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화물기

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목차

1. 개요

화물기는 항공기를 이용하여 화물을 운송하는 데 사용되는 항공기이다. 1920년대부터 전용 화물기가 개발되었으며, 제2차 세계 대전과 냉전 시대를 거치며 군사적, 상업적으로 중요한 역할을 수행했다. 현재는 여객기를 개조하거나, 처음부터 화물 운송에 최적화된 전용 화물기, 혹은 민간과 군사용으로 함께 사용되는 화물기 등 다양한 유형이 존재한다. 화물기의 중요성은 전자 상거래의 발달로 더욱 커지고 있으며, 무인 화물기 개발도 활발하게 진행되고 있다.

2. 역사

1911년 초부터 항공기는 항공 우편 형태로 화물을 운송하는 데 사용되었다.[4] 초기 항공기는 주로 화물 운송용으로 설계된 것은 아니었지만, 1920년대 중반에 항공기 제조업체들은 전용 화물 항공기를 설계하고 제작하기 시작했다. 1920년대 초 영국에서는 중동의 새로 점령한 지역에서 부족 반란을 진압하기 위해 군대와 물자를 신속하게 수송할 화물 항공기의 필요성을 인식했다. 비커스 비미 커머셜의 개발형인 비커스 버논은 1921년 최초의 전용 수송기로 영국 공군에 배치되었다.[4][5]

1921년에 처음 등장한 비커스 버논은 군대를 위한 최초의 화물기였다.


1923년 2월, 영국 공군의 이라크 공군 사령부는 킹가르반에서 키르쿠크까지 약 500명의 시크교 병력을 수송했는데, 이는 역사상 최초의 전략적 공수 작전이었다.[4][5] 비커스 빅토리아는 1928년 11월부터 1929년 2월까지 진행된 1928-1929 카불 공수 작전에서 중요한 역할을 했다. 당시 내전으로 인해 위험에 처한 외교관과 그 가족, 아프가니스탄 왕족을 대피시켰다.[6] 빅토리아는 또한 임페리얼 항공의 핸들리 페이지 HP.42 여객기를 위한 항공 노선 개척에도 기여했다.[7]

제2차 세계 대전 당시 독일에서 설계된 Arado Ar 232는 최초의 전용 화물 수송기였다. Ar 232는 초기 융커스 Ju 52 화물기 개조를 대체하기 위해 만들어졌지만, 소수만 제작되었다. 다른 대부분의 군대는 화물 수송 역할을 위해 여객기의 화물 수송 버전을 사용했는데, 특히 더글러스 DC-3의 C-47 스카이트레인 버전이 거의 모든 연합국에서 사용되었다. 미래 화물 항공기 설계의 중요한 혁신은 1939년에 융커스 Ju 90 4발 군용 수송기의 다섯 번째와 여섯 번째 시제품에서 소개되었는데, 이는 후방 적재 램프의 최초 사례였다. 이 항공기는 당시 대부분의 항공기와 마찬가지로 꼬리바퀴 착륙 장치를 사용하여 착륙 시 항공기가 뒤쪽으로 기울어지게 했다. 이 항공기는 차량 트랙웨이 램프 사이에 위치한 인원용 계단이 있는 강력한 램프/유압 리프트인 ''Trapoklappe''를 도입하여 항공기 후방을 공중으로 들어올려 손쉽게 화물을 적재할 수 있게 했다.[8] 유사한 후방 적재 램프는 삼륜 착륙 장치를 갖춘 제2차 세계 대전 말기 미국의 버드 RB-1 코네스토가 2발 화물 항공기에도 다소 다른 형태로 나타났다.

최초의 화물 수송기인 Arado Ar 232


냉전 시대의 절정기였던 베를린 공수 작전 동안 소련이 베를린의 서부 지역으로 연결되는 육상 통로를 폐쇄하고 봉쇄하자 자유 진영이 서베를린에 식량과 물자를 공급하기 위해 대규모 항공기 동원을 감행했다. 많은 구형 기종, 특히 더글러스 C-47 스카이트레인이 필요한 항공기 수를 신속하게 공급하기 위해 투입되었다. 운영 과정에서 이러한 구형 기종을 하역하는 데 훨씬 더 큰 삼륜 착륙 장치인 더글러스 C-54 스카이마스터를 하역하는 것과 시간이 비슷하거나 더 오래 걸린다는 것을 알게 되었다. C-54는 착륙 시 이동하기가 더 쉬웠다. C-47은 빠르게 운용에서 제외되었으며, 그 이후로 평면 데크는 모든 신규 화물기 설계의 필수 조건이 되었다.

