-8B 해리어 II와 영국 공군 및 해군이 운용한 해리어 II GR5/GR7/GR9 등이 개발되어 여러 국가에서 운용되었다.[29][30][32]
해리어 계열 항공기는 1969년부터 2003년까지 총 824대가 생산되었으며,[36] V/STOL 기술을 성공적으로 실용화한 대표적인 군용기로 평가받는다.
2. 1. 배경
1950년대, 특히 한국 전쟁 이후, 기존 활주로가 공격에 취약하다는 문제점이 부각되었다. 이에 유럽과 미국의 여러 항공기 회사들은 활주로 없이 수직으로 이착륙하는 수직 이착륙 (VTOL) 항공기의 개발 가능성을 모색하기 시작했다.[2] 당시에는 군사적 용도 외에 상업용 여객기에 VTOL 기술을 적용하는 방안도 검토되었으나, VTOL 기술이 고성능 군용기의 요구 조건까지 만족시킬 수 있을 것이라고 예상한 회사는 거의 없었다.[2]1957년, 영국의 항공 엔진 제조사인 브리스톨 엔진 컴퍼니(Bristol Engine Company)는 혁신적인 추력 편향 엔진 개발에 착수했다. 이 소식을 접한 영국의 항공기 제작사 호커 항공(Hawker Aircraft)은 이 엔진을 사용하여 당시 나토의 '경전술 지원 전투기' 요구 조건을 충족하는 항공기 설계를 시작했다.[2] 브리스톨 엔진 컴퍼니가 개발한 추력 편향 엔진은 '페가수스'(Pegasus)[3]로 명명되었다. 이 엔진은 프랑스 항공 컨설턴트 미셸 위보(Michel Wibault)의 개념에 기반하여, 엔진 압축기 양쪽에 회전 가능한 '저온' 노즐과 후방에 '고온' 노즐을 배치하여 추력 방향을 바꿀 수 있도록 설계되었다. 초기 개발 단계에서 영국 재무부의 재정 지원은 없었지만, 엔진 개발 자금은 NATO의 상호 무기 개발 프로그램 (MWDP)을 통해 일부 지원받았다.[4][5][6]
호커 항공의 수석 프로젝트 엔지니어였던 랄프 후퍼(Ralph Hooper)는 브리스톨 엔진 컴퍼니로부터 받은 데이터를 바탕으로 페가수스 엔진을 장착할 항공기의 초기 설계를 진행했다.[2] 1959년 3월, 새롭게 합병된 호커 시들리(Hawker Siddeley)는 자체 자금으로 P.1127이라는 이름의 프로토타입 항공기 2대를 제작하여 설계의 성능을 입증하기로 결정했다.[7] 1960년대에 들어 P.1127은 영국 공군(RAF)의 주목을 받게 되었고, 이는 결국 지상 공격 임무를 위한 V/STOL 항공기 도입 요구사항(ASR 384)으로 이어졌다.[8] 1965년 말, 영국 공군은 시험 평가를 위해 6대의 'P.1127 (RAF)' 항공기를 주문했다.[9]
2. 2. 요구 사항 및 P.1127, P.1154 개발
1950년대, 특히 한국 전쟁 이후 몇 년 동안 유럽과 미국의 여러 항공기 회사들은 취약한 활주로 없이 수직 이착륙 (VTOL)이 가능한 항공기의 잠재력을 연구하기 시작했다.[2] 군사적 용도 외에도 상업용 여객기에 VTOL 기술을 적용하는 방안도 모색되었으나, 당시에는 VTOL 기술과 고성능 군용기의 특성을 양립시키기 어렵다고 여겨졌다.[2]1957년, 영국의 엔진 제조사 브리스톨 엔진 컴퍼니는 혁신적인 추력 편향 엔진 설계를 영국의 항공기 제조사 호커 항공에 제안했다. 호커 항공은 이 엔진을 기반으로 NATO의 '경전술 지원 전투기' 요구 사양을 충족하는 항공기 설계를 시작했다.[2] 브리스톨이 개발한 이 엔진은 페가수스[3]로 명명되었으며, 엔진 양측의 회전 가능한 '저온' 노즐과 후방의 '고온' 노즐을 통해 추력을 편향시키는 방식이었다. 이 개념은 프랑스 항공 컨설턴트 미셸 위보(Michel Wibault)에게서 유래했다. 초기 개발 자금은 영국 재무부의 지원 없이 NATO의 상호 무기 개발 프로그램 (MWDP)을 통해 일부 조달되었다.[4][5][6]
