XB-70 발키리
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1. 개요
XB-70 발키리는 1950년대 미국 공군이 개발한 초고속, 고고도, 장거리 폭격기이다. B-52를 대체하기 위해 개발되었으며, 마하 3 이상의 속도로 알래스카-모스크바 간 무착륙 왕복 비행을 목표로 했다. 압축 양력 이론을 적용한 독특한 디자인과 스테인리스강, 티타늄 등 첨단 소재를 사용하여 제작되었다. 그러나 대륙간 탄도 미사일의 발달, 대공 방어 체계의 발전, 비용 문제 등으로 인해 개발이 취소되었으며, 2대의 시제기 중 1대가 사고로 손실되었다. XB-70 개발에서 얻은 기술은 B-1 랜서 폭격기 및 초음속 수송기 개발에 영향을 미쳤으며, 소련의 MiG-25 요격기 개발에도 영향을 주었다. 현재 한 대의 XB-70A가 미국 공군 국립 박물관에 전시되어 있다.
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| XB-70 발키리 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 유형 | 전략 폭격기 초음속 연구 항공기 |
| 제작 국가 | 미국 |
| 제작 회사 | 노스 아메리칸 (NAA) |
| 최초 비행 | 1964년 9월 21일 |
| 퇴역 | 1969년 2월 4일 |
| 상태 | 퇴역 |
| 주요 운용국 | 미국 공군 |
| 추가 운용국 | NASA |
| 제작 대수 | 2대 |
| 프로그램 비용 | US$ 15억 달러 (현재 가치 $억 달러) |
| 대당 가격 | US$ 7억 5천만 달러 (평균 가격) (현재 가치 $억 달러) |
| 다른 명칭 | B-70 |
2. 개발 배경
XB-70 발키리는 미국 공군의 "발키리 계획"에 따라 노스아메리칸 항공이 개발한 전략 폭격기이다. 마하 3의 최고 속도로 알래스카와 소련 모스크바 사이를 무착륙 왕복할 수 있는 초음속 전략 핵 폭격기로 계획되었다. 그러나 대륙간 탄도 미사일의 발달 등으로 존재 의의를 잃어 정식 채택되지 못했고, 시제기 중 한 대는 공중 충돌 사고로 손실되었다.
1954년 커티스 르메이가 전략항공사령부 사령관으로 취임하면서 초고속, 고고도, 장거리 항속 거리를 갖춘 신형 폭격기 개발을 제창했다. 미 공군은 이미 B-52 대형 제트 폭격기를 보유하고 있었지만, 이를 대체할 신형기 개발 계획 "WS-110A"(Weapon System)가 1955년 11월에 시작되었다.
르메이는 B-58 초음속 폭격기보다 빠른 마하 2 이상의 속도와 알래스카-모스크바 간 무착륙 왕복이 가능한 폭격기를 요구했다.[126] 노스아메리칸과 보잉은 작은 날개 좌우에 글라이더와 같은 유익식 연료 탱크를 장착, 아음속 순항 중 적지에서 탱크를 떼어내 초음속 가속하는 방식을 제안했다. 르메이는 이를 "3기 편대"라며 격노, 반려했다.[127]
노스아메리칸 설계진은 NASA의 전신 NACA의 압축 양력 이론에 주목했다. 델타익 기체 하부에 쐐기 모양 부위를 설치, 압축된 충격파가 날개 뒷면에 양력을 발생시켜 초음속 순항 거리를 늘리는 기술이었다.[128]
1960년 게리 파워스의 U-2 정찰기가 소련 S-75 Dvina 미사일에 격추되면서 고고도 초음속 폭격기의 이점이 사라졌다. 군사 교리는 저고도 침투 방식으로 전환되기 시작했다.
1959년 지퍼 연료 프로그램이 취소되었다.[6] 지퍼 연료는 연소 후 부식성, 연마성 물질을 발생시켜 엔진 손상 및 유독성 문제로 사용이 어려웠다.