전후 수년간 여러 신규 맞춤형 화물 항공기가 도입되었으며, 종종 "실험적인" 기능이 포함되었다. 예를 들어, 미국의 C-82 패킷은 탈착식 화물 구역을 특징으로 했으며, C-123 프로바이더는 현재 일반적으로 사용되는 후방 동체/위로 솟은 꼬리 모양을 도입하여 훨씬 더 큰 후방 적재 램프를 허용했다. 그러나 이 등급이 성숙할 수 있게 한 것은 터보프롭의 도입이었으며, 초기 사례 중 하나인 C-130 허큘리스는 21세기에도 록히드 마틴 C-130J로 최신 군용 수송기 설계를 측정하는 기준이 되고 있다. 더 크고, 더 작고, 더 빠른 설계를 오랫동안 제안해 왔지만, C-130은 생산을 유지할 수 있는 속도로 계속 개선되고 있다.

2014년 대서양 상공을 비행하는 미국 공군 록히드 C-130 허큘리스는 전형적인 군용 수송기이다.


1960년대 록히드 C-5 갤럭시와 70년대와 80년대에 나온 여러 유사한 소련 설계를 시작으로 "전략적" 화물 항공기는 중요한 자체 등급이 되었으며, 세계 최대의 항공기인 안토노프 An-225에서 절정에 달했다. 이러한 설계는 주력 전차와 같은 가장 무거운 화물을 전 세계적인 범위에서 운송할 수 있는 기능을 제공한다. 보잉 747는 원래 C-5와 동일한 사양으로 설계되었지만, 나중에 여객기 또는 전 화물기 버전으로 제공될 수 있도록 수정되었다. 동체의 상단에 있는 "범프"는 사고 발생 시 승무원 구역이 앞쪽에서 미끄러져 나오는 화물 컨테이너로부터 안전하도록 한다.

가장 무거운 화물기인 안토노프 An-225 Mriya

2. 1. 초기 역사

1911년 초부터 항공기는 항공 우편 형태로 화물을 운송하는 데 사용되었다.[4] 초기 항공기는 주로 화물 운송용으로 설계된 것은 아니었지만, 1920년대 중반에 항공기 제조업체들은 전용 화물 항공기를 설계하고 제작하기 시작했다. 1920년대 초 영국에서는 중동의 새로 점령한 지역에서 부족 반란을 진압하기 위해 군대와 물자를 신속하게 수송할 화물 항공기의 필요성을 인식했다. 비커스 비미 커머셜의 개발형인 비커스 버논은 1921년 최초의 전용 수송기로 영국 공군에 배치되었다.[4][5]

1923년 2월, 영국 공군의 이라크 공군 사령부는 킹가르반에서 키르쿠크까지 약 500명의 시크교 병력을 수송했는데, 이는 역사상 최초의 전략적 공수 작전이었다.[4][5] 비커스 빅토리아는 1928년 11월부터 1929년 2월까지 진행된 1928-1929 카불 공수 작전에서 중요한 역할을 했다. 당시 내전으로 인해 위험에 처한 외교관과 그 가족, 아프가니스탄 왕족을 대피시켰다.[6]

2. 2. 제2차 세계 대전

제2차 세계 대전 당시 독일에서 설계된 Arado Ar 232는 최초의 전용 화물 수송기였다.[8] Ar 232는 초기 융커스 Ju 52 화물기 개조를 대체하기 위해 만들어졌지만, 소수만 제작되었다. 연합군은 더글러스 DC-3의 화물 수송 버전인 C-47 스카이트레인을 주로 사용했다.[8] 1939년에 융커스 Ju 90 4발 군용 수송기의 다섯 번째와 여섯 번째 시제품에서 후방 적재 램프가 최초로 도입되었는데, 이는 ''Trapoklappe''라는 강력한 램프/유압 리프트로, 항공기 후방을 들어올려 손쉽게 화물을 적재할 수 있게 했다.[8]

2. 3. 냉전 시대와 그 이후

냉전 시대의 절정기였던 베를린 공수 작전 동안 자유 진영은 서베를린에 식량과 물자를 공급하기 위해 대규모 항공기 동원을 감행했다. 소련이 베를린의 서부 지역으로 연결되는 육상 통로를 폐쇄하고 봉쇄했기 때문이다.[4][5] 많은 구형 기종, 특히 더글러스 C-47 스카이트레인이 필요한 항공기 수를 신속하게 공급하기 위해 투입되었다. 운영 과정에서 이러한 구형 기종을 하역하는 데 훨씬 더 큰 삼륜 착륙 장치인 더글러스 C-54 스카이마스터를 하역하는 것과 시간이 비슷하거나 더 오래 걸린다는 것을 알게 되었다. C-54는 착륙 시 이동하기가 더 쉬웠다. C-47은 빠르게 운용에서 제외되었으며, 그 이후로 평면 데크는 모든 신규 화물기 설계의 필수 조건이 되었다.[4][5] Avro York는 베를린 공수 작전에 투입된 기종 중 하나였다.