호커의 수석 프로젝트 엔지니어 랄프 후퍼는 페가수스 엔진 데이터를 바탕으로 초기 항공기 레이아웃을 설계했다.[2] 1959년 3월, 합병된 호커 시들리는 이 설계의 실현 가능성을 입증하기 위해 자체 자금으로 P.1127 프로토타입 2대를 제작하기로 결정했다.[7] 1960년대에 들어 영국 공군(RAF)이 P.1127에 관심을 보이면서 지상 공격용 V/STOL 항공기 요구 사항(ASR 384)이 구체화되었고,[8] 1965년 말에는 6대의 시험 생산용 ''P.1127 (RAF)'' 항공기를 주문했다.[9]
한편, NATO 역시 NBMR-3이라는 자체 사양을 개발하여 수직 이착륙 항공기를 요구했다. 이 사양은 기존의 맥도넬 더글러스 F-4 팬텀 II 전투기와 동등한 성능을 기대하며, 마하 0.92의 순항 속도, 마하 1.5의 급강하 속도, 그리고 250 해리의 작전 반경을 가진 초음속 V/STOL 공격 전투기를 목표로 했다.[10] 이에 호커는 P.1127의 초음속 버전인 ''P.1150'' 개발에 착수했고, 이는 P.1154로 발전했다. P.1154는 다쏘 미라주 IIIV 등 10개의 경쟁 기종을 제치고 NBMR-3 요구 사양을 충족하는 기종으로 선정되었으나, 실제 주문으로 이어지지는 않았다.[11]
1961년 12월, P.1154는 NATO 제출에 앞서 영국 공군(RAF)과 영국 해군(RN)의 상이한 요구 사항을 모두 충족하도록 개발 방향이 수정되었다.[12] 그러나 NBMR-3 요구 사항이 취소된 후, 호커 시들리는 영국의 통합 요구 사항에 집중했다.[13] 개발은 계속되었지만, 1963년 10월 영국 항공부는 공격기와 전투기 기능을 하나의 기체로 통합하고, 이를 두 군의 요구에 맞추려는 시도가 비합리적이라며 프로젝트 진행에 우려를 표했다.[14] 결국 1965년 2월 2일, 새로 출범한 영국 정부는 비용 문제를 이유로 프로토타입 제작 단계에 있던 P.1154 개발을 취소했다.[15]
P.1154 프로그램 중단과 별개로, 아음속 P.1127 평가 항공기 개발은 계속되었다.[2] 총 9대의 항공기가 '호커 시들리 케스트럴'이라는 이름으로 제작되어 시험에 투입되었다.[16] 1964년 첫 비행을 시작한 케스트럴은 영국, 미국, 서독 조종사로 구성된 다국적 '3자 평가 비행대대'에 의해 운용 방식 평가를 받았으며, 이 평가는 1965년 11월에 완료되었다.[17] P.1154가 취소된 후인 1966년, 영국 공군은 P.1127/케스트럴을 개량한 파생형을 '해리어 GR.1'으로 명명하고 정식으로 주문했다.[18][19]
2. 3. 1세대 해리어
''호커 시들리 해리어 GR.1/GR.3''와 ''AV-8A 해리어''는 해리어 시리즈의 1세대 기종으로, 최초로 운용 가능한 근접 지원 및 정찰 공격기로 수직/단거리 이착륙(V/STOL) 능력을 갖추었다. 이들은 호커 P.1127 시제기 및 케스트럴 평가기를 기반으로 개발되었다. 1969년 4월 18일, 영국 공군(RAF)은 RAF 위터링에 있는 해리어 전환 부대가 첫 번째 기체를 인도받으면서 해리어 GR.1이 정식으로 실전 배치되었다.[20] 미국 해병대(USMC) 또한 이 기종을 도입하기로 결정하여 1971년부터 1976년까지 102대의 AV-8A와 8대의 TAV-8A 해리어를 받았다.[21]