2. 1. 초기 구상
1954년 커티스 르메이가 전략항공사령부(SAC) 사령관으로 취임하면서 초고속, 고고도, 장거리 항속 거리를 갖춘 신형 폭격기 개발을 제창했다.[126] 미국 공군은 이미 B-52 대형 제트 폭격기를 보유하고 있었으나, 이를 대체할 신형기 개발 계획인 "WS-110A"(WS=Weapon System)가 1955년 11월에 시작되었다.르메이는 B-58 초음속 폭격기보다 빠른 마하 2 이상의 속도와 알래스카-모스크바 간 무착륙 왕복이 가능한 폭격기를 요구했는데, 이는 당시 기술로는 매우 어려운 목표였다.[126] 노스아메리칸과 보잉은 이 요구에 맞춰 각각 계획을 제출했다. 두 회사는 모두 연료 소비를 줄이고 고속화를 위해 기체 중량을 경감하는 방안으로, 작은 날개 좌우에 글라이더와 같은 외형의 유익식 연료 탱크를 장착하여 아음속으로 순항하다가 적지에 접근하면 이 탱크를 떼어내 초음속으로 가속하는 방식을 제안했다. 르메이는 이 계획을 보고 "이것은 비행기(단수)가 아니라, 3기 편대다!"라며 격노하고 계획을 반려했다.[127]
미 공군은 1955년 새로운 폭격기에 대한 일반 운용 요구 사항 38호를 발표, B-52의 탑재량과 대륙간 항속 거리에 컨베어 B-58 허슬러의 마하 2 최고 속도를 결합한 성능을 요구했다.[7]
2. 2. 압축 양력 이론의 적용
NASA의 전신인 NACA의 두 풍동 전문가가 1956년에 작성한 "고초음속 속도에서 높은 양력-항력비를 개발하는 항공기 구성"이라는 보고서는, 오늘날 압축 양력으로 알려진 개념을 다루고 있었다. 이 보고서는 항공기 기수나 다른 날카로운 지점에서 발생하는 충격파를 고압 공기의 원천으로 사용하는 방법을 제시했다.[22] 충격파와 관련하여 날개를 조심스럽게 배치하면, 충격파의 고압을 날개 바닥에 포착하여 추가적인 양력을 생성할 수 있었다.노스아메리칸은 이 개념을 바탕으로 엔진에서 훨씬 앞쪽에 큰 삼각 흡입구 영역을 배치하는 설계를 제안했다. 이를 통해 날개와 관련하여 충격파를 더 잘 배치하도록 항공기 밑면을 재설계했고, 6개의 개별 포드형 엔진은 각각 2개의 개별 덕트에 3개씩 동체 아래로 재배치했다.[24]
노스아메리칸은 여기서 더 나아가 고속에서 아래로 쳐지는 날개 끝 패널을 추가하여 기본 개념을 개선했다. 이는 아래로 쳐진 날개 끝단 사이의 날개 아래에서 충격파를 가두는 데 도움을 주었으며, 고속에서 방향 안정성을 유지하기 위해 항공기에 더 많은 수직 표면을 추가했다.[23] 이 방식은 패널이 고속 위치로 이동했을 때 날개 뒤쪽의 표면적을 줄여, 속도가 증가함에 따라 압력 중심의 후방 이동을 상쇄하고 트림 항력을 감소시키는 추가적인 이점도 있었다.[25]
이러한 날개 끝단 처짐은 충격파를 가두기 위한 장치로 알려져 있기도 하지만, 실제로는 초음속 비행 시 부족해지는 수직 미익의 능력을 보완하고 공력 중심의 후방 이동을 보상하기 위한 것이었다. 이는 압축 양력의 혜택을 주로 받는 부분이 주익이기 때문이다.[129]
2. 3. 기술적 특징
XB-70은 고속, 고고도 폭격 임무를 위해 설계되었다. 당시 폭격기에 대한 주요 위협은 전투기와 대공포였는데, 더 높고 빠른 속도로 비행함으로써 이러한 위협을 어렵게 만들 수 있었다.[34]하지만 1950년대 후반 대공 미사일이 등장하면서 상황이 바뀌었다.[39] 미사일은 즉각적인 발사가 가능하고, 높은 고도에서도 요격이 가능했기 때문에 고고도 초음속 폭격기의 이점이 사라졌다. 1960년 게리 파워스가 조종하던 U-2 정찰기가 소련의 S-75 Dvina 미사일에 의해 격추되면서 이 문제는 더욱 심각해졌다.[40]
이에 따라 군사 교리는 고고도 초음속 폭격에서 저고도 침투 방식으로 전환되기 시작했다. 지형을 이용하여 레이더 탐지를 피하고, 미사일 방어망의 틈을 이용하는 방식이었다.[41] 또한, 당시 레이더는 하향 탐지 기능이 없었기 때문에 저고도 비행은 전투기에 대한 방어 수단도 될 수 있었다.[43]
이러한 상황에서 XB-70은 고속, 고고도 성능을 위해 많은 비용을 투자했음에도 불구하고 저고도에서는 B-52보다 약간 빠른 정도에 불과했고, 폭탄 탑재량과 항속 거리도 짧았다.[10]