전쟁 이후 수년간 여러 신규 맞춤형 화물 항공기가 도입되었으며, 종종 "실험적인" 기능이 포함되었다. 터보프롭의 도입은 C-130 허큘리스와 같은 초기 군용 수송기의 발전을 이끌었으며, C-130 허큘리스는 21세기에도 록히드 마틴 C-130J로 최신 군용 수송기 설계를 측정하는 기준이 되고 있다. 더 크고, 더 작고, 더 빠른 설계를 오랫동안 제안해 왔지만, C-130은 생산을 유지할 수 있는 속도로 계속 개선되고 있다.

1960년대 록히드 C-5 갤럭시와 70년대와 80년대에 나온 여러 유사한 소련 설계를 시작으로 "전략적" 화물 항공기는 중요한 자체 등급이 되었으며, 세계 최대의 항공기인 안토노프 An-225에서 절정에 달했다.[9] 이러한 설계는 주력 전차와 같은 가장 무거운 화물을 전 세계적인 범위에서 운송할 수 있는 기능을 제공한다. 보잉 747은 원래 C-5와 동일한 사양으로 설계되었지만, 나중에 여객기 또는 전 화물기 버전으로 제공될 수 있도록 수정되었다. 동체의 상단에 있는 "범프"는 사고 발생 시 승무원 구역이 앞쪽에서 미끄러져 나오는 화물 컨테이너로부터 안전하도록 한다. 보잉 747-200F, 보잉 747-400F, 보잉 747-400ERF, -8F와 같은 초대형기 중에서는 유일하게 여객형과 화물형(노즈 카고 도어를 가진 순수 화물형만 해당. 여객형 개조는 제외) 모두 100대 이상의 수주를 기록한 기종이 747이다.

3. 화물 항공기의 중요성

화물기는 여러 해 동안 다양한 용도로 사용되어 왔지만, 오늘날 화물기의 중요성에 대해서는 크게 언급되지 않는다. 오늘날의 화물기는 부패하기 쉬운 물품과 물자에서 완제품 자동차 및 가축에 이르기까지 거의 모든 것을 운송할 수 있다. 특히 아마존(Amazon)과 이베이(eBay)와 같은 소매업체를 통한 온라인 쇼핑의 증가로 인한 빠른 배송 수요를 충족시키는 데 핵심적인 역할을 한다.[14]

항공 화물은 전 세계 무역 가치의 약 35%를 차지하며,[15] 6조 달러 이상의 상품을 운송하여 생산자와 소비자, 상점 모두에게 이익을 제공한다. 이는 생산자가 상품 가격을 낮게 유지하고, 소비자가 더 많은 품목을 구매할 수 있도록 하며, 상점이 상품을 선반에 보관할 수 있도록 돕는다.

항공 화물은 배송 및 운송 측면에서 중요할 뿐만 아니라, 고용 시장에서도 매우 중요하다. 미국 전역의 항공 화물 회사는 25만 명 이상의 근로자를 고용하고 있으며,[16] 2023년 8월, 미국의 화물 항공사는 업계 전체의 34%에 해당하는 268,730명의 근로자를 고용했다.

초기의 화물기는 전용 설계로 만들어진 경우는 적었고, 우편 수송 등 화물편으로 사용된 기체는 있었지만, 여객과 화물 양쪽 모두 수송할 수 있는 것이 주류였다. 현대의 화물기는 여객기를 개조하여 기내를 개조한 경우가 많다.

스윙 테일을 여는 보잉 747LCF


화물기는 여객기보다 많은 페이로드[31]를 적재하기 때문에, 연료 소비가 많아지고, 최대 페이로드 한계까지 적재했을 경우, 최대 이륙 중량을 초과하지 않도록, 기종에 따라 탱크 용량의 절반 정도만 연료를 탑재해야 한다. 일반적으로 여객기보다 항속 거리가 짧은 이유가 여기에 있다.

4. 화물 항공기 유형

현재 운용 중인 거의 모든 상업용 화물기는 여객기를 변형하거나 개조한 것이다.[17] 하지만 화물기를 개발하는 데는 세 가지 다른 방식이 있다.[17]

=== 여객기 기반 화물기 ===

대부분의 상업용 화물기는 여객기를 개조한 것이다. 주 갑판에 화물 출입문을 설치하고, 화물 하중에 맞게 바닥 보를 보강하며, 승객용 설비를 화재 감지기 등으로 교체하는 작업이 필요하다.[18] 이러한 개조 작업은 에어버스 및 보잉 외에도 전문 엔지니어링 팀이 수행하며, 항공기의 수명을 15~20년 연장할 수 있다.[18]