BAe 시 해리어는 해리어의 해상 작전형 파생기로, 해군형 V/STOL 제트 전투기, 정찰 및 공격기이다. 이 기종의 첫 번째 버전은 1980년 4월 영국 해군 함대 항공대에서 ''시 해리어 FRS.1''로 실전 배치되었으며, 비공식적으로 ''Shar''로 알려졌다.[22] 시 해리어는 1982년 포클랜드 전쟁에서 HMS ''인빈시블'' 및 HMS ''헤르메스'' 항공모함에서 발진하여 중요한 역할을 수행했다.[23][24] 전쟁 경험을 바탕으로 개선된 모델인 ''시 해리어 FA2''가 생산되었으며, 이 버전은 1993년 4월 2일 실전 배치되었다.[25][26] 시 해리어는 또한 인도 해군에 의해 도입되었으며, 첫 번째 인도 시 해리어는 1983년 12월에 부대에서 운용되기 시작했다.[27]
2. 4. 2세대 해리어
1973년 초부터 호커 시들리(Hawker Siddeley)와 미국 항공기 제조사 맥도넬 더글러스(McDonnell Douglas)는 성능이 향상된 해리어 기종 개발을 공동으로 진행했다. 초기 노력은 페가수스 엔진의 개선된 버전인 '페가수스 15' 개발에 집중되었으며, 이는 브리스톨 시들리(Bristol Siddeley)에서 시험되었다.[28] 1981년 8월, 브리티시 에어로스페이스(British Aerospace)(BAe)와 맥도넬 더글러스가 양해 각서(MoU)에 서명하면서 프로그램은 더욱 활기를 띠게 되었고, 이는 영국의 프로그램 재참여를 의미했다.[28] 해리어는 맥도넬 더글러스에 의해 광범위하게 재개발되었고, 이후 브리티시 에어로스페이스(현재 각각 보잉과 BAE 시스템스의 일부)가 합류하여 2세대 수직/단거리 이착륙 제트 다목적 항공기 계열 개발을 이끌었다. 미국의 명칭은 ''AV-8B 해리어 II''였다.[29]
1983년 12월 12일, 첫 번째 생산형 AV-8B가 미 해병대에 인도되었다. AV-8B는 주로 공격 또는 다목적 임무에 사용되며, 일반적으로 소형 항공모함에서 운용된다.[30][31] 영국 공군(RAF) 또한 브리티시 에어로스페이스가 제작하고 맥도넬 더글러스가 하청업체로 참여한 2세대 해리어 II GR5/GR7/GR9를 도입하기로 결정했으며, 이 기종은 1980년대 중반에 실전 배치되었다.[32] 이 모델은 스페인과 이탈리아를 포함한 다른 여러 나토 국가에서도 운용되었다. 1989년 12월, 해리어 II를 장비한 최초의 RAF 비행대의 작전 투입이 선언되었다.[33] 영국 해리어 II는 RAF에서 사용되었으며, 이후 2010년까지 영국 해군에서도 운용되었다. 그러나 2010년에 해리어 II와 합동 해군력 작전 부대는 비용 절감 조치로 인해 해체되었다.[34][35]
1969년부터 2003년까지 총 824대의 해리어 기종이 인도되었다. 신규 해리어 생산은 1997년에 종료되었지만, 마지막으로 재제조된 항공기(해리어 II Plus 구성)가 2003년 12월에 인도되면서 해리어 생산 라인은 완전히 문을 닫았다.[36]
3. 특징
해리어의 가장 두드러진 특징은 추력 편향 기술을 이용한 수직 이착륙(VTOL) 및 단거리 이착륙(STOL) 능력이다. 이 능력 덕분에 해리어는 긴 활주로가 없는 환경에서도 운용될 수 있다.