1959년에는 지퍼 연료 프로그램이 취소되었다.[6] 지퍼 연료는 연소 후 부식성, 연마성 물질을 발생시켜 엔진에 손상을 입히고 유독하여 사용이 어려웠다. XB-70은 애프터버너에서만 지퍼 연료를 사용할 예정이었지만, 프로그램 취소로 인해 성능 향상에 제약이 생겼다. JP-6와 같은 새로운 고에너지 연료를 사용하여 어느 정도 성능을 보완할 수 있었지만, 두 개의 폭탄창 중 하나를 연료 탱크로 채워야 했다.[47]
3. 기술적 특징
XB-70은 보잉이 1954년 랜드 연구소와 함께 핵무기를 탑재하고 미국 본토에서 소련까지 운반할 수 있는 초음속 폭격기 개발 프로젝트에서 파생되었다.[3] 당시 핵무기는 수 톤에 달했고, 폭탄 폭발에서 벗어나기 위해 초음속 속도가 필요하다고 결론지었다.[3]
항공 산업은 1940년대 중반부터 원자력 항공기를 폭격기로 사용하는 데 관심을 가졌고,[4][5] 제트 연료의 에너지 밀도를 약 40% 증가시키는 붕소가 농축된 "집 연료" 사용도 연구되었다.[6]
미 공군은 1955년 B-52의 탑재량과 대륙간 항속 거리에 컨베어 B-58 허슬러의 마하 2의 최고 속도를 결합한 새로운 폭격기에 대한 요구 사항을 발표했다.[7] 핵 및 재래식 디자인이 고려되었으며, 핵 추진 폭격기는 "무기 체계 125A", 제트 추진 버전은 "무기 체계 110A"로 추진되었다.[9]
미 공군 연구 개발 사령부(ARDC)의 WS-110A 요구 사항은 마하 0.9 순항 속도와 목표물 진입 및 탈출 시 "최대한 가능한" 속도, 의 목표물을 왕복할 때 의 탑재량과 의 전투 반경을 요구했다.[11] 1955년 7월, WS-110A 연구 입찰을 위해 6개의 계약자가 선정되었고, 보잉과 노스 아메리칸 항공이 제안서를 제출하여 1955년 11월 8일 1단계 개발 계약을 체결했다.[14]
1956년 중반, 두 회사에서 초기 디자인을 발표했는데, 애프터버너에서 집 연료를 사용하여 기존 연료보다 10~15%의 항속 거리를 개선할 예정이었다.[16] 두 디자인 모두 초음속 돌입을 위해 연료가 소모되면 투하할 수 있는 거대한 날개 끝 연료 탱크를 가지고 있었고, 투하 후에는 사다리꼴 날개가 되었다.[17] 또한 시야에 미치는 영향에도 불구하고 가능한 최고 세장비를 유지하기 위해 매립형 조종석을 갖추고 있었다.[20]
두 디자인 모두 대략 의 이륙 중량을 가졌으나, 1956년 9월 미 공군은 운용하기에 너무 크고 복잡하다고 판단했다.[20] 커티스 르메이 장군은 "이것은 비행기가 아니라 3대 편대다."라고 말하며 무시했다.[18]
1959년 합동참모본부 의장 네이선 트와이닝 장군은 B-70을 이용해 이동식 소련 ICBM을 정찰 및 공격하려는 계획을 권고했지만, 미국 공군 참모총장 토머스 화이트 장군은 B-70이 격추될 수 있다고 인정했다. 아이젠하워 대통령은 정찰 및 공격 임무가 "미친 짓"이며, ICBM이 더 효과적이라고 강조했다. 1959년 12월, 공군은 B-70 프로젝트를 단일 프로토타입으로 축소한다고 발표했다.[49]
이후 1960년 미국 대통령 선거에서 존 F. 케네디는 B-70을 지지하며 국방 강화를 주장했다. 공군은 1960년 8월 XB-70 프로토타입 1대와 YB-70 11대에 대한 계약을 체결했고,[49][52] 1960년 11월 의회는 B-70 프로그램에 2.65억달러를 지원했다.[53][54]
1961년 1월 취임한 케네디는 미사일 격차가 허구라는 보고를 받았고,[55] 1961년 3월 28일 B-70 프로젝트를 취소하며 "불필요하고 경제적으로 정당화될 수 없다"고 말했다.[57] 대신 음속의 3배 속도로 비행하는 문제를 탐구하는 데 집중할 것을 권고했다.[57]
커티스 르메이는 B-70 지지를 강화했고, 의회도 폭격기 개발을 부활시키기 위해 예산을 지원했다. 1962년 3월 하원 군사 위원회(HASC)는 RS-70에 할당된 약 5억달러를 사용하도록 "지시"하는 법안을 작성했지만, 백악관 로즈 가든에서 케네디와 HASC 의장 칼 빈슨의 합의로 법안 내용이 철회되었고,[60] 폭격기 계획은 취소되었다.[61]
XB-70은 카나드와 델타익을 조합한 독특한 외형을 가졌으며, 주익 끝부분은 고속 비행 시 아래로 접혀 방향 안정성을 높이고 압축 양력을 증가시키는 역할을 했다. 이는 수직 미익의 능력을 보완하고 공력 중심의 후방 이동을 보상하기 위한 것이었다.[129]