2009년 Toll Aviation의 화물기로 개조된 보잉 737-300


개조 비용은 기종에 따라 다르다. 예를 들어 A300B4-200F는 1996년에 500만 달러, A300-600F는 2001년에 800만 달러, 맥도넬 더글러스 MD-11F는 1994년에 900만 달러였다. B767-300ERF는 2007년에 1,300만 달러, 보잉 747-400 PSF는 2006년에 2,200만 달러, A330-300 P2F는 2016년에 2,000만 달러, 보잉 777-200ER BCF는 2017년에 4,000만 달러로 추정되었다. LCF Conversions는 주 갑판 출입문 설치를 피하고 갑판 사이에 더 가벼운 엘리베이터를 사용하여 A330/A340 또는 B777을 650만 달러에서 750만 달러에 개조하려 한다.[20]

개조된 화물기는 개발 비용이 이미 상각되었고 생산 리드 타임이 짧다는 장점이 있다. 그러나 구형 기술 사용으로 인해 직접 운영 비용이 높고, 적재 및 하역이 최적화되지 않았다는 단점도 있다. 또한 항공기가 필요 이상으로 가압되거나 승객 안전을 위한 불필요한 장치가 있을 수 있다.

여객기에서 화물기로 개조된 항공기는 다음과 같다:

항공기비고
에어버스 A300
에어버스 A310
에어버스 A320 패밀리
에어버스 A330
에어버스 A350
ATR 72
HESA 시모르그 (An-140)
보잉 727
보잉 737
보잉 747
보잉 757
보잉 767
보잉 777
봄바디어 대시 8-100[25]/-300[26]
브리스톨 브리타니아
BAe 146QT
BAe ATPF
봄바디어 CRJ-200
더글러스 DC-3
더글러스 DC-8
더글러스 DC-9
핸들리 페이지 헤럴드
일리우신 Il-96
맥도넬 더글러스 DC-10
맥도넬 더글러스 MD-11
투폴레프 Tu-204



=== 전용 민간 화물기 ===

전용 민간 화물기는 처음부터 화물기로 설계된 항공기로, 여객 또는 군사적 요구 사항에 따른 제약 없이 화물 운송에 최적화된 설계가 가능하다. 이러한 설계 덕분에 전용 화물기는 적재 및 하역 방식, 바닥, 동체 구성 및 가압을 해당 임무에 최적화 할 수 있다.

미국 항공우주국(NASA)은 1990년까지 전용 화물기를 생산할 가능성을 평가하기 위해 더글러스 항공기 회사와 록히드-조지아 회사를 선정했다. 이는 화물/물류 항공 수송 시스템 연구(CLASS)의 일환으로 수행되었다. 연구 결과, 동등한 탑재량에서 전용 화물 항공기는 다른 화물 항공기에 비해 운항 비용을 20% 절감하고 항공기 가격을 15% 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 이러한 결과는 연료 및 인건비, 항공 화물 서비스 수요 증가에 대한 가정에 따라 민감하게 변동될 수 있으며, 미래 파생 항공 화물 항공기의 낮은 자본 비용으로 인한 경쟁 상황을 고려하지 않은 한계가 있다.

전용 화물 항공기는 개발 비용이 높고 투자 위험이 크다는 단점이 있지만, NASA의 ACEE 결과를 최대한 활용하여 운영 비용과 연료 사용량을 크게 줄일 수 있다는 장점 또한 존재한다.

대표적인 전용 민간 화물기로는 보잉 747-200F/-400F/-400ERF/-8F, 757-200PF, 767-300F, 777F, 맥도넬 더글러스 MD-11F 등이 있다. 초대형기 중에서는 747-200F/-400F/-400ERF/-8F가 유일하게 여객형과 화물형 모두 100대 이상의 수주를 기록했다.

에어버스 A300-600ST 벨루가는 각지에서 제조된 에어버스제 여객기 등의 부품을 툴루즈의 공장으로 운송하기 위해 A300을 개조하여 제작된 특수 대형 수송기이다. 보잉도 유사한 방식으로 747-400LCF를 사용하여 보잉 787의 부품을 운송한다.

안토노프 An-124 루슬란은 양산된 기체로는 세계 최대이며, An-225 무리야는 세계 최대의 화물기로 여러 기네스 기록을 보유하고 있다. 그 외에도 투폴레프 Tu-134, Tu-154, 일리우신 Il-76, Il-86, Il-96, 안토노프의 An-2, An-3, An-12, An-26, An-28, An-32, An-38, An-72 체브라시카, An-74 체브라시카, An-140 등 다양한 전용 화물기가 있다.

=== 민군 겸용 화물기 ===

민군 겸용 화물기는 개발 비용을 민간 부문과 군사 부문이 분담하고, 비상시 군에 제공할 수 있는 민간 예비 항공기 수를 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 공동 개발에 따른 제약, 민간 및 군용 항공기 모두의 불이익, 그리고 이들의 타협을 승인하는 조직 구조를 발견하는 어려움 등의 단점도 존재한다. 군용 항공기에 적합한 일부 기능은 민간 화물 수송기에 적합하지 않아 거부될 수 있으며, 각 항공기는 독립적으로 설계되었을 경우 탑재하지 않아도 될 무게를 싣게 되어 상업용 버전의 탑재량과 수익성이 감소될 수 있다. 이러한 추가 무게는 인수 시 이전 지불금이나 운영 벌금 보상금으로 보상할 수 있다.