이 핵심 기술의 중심에는 롤스로이스 페가수스 엔진이 있다. 페가수스 엔진은 일반적인 제트 엔진과 달리, 동체 양옆에 장착된 4개의 회전 가능한 노즐을 가지고 있다.[3] 이 노즐의 방향을 아래에서 수평, 심지어 약간 전방까지 자유롭게 바꿀 수 있어, 엔진에서 나오는 강력한 추력의 방향을 조절할 수 있다. 
추력 편향 능력을 통해 해리어는 다양한 특수 기동이 가능하다. 노즐을 아래로 향하게 하면 수직 이착륙이나 공중 정지 상태인 호버링(Hovering)이 가능하며, 비행 중 노즐 방향을 바꾸어 급격한 상승, 하강, 급선회, 급제동 등 일반 항공기로는 불가능한 움직임을 보여줄 수 있다. 이러한 능력은 공중전 시 적기의 추적을 회피하는 데 유용하게 사용될 수 있다.
해리어의 개발은 1950년대 한국 전쟁 이후, 취약한 활주로 없이도 운용 가능한 항공기에 대한 군사적 필요성이 제기되면서 시작되었다.[2] 영국의 브리스톨 엔진 컴퍼니가 혁신적인 추력 편향 엔진(페가수스)을 개발하고 있었고, 이를 바탕으로 항공기 제조사 호커 항공이 NATO의 요구 사양을 충족하는 기체 설계를 진행했다.[2] 이 설계는 P.1127 프로토타입으로 이어졌고, 이후 개량을 거쳐 해리어로 발전했다.[7][9]
수직 이륙은 제한된 중량 하에서만 가능하며, 일반적으로는 연료와 무장을 더 많이 싣기 위해 짧은 활주 거리를 이용하는 단거리 이륙 방식을 사용한다.[2] 항공모함에서는 함수에 설치된 스키 점프대를 이용하여 100m 정도의 짧은 거리에서도 효율적으로 이륙할 수 있다.
독특한 비행 방식으로 인해 해리어의 조종은 까다로운 것으로 알려져 있다.[44][45]
3. 1. 운용
해리어 점프 제트는 수직 이륙(VTOL)이 가능하지만, 최대 이륙 중량 상태에서는 불가능하다.[2] 대부분의 경우, 임무 수행에 필요한 연료와 무장을 탑재하기 위해서는 단거리 이륙(STOL)이 필요하며, 이때는 전진 속도를 이용해 얻는 공기역학적 양력이 엔진 추력을 보조한다.[2] 단거리 이륙은 수직 이륙보다 연료 소모도 적다.[2] 일부 항공모함에서는 이륙 거리를 줄이기 위해 함수에 스키 점프대를 설치하기도 한다.[2] 착륙 시에는 상대적으로 약한 아웃리거 착륙 장치 때문에 일반적인 활주로 착륙 방식은 잘 사용되지 않으며, 약간의 전진 속도를 유지하며 거의 수직으로 착륙하는 선상 롤링 수직 착륙(SRVL) 방식이 선호된다.[2]
일반 비행 중 추력 노즐의 방향을 후방이 아닌 다른 각도(최대 전방 8도, 즉 수직 기준 98도까지)로 바꾸는 것을 전방 비행 시 벡터링(VIFFing)이라고 부른다.[37][38] 이는 공중전에서 급격한 감속과 선회율 증가를 가능하게 하는 기동 전술이다.[37][38] 급감속을 통해 추격해오던 적기가 앞으로 지나치게 만들어 역으로 해리어의 공격 범위 안에 놓이게 할 수 있다.[37][38] 이 기술은 1970년대 초 미국 해병대에 의해 개발되었다.[37][38] 1982년 포클랜드 전쟁 발발 전 언론에서 많이 다루어졌으나, 정작 전쟁 중 영국 조종사들은 이 기술을 사용하지 않았다.[39] 하지만 노즐을 약간 전방으로 향하게 하여 호버링 상태에서 기체를 천천히 후진시키는 것은 가능했으며, 이는 영국과 미국의 에어쇼에서 자주 시연되었다.[40]