주익 바깥 부분은 65도 아래로 회전하여 초음속에서 방향 안정성을 높이고, 압력 중심을 이동시키며, 추가적인 압축 양력을 제공했다. 압축 양력은 전체 양력의 5%를 제공했다.[23] 카나드 (앞전익)는 기체의 균형을 잡기 위한 것이며,[130] 실제 균형 조정은 연료 탱크 내에서 연료를 이동시키는 것으로 이루어졌다. 조종석 앞부분의 윈드실드는 저속에서는 시야 확보를 위해 아래로, 고속에서는 위로 올라와 유선형을 이룬다.[131]
XB-70은 스테인리스강계 합금으로 된 벌집 구조로 제작되었다. 이는 마하 3 비행 시 발생하는 300℃ 이상의 고열을 견디기 위함이었다.[132] 온도가 매우 높은 부분에는 티타늄을 사용했다.[26]
XB-70은 6개의 제너럴 일렉트릭 YJ93-GE-3 터보제트 엔진을 장착했으며, JP-6 제트 연료를 사용했다. "30,000파운드급" 엔진은 애프터버너 사용 시 28000lbf, 미사용 시 19900lbf을 생산했다. 발키리는 냉각을 위해 연료를 열교환기를 통해 펌핑했다. 자동 점화 방지를 위해 연료 보급 중 JP-6에 질소를 주입했고, 약 317.51kg의 액체 질소를 기화시켜 연료 탱크 환기 공간을 채우고 압력을 유지하는 "연료 가압 및 불활성화 시스템"을 사용했다.[133]
3. 1. 구조
XB-70은 카나드와 델타익을 조합한 독특한 외형을 가지고 있다. 주익 끝부분은 고속 비행 시 아래로 접혀 방향 안정성을 높이고 압축 양력을 증가시키는 역할을 한다. 이는 수직 미익의 능력을 보완하고 공력 중심의 후방 이동을 보상하기 위한 것이었다.[129]주익의 바깥 부분은 65도 아래로 회전하도록 경첩으로 연결되어 가변 형상 윙팁 장치 역할을 했다. 이를 통해 초음속 속도에서 항공기의 방향 안정성을 높이고, 압력 중심을 고속에서 더 유리한 위치로 이동시키며, 흡입구 분할기에서 시작된 충격파가 수직 팁 표면에서 반사되어 추가적인 압축 양력을 제공했다. 압축 양력은 전체 양력의 5%를 제공했다.[23]
카나드 (앞전익)는 기체의 균형을 잡기 위한 것으로, 주익과 떨어진 위치에 있다.[130] 실제 균형 조정은 연료 탱크 내에서 연료를 세밀하게 이동시키는 것으로도 이루어졌다.
조종석 앞부분의 윈드실드는 저속에서는 시야 확보를 위해 아래로 내려가고, 고속에서는 위로 올라와 유선형을 이룬다. 콩코드의 기수가 접혀 내려가는 것과 마찬가지로, 지상 및 저속 영역에서의 전방 시야를 확보하기 위한 것이다.[131]
XB-70은 스테인리스강계 합금으로 된 벌집 구조로 제작되었다. 알루미늄계 합금은 마하 3 비행 시 발생하는 300℃ 이상의 고열을 견딜 수 없기 때문이다. 이 벌집 구조는 단열 역할도 했지만, 열 자체와 열로 인한 외피 팽창으로 도장이 벗겨지는 문제가 있었다.[132]
XB-70은 6개의 제너럴 일렉트릭 YJ93-GE-3 터보제트 엔진을 장착했으며, JP-6 제트 연료를 사용했다. 엔진은 "30,000파운드급"으로 명시되었지만 실제로는 애프터버너를 사용했을 때 28000lbf, 애프터버너를 사용하지 않았을 때 19900lbf을 생산했다. 발키리는 냉각을 위해 연료를 사용했으며, 엔진에 도달하기 전에 열교환기를 통해 펌핑되었다. 자동 점화의 가능성을 줄이기 위해 질소가 연료 보급 중에 JP-6에 주입되었고, "연료 가압 및 불활성화 시스템"은 약 317.51kg의 액체 질소를 기화시켜 연료 탱크 환기 공간을 채우고 탱크 압력을 유지했다.
3. 2. 재료
XB-70은 마하 3의 고속 비행 시 발생하는 열을 견디기 위해 특별한 재료를 사용했다. 주요 부분에는 스테인리스강을 벌집 모양으로 이어 붙인 샌드위치 패널 구조를 사용했다.[26] 이 벌집 구조는 가벼우면서도 강도가 높고, 고온에서도 잘 견딜 수 있도록 설계되었다.특히 온도가 매우 높은 부분, 예를 들어 수평 안정 장치의 앞쪽 가장자리나 기수(코) 부분에는 티타늄을 사용했다.[26] 티타늄은 스테인리스강보다 더 높은 온도에서도 견딜 수 있는 특수한 금속이다.
마하 3으로 순항할 때 항공기 표면 온도는 평균 450°F에 도달했고, 날개 앞쪽 가장자리는 630°F까지, 엔진 부분은 최대 1000°F까지 올라갔다.