민군 겸용 화물기의 예로는 보잉 747-200F, -400F, -400ERF, -8F, 757-200PF, 767-300F, 777F, 맥도넬 더글러스 MD-11F 등이 있다. 초대형기 중에서는 747-200F/-400F/-400ERF/-8F가 유일하게 여객형과 화물형 모두 100대 이상의 수주를 기록했다. 에어버스의 경우 A310-200F, A380-800F 등이 있다.

A300-600ST 벨루가는 각지에서 제조된 에어버스제 여객기 등의 부품을 툴루즈의 공장으로 공수하기 위해 A300을 개조하여 제작된 특수 대형 수송기이며, 후속 기종인 에어버스 벨루가 XL이 제작 중이다. 보잉도 비슷한 방식으로 747-400F를 개조한 747-400LCF를 여러 대 사용하여 787의 부품을 운송하고 있다.

안토노프의 An-124 루슬란은 양산된 기체로는 세계 최대이며, An-225 무리야는 세계 최대의 화물기로, 여러 기네스 기록을 보유하고 있다.

=== 무인 화물기 ===

신속 배송 수요와 전자 상거래 성장에 따라 2020년을 위한 무인 항공기 화물기 개발이 활발하게 진행되고 있다.[22] 여러 기업 및 기관에서 무인 화물기를 개발 중이며, 택배 회사들도 무인 화물기 도입을 추진하고 있다.

2012년 중국과학원이 무인 PAC P-750 XSTOL을 비행하는 모습

  • 캘리포니아의 엘로이 에어는 비효율적인 경로에서 트럭을 대체하고자 하며, 축소된 프로토타입을 비행할 예정이다.
  • 캘리포니아의 나틸루스는 보잉 747 크기의 태평양 횡단 무인 화물기를 계획하고 있으며, 축소된 프로토타입을 비행할 예정이다.
  • 캘리포니아의 세이버윙 항공기는 소규모 지역 무인 화물기를 목표로 하며, 2018년 가을에 65% 크기의 기체를 비행할 예정이다.
  • 중국과학원은 뉴질랜드의 PAC P-750 XSTOL 다목적 터보프롭을 기반으로 2017년 10월 1.5톤의 탑재량을 가진 AT200을 비행했다.
  • 중국 택배 회사인 SF 익스프레스는 2017년 12월 Tengoen Technologies의 TB001 중고도 UAV로 긴급 물류 테스트를 실시했으며, 20톤을 7,600km 이상 운송하는 8개의 터보팬을 계획하고 있다.
  • 보잉은 수직 이착륙 (eVTOL) 기종인 보잉 카고 에어 비히클 프로토타입을 비행했다.


캘리포니아주 카핀테리아의 신생 기업인 도설 에어크래프트는 날개, 엔진, 꼬리가 척추 동체에 부착된 가벼운 표준 ISO 컨테이너를 무인 화물기 구조의 일부로 만들고자 한다. 1.5~15.2m 길이의 알루미늄 컨테이너를 연결하여 비행 하중을 처리하며, 해외 항공 화물 비용을 60% 절감하는 것을 목표로 하고, C-130H를 샌디에이고의 와그너 항공의 도움을 받아 개조할 계획이다. 와그너 항공은 여객기를 화물기로 개조하는 경험이 있다.[23]

베이징에 본사를 둔 베이항 UAS 기술은 1.2톤을 1,200km 이상, 5,000m에서 운송할 수 있는 BZK-005 고고도 장거리 UAV를 개발했다. 가루다 인도네시아는 2019년 9월부터 3대를 초기 시험 운행한 후 4분기에 운행할 예정이다. 가루다는 말루쿠 제도, 서뉴기니, 술라웨시에 있는 공항이 제한적인 원격 지역을 연결하기 위해 최대 100대의 화물 UAV를 계획하고 있다.[24]

4. 1. 여객기 기반 화물기

대부분의 상업용 화물기는 여객기를 개조한 것이다. 주 갑판에 화물 출입문을 설치하고, 화물 하중에 맞게 바닥 보를 보강하며, 승객용 설비를 화재 감지기 등으로 교체하는 작업이 필요하다.[18] 이러한 개조 작업은 에어버스 및 보잉 외에도 전문 엔지니어링 팀이 수행하며, 항공기의 수명을 15~20년 연장할 수 있다.[18]