VTOL 기동 시에는 풍향이 매우 중요한데, 바람이 정면이 아닌 측면에서 불어올 경우 공기가 엔진 흡입구로 빨려 들어가면서 기수를 바람이 불어오는 반대 방향으로 밀어내는 힘(흡입 운동량 항력)이 발생하기 때문이다.[41] 이를 즉시 바로잡지 않으면 기체가 통제 불능 상태에 빠져 구를 수 있다.[41] 조종사는 조종석 앞 유리에 부착된 풍향계를 보고 기수를 계속 바람 방향으로 유지해야 한다.[41] 수직 이륙 시에는 기수를 바람 방향으로 맞춘 뒤, 회전 노즐을 수직 아래(추력 벡터 90°)로 향하게 하고 스로틀을 최대로 올려 이륙한다. 이후 원하는 고도에서 호버링이 유지되도록 스로틀을 조절한다.[42] 단거리 이륙 시에는 일반적인 이륙 활주를 시작한 뒤, 일정 속도(보통 약 65노트(시속 120km/h))에 도달하면 노즐을 부분적으로 아래로(추력 벡터 90° 미만) 돌린다. 이륙 거리를 더 줄이려면 노즐 각도를 더 크게 하여 제트 양력을 늘린다.[2]
반작용 제어 시스템(Reaction Control System, RCS)은 기체 끝단, 즉 기수, 꼬리, 그리고 날개 끝에 장착된 소형 추력기를 사용한다.[43] 엘리베이터, 러더, 에일러론과 같은 일반적인 비행 제어 표면이 효과를 발휘하기 어려운 저속 비행이나 호버링 상태에서, 엔진의 압축 공기 일부를 이 추력기들로 보내 기체의 피치, 롤, 요를 제어한다.[43]
해리어는 조종사들 사이에서 다루기 "까다로운(unforgiving)" 기체로 묘사되기도 했다.[44] 이 항공기는 실속 속도 이상에서의 일반적인 전진 비행과, 전통적인 양력 및 제어 표면이 작동하지 않는 VTOL 및 STOL 비행이 모두 가능하다.[45] 특히 호버링과 일반 비행 상태 사이를 오가는 과도기적 비행 단계에서는 상당한 기술과 집중력이 요구되었으며, 측풍이 불 때는 더욱 어려웠다.[45] 2인승 훈련기 모델이 도입되면서 비교적 경험이 적은 조종사들도 투입될 수 있게 되었다.[47] 해리어는 일반적인 조종 장치 외에 4개의 추력 노즐 방향을 제어하는 전용 레버가 있다.[48] 조종사들은 수직 비행 제어를 위해 추가된 레버가 하나뿐이라는 점에 깊은 인상을 받았다.[48] 수평 비행 시에는 이 레버를 앞으로 밀어 노즐을 후방으로 향하게 하고, 단거리 이륙이나 수직 이착륙 시에는 레버를 뒤로 당겨 노즐을 아래쪽으로 향하게 한다.[49][50]
4. 파생형
주요 문서: 해리어 기종 목록
- '''호커 P.1127''' (1960)
- '''케스트럴 FGA.1''' (1964)
- '''해리어 GR.1/1A/3/3A''' (1966년부터)
- '''해리어 T.2/2A/4/4A/8/52/60''' (1970년부터)
- '''AV-8A/C/S 해리어 Mk.50/53/55/마타도르'''
- '''TAV-8A/S 해리어 Mk.54/마타도르'''
- '''시 해리어 FRS.1/FRS.51/F(A).2''' (1978년부터)
- '''AV-8B 해리어 II/EAV-8B 마타도르 II/AV-8B 해리어 II 야간 공격기/AV-8B 해리어 II Plus''' (1983년부터)
- '''TAV-8B 해리어 II/ETAV-8B 마타도르 II'''
- '''해리어 GR.5/5A/7/7A/9/9A''' (1985년부터)
- '''해리어 T.10/12'''
5. 운용국
6. 제원
(단거리 이륙)