3. 3. 엔진
XB-70은 JP-6 제트 연료를 사용하는 6개의 제너럴 일렉트릭 YJ93-GE-3 터보제트 엔진을 장착했다.[133] 이 엔진은 "30,000파운드급"으로 명시되었지만, 실제로는 애프터버너 사용 시 , 미사용 시 의 추력을 냈다. XB-70은 엔진 냉각을 위해 연료를 열교환기를 통해 펌핑하는 방식을 사용했다. 또한, 자동 점화 방지를 위해 연료 보급 시 JP-6에 질소를 주입했으며, 의 액체 질소를 기화시켜 연료 탱크 환기 공간을 채우고 탱크 압력을 유지하는 "연료 가압 및 불활성화 시스템"을 사용했다.[133]붕소계 첨가제(ZIP 연료)를 사용하여 애프터버너 추력을 높이는 방안이 검토되었으나, 청산의 약 10배에 달하는 독성 때문에 중단되었다.[134]
3. 4. 조종석 및 탈출 시스템
XB-70은 실험기였기 때문에 조종석은 기장과 부조종사 2인승이었다. 조종석은 가압되어 승무원은 특별한 장비 없이 탑승할 수 있었지만, 테스트 파일럿은 기본적으로 가압복을 착용하고 탑승했다. 각 좌석은 비상시 탈출 캡슐(모듈식 탈출 장치)로 사용되도록 설계되었으며, 비상시에는 위아래에서 커버가 회전하며 승무원을 수용한다. 이 캡슐은 가압이 상실되었을 때 승무원을 보호하는 것도 상정하고 있으며, 캡슐 내에서도 최소한의 조종이 가능했다. 탈출 시에는 캡슐째 사출되며, 낙하산과 에어백으로 착지하는 구조였다.4. 운용 역사
XB-70은 대형 초음속 수송기와 관련된 공기역학, 항공 추진 및 기타 주제에 대한 고급 연구에 사용될 예정이었다. 이 연구 역할에는 항법사와 폭격수가 필요하지 않았기 때문에 승무원은 조종사 2명으로 줄었다.[62] 1961년 3월, 생산 주문이 3대의 프로토타입으로 줄었고,[63] 세 번째 항공기는 이전 프로토타입의 개선 사항을 통합하도록 했다.[64] 이후 주문은 AV-1 및 AV-2로 명명된 두 대의 실험용 XB-70A로 줄었다.
XB-70 1호기는 1964년 5월 7일에 완성되었고,[65] 5월 11일에 캘리포니아주 팜데일에서 공개되었다.[66][67][68] AV-2는 1964년 10월 15일에 완성되었다. 세 번째 프로토타입(AV-3)의 제조는 1964년 7월에 완공 전에 취소되었다.[70] 첫 번째 XB-70은 1964년 9월에 처녀 비행을 했고 그 뒤로 많은 시험 비행이 이어졌다.[71]
XB-70의 첫 비행은 1964년 9월 21일이었다.[85] 첫 비행 시험에서 팜데일과 에드워드 공군 기지 사이를 비행하는 동안 이륙 직후 엔진 하나를 꺼야 했고, 착륙 장치 오작동 경고로 인해 착륙 장치를 내린 채로 비행하여 속도가 390mph로 제한되었다.[86] 착륙하는 동안 포트 측 주 착륙 장치의 뒷바퀴가 고정되었고, 타이어가 파열되어 화재가 발생했다.[87][88]
발키리는 1964년 10월 12일 세 번째 시험 비행에서 처음으로 초음속(마하 1.1)을 돌파했으며, 10월 24일의 다음 비행에서 40분 동안 마하 1 이상으로 비행했다. XB-70 1호기는 1965년 10월 14일 약 21336.00m에서 마하 3.02를 기록하며 마하 3을 돌파했다.[89]
AV-1에서 발견된 결함은 1965년 7월 17일 처음 비행한 두 번째 XB-70에서 거의 완전히 해결되었다. 1966년 1월 3일, XB-70 2호기는 약 21945.60m에서 비행하면서 마하 3.05의 속도를 기록했다. AV-2는 1966년 4월 12일 최고 속도 마하 3.08을 기록하고 20분 동안 유지했다.[91] 1966년 5월 19일, AV-2는 마하 3.06을 기록하고 총 비행 시간 91분 동안 약 3862.42km을 비행하며 32분 동안 마하 3으로 비행했다.[92]
| 최장 비행 | 3:40 시간 | 1966년 1월 6일 |
| 최고 속도 | 2020mph | 1966년 1월 12일 |
| 최고 고도 | 약 22555.20m | 1966년 3월 19일 |