개조 비용은 기종에 따라 다르다. 예를 들어 A300B4-200F는 1996년에 500만 달러, A300-600F는 2001년에 800만 달러, 맥도넬 더글러스 MD-11F는 1994년에 900만 달러였다. B767-300ERF는 2007년에 1,300만 달러, 보잉 747-400 PSF는 2006년에 2,200만 달러, A330-300 P2F는 2016년에 2,000만 달러, 보잉 777-200ER BCF는 2017년에 4,000만 달러로 추정되었다. LCF Conversions는 주 갑판 출입문 설치를 피하고 갑판 사이에 더 가벼운 엘리베이터를 사용하여 A330/A340 또는 B777을 650만 달러에서 750만 달러에 개조하려 한다.[20]

개조된 화물기는 개발 비용이 이미 상각되었고 생산 리드 타임이 짧다는 장점이 있다. 그러나 구형 기술 사용으로 인해 직접 운영 비용이 높고, 적재 및 하역이 최적화되지 않았다는 단점도 있다. 또한 항공기가 필요 이상으로 가압되거나 승객 안전을 위한 불필요한 장치가 있을 수 있다.

여객기에서 화물기로 개조된 항공기는 다음과 같다:

항공기비고
에어버스 A300
에어버스 A310
에어버스 A320 패밀리
에어버스 A330
에어버스 A350
ATR 72
HESA 시모르그 (An-140)
보잉 727
보잉 737
보잉 747
보잉 757
보잉 767
보잉 777
봄바디어 대시 8-100[25]/-300[26]
브리스톨 브리타니아
BAe 146QT
BAe ATPF
봄바디어 CRJ-200
더글러스 DC-3
더글러스 DC-8
더글러스 DC-9
핸들리 페이지 헤럴드
일리우신 Il-96
맥도넬 더글러스 DC-10
맥도넬 더글러스 MD-11
투폴레프 Tu-204


4. 2. 전용 민간 화물기

전용 민간 화물기는 처음부터 화물기로 설계된 항공기로, 여객 또는 군사적 요구 사항에 따른 제약 없이 화물 운송에 최적화된 설계가 가능하다. 이러한 설계 덕분에 전용 화물기는 적재 및 하역 방식, 바닥, 동체 구성 및 가압을 해당 임무에 최적화 할 수 있다.

미국 항공우주국(NASA)은 1990년까지 전용 화물기를 생산할 가능성을 평가하기 위해 더글러스 항공기 회사와 록히드-조지아 회사를 선정했다. 이는 화물/물류 항공 수송 시스템 연구(CLASS)의 일환으로 수행되었다. 연구 결과, 동등한 탑재량에서 전용 화물 항공기는 다른 화물 항공기에 비해 운항 비용을 20% 절감하고 항공기 가격을 15% 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 이러한 결과는 연료 및 인건비, 항공 화물 서비스 수요 증가에 대한 가정에 따라 민감하게 변동될 수 있으며, 미래 파생 항공 화물 항공기의 낮은 자본 비용으로 인한 경쟁 상황을 고려하지 않은 한계가 있다.

전용 화물 항공기는 개발 비용이 높고 투자 위험이 크다는 단점이 있지만, NASA의 ACEE 결과를 최대한 활용하여 운영 비용과 연료 사용량을 크게 줄일 수 있다는 장점 또한 존재한다.

대표적인 전용 민간 화물기로는 보잉 747-200F/-400F/-400ERF/-8F, 757-200PF, 767-300F, 777F, 맥도넬 더글러스 MD-11F 등이 있다. 초대형기 중에서는 747-200F/-400F/-400ERF/-8F가 유일하게 여객형과 화물형 모두 100대 이상의 수주를 기록했다.

에어버스 A300-600ST 벨루가는 각지에서 제조된 에어버스제 여객기 등의 부품을 툴루즈의 공장으로 운송하기 위해 A300을 개조하여 제작된 특수 대형 수송기이다. 보잉도 유사한 방식으로 747-400LCF를 사용하여 보잉 787의 부품을 운송한다.

안토노프 An-124 루슬란은 양산된 기체로는 세계 최대이며, An-225 무리야는 세계 최대의 화물기로 여러 기네스 기록을 보유하고 있다. 그 외에도 투폴레프 Tu-134, Tu-154, 일리우신 Il-76, Il-86, Il-96, 안토노프의 An-2, An-3, An-12, An-26, An-28, An-32, An-38, An-72 체브라시카, An-74 체브라시카, An-140 등 다양한 전용 화물기가 있다.

4. 3. 민군 겸용 화물기

민군 겸용 화물기는 개발 비용을 민간 부문과 군사 부문이 분담하고, 비상시 군에 제공할 수 있는 민간 예비 항공기 수를 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 공동 개발에 따른 제약, 민간 및 군용 항공기 모두의 불이익, 그리고 이들의 타협을 승인하는 조직 구조를 발견하는 어려움 등의 단점도 존재한다. 군용 항공기에 적합한 일부 기능은 민간 화물 수송기에 적합하지 않아 거부될 수 있으며, 각 항공기는 독립적으로 설계되었을 경우 탑재하지 않아도 될 무게를 싣게 되어 상업용 버전의 탑재량과 수익성이 감소될 수 있다. 이러한 추가 무게는 인수 시 이전 지불금이나 운영 벌금 보상금으로 보상할 수 있다.