| 최고 마하 수 | 마하 3.08 | 1966년 4월 12일 |
| 지속 마하 3 | 32 분 | 1966년 5월 19일 |
| 마하 3 총 시간 | 108 분/10 비행 | – |
미국 국립 음속 붐 프로그램을 위해 1966년 11월 3일부터 1967년 1월 31일까지 NASA/USAF 공동 연구 프로그램이 수행되어 음속 붐의 강도와 특성을 측정했다. 1966년, AV-2가 이 프로그램에 선정되어 시험 센서가 장착되었다. 1966년 6월 6일 첫 번째 음속 붐 시험을 비행하여 약 21945.60m에서 마하 3.05의 속도를 기록했다.[95] 이틀 후, AV-2는 다중 항공기 대형 비행 중 F-104와 공중 충돌하여 추락했다.[96] 음속 붐 및 이후의 시험은 XB-70A #1으로 계속되었다.[97]
두 번째 비행 연구 프로그램(NASA NAS4-1174)은 1967년 4월 25일부터 1969년 XB-70의 마지막 비행까지 "구조 역학 제어"를 조사했다.[98][99] 1968년 6월부터 시작된 NASA 시험에는 AV-1의 노즈에 두 개의 작은 베인이 포함되었다.[99][101] AV-1은 총 83번의 비행을 했다.[102]
XB-70의 마지막 초음속 비행은 1968년 12월 17일에 이루어졌다. 1969년 2월 4일, AV-1은 박물관 전시를 위해 라이트-패터슨 공군 기지(현재 미국 공군 국립 박물관)로 마지막 비행을 했다.[103]
XB-70 시험 비행 및 항공 우주 재료 개발에서 얻은 데이터는 이후 록웰 B-1 랜서 B-1 폭격기 프로그램, 미국의 초음속 수송기 (SST) 프로그램, 그리고 간첩 행위를 통해 소련의 투폴레프 Tu-144 SST 프로그램에 사용되었다.[72] 록히드 U-2와 록히드 SR-71 블랙버드 정찰기, 그리고 XB-70의 개발은 소련의 항공 우주 기술자들이 고고도 및 고속 미코얀-구레비치 MiG-25 요격기를 설계하고 개발하도록 촉구했다.[73][74]
4. 1. 시험 비행
1965년 5월 7일, XB-70 1호기는 날개 끝부분에서 3m 길이의 조각이 비행 중 떨어져 나가면서 6개의 엔진 중 5개가 심각하게 손상되었다. 손상된 엔진은 제너럴 일렉트릭(GE)으로 보내져 수리되었고, 나머지 1개의 엔진은 검사 후 항공기에 다시 장착되었다.[112]1965년 10월 14일, XB-70 1호기는 마하 3을 초과했지만, 열과 응력으로 인해 벌집 모양 패널이 손상되어 왼쪽 날개 앞전에서 약 0.61m가 떨어져 나갔다. 이 사고로 인해 해당 기체는 마하 2.5로 속도가 제한되었다.[90]
1966년 6월 8일, XB-70 2호기는 5대의 항공기 엔진을 모두 제조한 제너럴 일렉트릭의 요청에 따라 사진 촬영을 위해 다른 4대의 항공기(F-4 팬텀, F-5, T-38 탈론, F-104 스타파이터)와 밀착 편대를 이루었다. 여섯 번째 항공기인 리어젯 23은 편대를 촬영하기 위해 제너럴 일렉트릭과 계약을 맺었다.[1][113]
사진 촬영 후, F-104는 XB-70의 오른쪽 날개 끝으로 이동하여 뒤집혀 발키리의 위쪽으로 거꾸로 회전한 후 폭격기의 수직 안정기와 왼쪽 날개에 부딪혔다. F-104는 그 후 폭발하여 발키리의 수직 안정기를 파괴하고 왼쪽 날개를 손상시켰다. 두 개의 수직 안정기가 모두 손실되고 날개가 손상되었음에도 불구하고, 발키리는 통제 불능의 스핀에 들어가 캘리포니아주 바스토 북쪽으로 추락하기 전까지 16초 동안 똑바로 비행했다. NASA(나사) 수석 테스트 파일럿 조 워커(F-104 조종사)와 칼 크로스(XB-70 부조종사)가 사망했다. 알 화이트(XB-70 조종사)는 탈출했지만 탈출 직전 조개 껍질 모양의 탈출 크루 캡슐이 팔을 으스러뜨리는 등 심각한 부상을 입었다.[114][115]