민군 겸용 화물기의 예로는 보잉 747-200F, -400F, -400ERF, -8F, 757-200PF, 767-300F, 777F, 맥도넬 더글러스 MD-11F 등이 있다. 초대형기 중에서는 747-200F/-400F/-400ERF/-8F가 유일하게 여객형과 화물형 모두 100대 이상의 수주를 기록했다. 에어버스의 경우 A310-200F, A380-800F 등이 있다.

A300-600ST 벨루가는 각지에서 제조된 에어버스제 여객기 등의 부품을 툴루즈의 공장으로 공수하기 위해 A300을 개조하여 제작된 특수 대형 수송기이며, 후속 기종인 에어버스 벨루가 XL이 제작 중이다. 보잉도 비슷한 방식으로 747-400F를 개조한 747-400LCF를 여러 대 사용하여 787의 부품을 운송하고 있다.

안토노프의 An-124 루슬란은 양산된 기체로는 세계 최대이며, An-225 무리야는 세계 최대의 화물기로, 여러 기네스 기록을 보유하고 있다.

4. 4. 무인 화물기

신속 배송 수요와 전자 상거래 성장에 따라 2020년을 위한 무인 항공기 화물기 개발이 활발하게 진행되고 있다.[22] 여러 기업 및 기관에서 무인 화물기를 개발 중이며, 택배 회사들도 무인 화물기 도입을 추진하고 있다.

  • 캘리포니아의 엘로이 에어는 비효율적인 경로에서 트럭을 대체하고자 하며, 축소된 프로토타입을 비행할 예정이다.
  • 캘리포니아의 나틸루스는 보잉 747 크기의 태평양 횡단 무인 화물기를 계획하고 있으며, 축소된 프로토타입을 비행할 예정이다.
  • 캘리포니아의 세이버윙 항공기는 소규모 지역 무인 화물기를 목표로 하며, 2018년 가을에 65% 크기의 기체를 비행할 예정이다.
  • 중국과학원은 뉴질랜드의 PAC P-750 XSTOL 다목적 터보프롭을 기반으로 2017년 10월 1.5톤의 탑재량을 가진 AT200을 비행했다.
  • 중국 택배 회사인 SF 익스프레스는 2017년 12월 Tengoen Technologies의 TB001 중고도 UAV로 긴급 물류 테스트를 실시했으며, 20톤을 7,600km 이상 운송하는 8개의 터보팬을 계획하고 있다.
  • 보잉은 수직 이착륙 (eVTOL) 기종인 보잉 카고 에어 비히클 프로토타입을 비행했다.


캘리포니아주 카핀테리아의 신생 기업인 도설 에어크래프트는 날개, 엔진, 꼬리가 척추 동체에 부착된 가벼운 표준 ISO 컨테이너를 무인 화물기 구조의 일부로 만들고자 한다. 1.5~15.2m 길이의 알루미늄 컨테이너를 연결하여 비행 하중을 처리하며, 해외 항공 화물 비용을 60% 절감하는 것을 목표로 하고, C-130H를 샌디에이고의 와그너 항공의 도움을 받아 개조할 계획이다. 와그너 항공은 여객기를 화물기로 개조하는 경험이 있다.[23]

베이징에 본사를 둔 베이항 UAS 기술은 1.2톤을 1,200km 이상, 5,000m에서 운송할 수 있는 BZK-005 고고도 장거리 UAV를 개발했다. 가루다 인도네시아는 2019년 9월부터 3대를 초기 시험 운행한 후 4분기에 운행할 예정이다. 가루다는 말루쿠 제도, 서뉴기니, 술라웨시에 있는 공항이 제한적인 원격 지역을 연결하기 위해 최대 100대의 화물 UAV를 계획하고 있다.[24]