사고 조사의 미 공군(USAF) 요약 보고서는 F-104가 XB-70에 상대적인 위치를 고려할 때, F-104 조종사인 워커는 불편하게 왼쪽 어깨 너머로 뒤돌아보지 않고서는 XB-70의 날개를 볼 수 없었을 것이라고 밝혔다. 보고서는 워커가 자신의 위치보다 앞선 XB-70의 동체를 보면서 위치를 유지했을 가능성이 높다고 말했다. F-104는 XB-70 동체에서 70m 옆에, 10m 아래에 있는 것으로 추정되었다. 보고서는 적절한 시야 단서가 없는 상태에서 워커는 발키리에 대한 자신의 움직임을 제대로 인식할 수 없어 자신의 항공기가 XB-70의 날개로 표류하게 되었다고 결론 내렸다.[101][116] 사고 조사는 또한 XB-70의 오른쪽 날개 끝에서 발생한 와류가 F-104가 갑자기 폭격기 위로 굴러 충돌하게 된 이유라고 지적했다.[116]
제너럴 일렉트릭의 사진 촬영은 공군의 승인을 받지 않았다. 참사가 발생한 후, 앨버트 W. 케이트 대령은 보직 해임되었고, 조 코튼 대령, 제임스 G. 스미스 대령, 존 S. 맥콜럼은 견책을 받았다.[117][113][118]
4. 2. 공중 충돌 사고
1966년 6월 8일, XB-70A 2호기는 제너럴 일렉트릭(General Electric)의 요청으로 F-4 팬텀, F-5, T-38 탈론, F-104 스타파이터 등 다른 4대의 항공기와 함께 사진 촬영을 위한 밀착 편대 비행을 했다. 이 비행에는 제너럴 일렉트릭 엔진을 사용하는 5대의 항공기가 동원되었으며, 제너럴 일렉트릭이 계약한 리어젯 23(Learjet 23)이 편대를 촬영했다.[1][113]사진 촬영 후, F-104는 XB-70의 오른쪽 날개 끝으로 이동하여 뒤집혔다. 그 후, 거꾸로 회전하여 XB-70의 수직 안정기와 왼쪽 날개에 부딪혔다. F-104는 폭발하여 XB-70의 수직 안정기를 파괴하고 왼쪽 날개를 손상시켰다. XB-70은 16초 동안 똑바로 비행했지만, 결국 통제 불능의 스핀에 들어가 캘리포니아주 바스토 북쪽에 추락했다.[114][115] 이 사고로 NASA(나사) 수석 테스트 파일럿이자 F-104 조종사인 조 워커와 XB-70 부조종사 칼 크로스가 사망했다. XB-70 조종사 알 화이트는 탈출했지만, 탈출 크루 캡슐이 팔을 으스러뜨리는 등 심각한 부상을 입었다.[114][115]
미 공군(USAF) 사고 조사 보고서는 F-104 조종사 워커가 XB-70에 상대적인 위치를 고려할 때, XB-70의 날개를 보기 어려웠을 것이라고 밝혔다. 보고서는 워커가 XB-70 동체를 기준으로 위치를 유지했을 가능성이 높으며, 적절한 시야 단서가 없어 자신의 움직임을 제대로 인식하지 못하고 XB-70의 날개로 표류하게 되었다고 결론 내렸다.[101][116] 또한, XB-70의 오른쪽 날개 끝에서 발생한 와류가 F-104를 갑자기 덮쳐 충돌을 유발했을 수 있다고 지적했다.[116]
척 예거를 비롯한 여러 전문가들은 XB-70의 특이한 형상으로 인해 편대 비행 시 위치 파악이 어려웠을 것이라는 점과, F-104와 같이 가벼운 기체가 XB-70의 날개 끝에서 발생하는 와류에 휘말렸을 가능성을 제기했다.[142][143]
이 사고로 남은 XB-70 1호기는 NASA로 이관되어 초음속 여객기(SST)의 소닉 붐 연구에 사용되었다. 연구 결과, 마하 2로 비행 시 고고도에서도 지상에 큰 소닉 붐 영향을 미친다는 사실이 밝혀져 SST 개발 지연의 원인이 되었다.
5. 개발 취소 및 영향
XB-70 발키리의 개발 취소는 여러 복합적인 요인에 의해 결정되었다. 우선, 대륙간탄도유도탄(ICBM)의 등장으로 인해 상대적으로 비용 효율성이 떨어지게 되었다. 또한, 미사일 기술의 발전으로 대공 방어 체계가 빠르게 발전하면서, 고고도 폭격기의 생존성이 위협받게 되었다. 미사일은 유인 항공기에 비해 G포스의 제약이 없어 훨씬 빠른 속도로 비행이 가능하고, 개량 및 개조가 용이하다는 장점이 있었다.
더불어, 시대적 흐름이 고고도 폭격기보다는 저고도 폭격기를 선호하는 방향으로 변화한 것도 개발 취소에 영향을 미쳤다. XB-70은 비행할 때마다 막대한 연료비와 유지비를 소모한다는 점도 단점으로 작용했다.
퇴역한 XB-70 AV-1 (미 공군 일련번호 62-0001)은 오하이오 주 데이턴 인근의 라이트-패터슨 공군 기지에 위치한 미국 공군 국립 박물관에 전시되어 있다.[119] 1969년 2월 4일 박물관으로 옮겨진 이 항공기는 박물관의 대표적인 항공기로 자리 잡았으며, 박물관 레터헤드, 박물관 식당인 ''발키리 카페''의 디자인 요소로 활용되었다.[120] 2015년 10월 말에는 박물관 본관의 네 번째 격납고로 옮겨져 전시 중이다.[122]
5. 1. 개발 취소
1959년, 드와이트 D. 아이젠하워 대통령은 발키리 계획의 비용 문제와 탄도 미사일에 대한 예산 할당 필요성을 이유로 XB-70 개발을 시제기 제작으로만 축소했다. 1957년 8월, 소련이 세계 최초의 대륙간 탄도 미사일 R-7 발사에 성공하면서, 탄도 미사일에 예산을 할당해야 한다는 의견이 더욱 힘을 얻었다. [138]1961년, 존 F. 케네디 대통령은 로버트 맥나마라를 국방부 장관으로 임명했다. 맥나마라는 비용, 효과, 속도 면에서 XB-70이 탄도 미사일에 미치지 못한다고 결론 내렸다. 또한, 고고도 비행으로 대공 방어를 피한다는 전략은 1960년 U-2 격추 사건으로 인해 설득력을 잃었다. 결국 케네디 대통령은 발키리 계획을 시제품 3대(XB-70 2대, YB-70 1대)로 중단하기로 결정했다. 이와 함께, 수반 호위기로 계획되었던 F-108 "레이피어"는 제작되지 못하고 취소되었다. [138]
XB-70 1호기는 1964년 5월 1일에 완성되어 9월 21일에 첫 비행을 성공했고, 2호기는 1965년 5월 29일에 완성되어 7월 17일에 첫 비행했다. 1호기는 1965년 10월 14일에, 2호기는 1966년 1월 3일에 마하 3 비행에 성공했으며, 2호기는 같은 해 4월 12일에 최고 속도 마하 3.08을 기록했다. 그러나 YB-70 계획은 최종적으로 취소되었다. [139]
정찰 폭격기 RS-70으로의 전환도 시도되었으나, SR-71과의 경쟁에서 패배하여 채택되지 못했다. [140]
5. 2. 영향
XB-70의 시험 비행과 항공 우주 재료 개발 과정에서 축적된 데이터는 이후 B-1 랜서 폭격기 프로그램과 미국의 초음속 수송기 (SST) 프로그램에 활용되었다.[72] 또한, 록히드 U-2와 SR-71 블랙버드 정찰기, 그리고 XB-70의 개발은 소련의 항공 우주 기술자들이 고고도 및 고속 요격기인 MiG-25를 설계하고 개발하는 데 영향을 주었다.[73][74]6. 파생형
; XB-70A
: B-70의 프로토타입으로, 2대가 제작되었다.[106][107]
::* AV-1 (NAA 모델 번호 NA-278, USAF S/N ''62-0001'')는 83회 비행하여 160시간 16분을 기록했다.
::* AV-2 (NAA 모델 번호 NA-278, USAF S/N ''62-0207'')는 1966년 6월 추락하기 전까지 46회 비행하여 92시간 22분을 기록했다.[108]
; XB-70B
: AV-3 (NAA 모델 번호 NA-274, USAF S/N ''62-0208'')는 원래 1961년 3월에 최초의 YB-70A가 될 예정이었으나, 초기 제작 단계에서 취소되었다.[70][109]
; YB-70
: XB-70을 기반으로 개선된, 생산 전 단계의 기획 버전.[49][52]
; B-70A
: 발키리의 기획된 폭격기 생산 버전으로, 최대 65대의 작전 폭격기 기체를 배치할 계획이었다.[7][110]
; RS-70
: 정찰-공격 버전으로 제안되었으며, 1964년 중반에 전략 공군 사령부의 비행대대로서 RS-70을 배치할 예정이었다.[111]
7. 보존
XB-70 발키리 AV-1 (미 공군 일련번호 62-0001)는 오하이오주 데이턴 인근 라이트-패터슨 공군 기지에 있는 국립 미국 공군 박물관에 전시되어 있다.[119] 이 항공기는 XB-70 시험 프로그램이 종료된 1969년 2월 4일에 박물관으로 옮겨졌다.[119] 발키리는 박물관의 대표적인 항공기가 되었으며, 박물관 레터헤드 및 식당 ''발키리 카페''의 주요 디자인 요소로 사용되었다.[120] 2011년에는 XB-70이 다른 실험 항공기들과 함께 박물관 연구 개발 격납고에 전시되었으나,[121] 2015년 10월 말 박물관 본관 네 번째 격납고가 완공되면서 그곳으로 옮겨졌다.[122]
8. 제원
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 승무원 | 2명 |
| 전장 | 56.6m |
| 전폭 | 32m |
| 전고 | 9.36m |
| 날개 면적 | 585m2 |
| 공허 중량 | 93000kg |
| 운용 중량 | 242500kg |
| 최대 이륙 중량 | 250000kg |
| 엔진 | 제너럴 일렉트릭 YJ93-GE-3 터보제트 엔진 × 6 |
| 추력 | 각 133kN (애프터버너 사용 시) |
| 최고 속도 | 마하 3.1 (3300km/h) |
| 항속 거리 | 6900km |
| 실용 상승 한도 | 23600m |
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웹사이트
XB-70 Valkyrie moved into museum's new fourth building
http://www.nationalm[...]
National Museum of the United States Air Force
2015-11-02
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