5. 화물기의 종류


  • 보잉 747-200F/-400F/-400ERF/-8F
  • : 초대형기 중에서는 유일하게 여객형과 화물형(노즈 카고 도어를 가진 순수 화물형만 해당. 여객형 개조는 제외) 모두 100대 이상의 수주를 기록한 기종이다.
  • 보잉 757-200PF
  • 보잉 767-300F
  • 보잉 777F
  • 맥도넬 더글러스 MD-11F
  • 에어로스페이스 라인스임신한 구피
  • 에어로스페이스 라인스슈퍼 구피
  • 에어버스 A310-200F
  • 에어버스 A380-800F
  • 에어버스 A300-600ST 벨루가
  • : 각지에서 제조된 에어버스제 여객기 등의 부품을 툴루즈의 공장으로 공수하기 위해 A300을 개조하여 제작된 특수 대형 수송기. 후속 기종인 에어버스 벨루가 XL을 제작 중이다.
  • : 보잉도 비슷한 발상으로 747-400F를 개조한 기체(747-400LCF)를 여러 대 사용하여 787의 부품을 운송하고 있다.
  • 투폴레프 Tu-134
  • 투폴레프 Tu-154
  • 일리우신 Il-76
  • 일리우신 Il-86
  • 일리우신 Il-96
  • 안토노프 An-2
  • 안토노프 An-3
  • 안토노프 An-12
  • 안토노프 An-26
  • 안토노프 An-28
  • 안토노프 An-32
  • 안토노프 An-38
  • 안토노프 An-72 체브라시카
  • 안토노프 An-74 체브라시카
  • 안토노프 An-124 루슬란
  • : 양산된 기체로는 세계 최대.
  • 안토노프 An-140
  • 안토노프 An-225 무리야
  • : 세계 최대의 화물기. 복수의 기네스 기록을 가지고 있다.

5. 1. 초대형 화물기

보잉 747-200F/-400F/-400ERF/-8F는 초대형기 중에서는 유일하게 여객형과 화물형(노즈 카고 도어를 가진 순수 화물형만 해당. 여객형 개조는 제외) 모두 100대 이상의 수주를 기록한 기종이다. 보잉 757-200PF, 보잉 767-300F, 보잉 777F, 맥도넬 더글러스 MD-11F도 초대형 화물기에 속한다.

에어로스페이스 라인스는 임신한 구피와 슈퍼 구피를 제작했다. 에어버스는 A310-200F, A380-800F, A300-600ST 벨루가를 제작했다. A300-600ST 벨루가는 각지에서 제조된 에어버스제 여객기 등의 부품을 툴루즈의 공장으로 공수하기 위해 A300을 개조하여 제작된 특수 대형 수송기이며, 후속 기종인 에어버스 벨루가 XL을 제작 중이다. 보잉도 비슷한 발상으로 747-400F를 개조한 기체(747-400LCF)를 여러 대 사용하여 787의 부품을 운송하고 있다.

투폴레프는 Tu-134, Tu-154를, 일리우신은 Il-76, Il-86, Il-96을 제작했다.

안토노프는 An-2, An-3, An-12, An-26, An-28, An-32, An-38, An-72 체브라시카, An-74 체브라시카, An-124 루슬란, An-140, An-225 무리야를 제작했다. An-124 루슬란은 양산된 기체로는 세계 최대이며, An-225 무리야는 세계 최대의 화물기로 복수의 기네스 기록을 가지고 있다.

5. 2. 특수 대형 수송기

에어로 스페이스라인스 프레그넌트 거피, 에어로 스페이스라인스 슈퍼 거피, 에어버스 벨루가 A300B4-608ST, 에어버스 벨루가XL A330-743L, 보잉 747 LCF 드림리프터, 보잉 747-200F/-400F/-400ERF/-8F 등 다양한 특수 대형 수송기가 있다. 초대형기 중에서는 유일하게 여객형과 화물형(노즈 카고 도어를 가진 순수 화물형만 해당. 여객형 개조는 제외) 모두 100대 이상의 수주를 기록한 기종도 있다.

보잉 757-200PF, 767-300F, 777F, 맥도넬 더글러스 MD-11F와 에어버스 A310-200F, A380-800F 도 특수 대형 수송기이다.

에어버스 A300-600ST 벨루가는 각지에서 제조된 에어버스제 여객기 등의 부품을 툴루즈의 공장으로 공수하기 위해 A300을 개조하여 제작된 특수 대형 수송기이며, 후속 기종인 에어버스 벨루가 XL이 제작 중이다. 보잉도 비슷한 방식으로 747-400F를 개조한 747-400LCF를 여러 대 사용하여 787의 부품을 운송하고 있다.

투폴레프 Tu-134, Tu-154, 일리우신 Il-76, Il-86, Il-96, 안토노프 An-2, An-3, An-12, An-26, An-28, An-32, An-38, An-72 체브라시카, An-74 체브라시카, An-124 루슬란, An-140, An-225 무리야 등도 특수 대형 수송기이다. An-124 루슬란은 양산된 기체로는 세계 최대이며, An-225 무리야는 세계 최대의 화물기로 복수의 기네스 기록을 가지고 있다.

5. 3. 기타 화물기

안토노프 An-2, 바슬러 BT-67, 비치크래프트 1900, CASA C-212 아비오카, 세스나 캐러밴(화물 도어 및 벨리 포드 장착), 세스나 408 스카이쿠리어(페덱스 익스프레스와 공동 개발[27]), 드 Havilland Canada DHC-2 비버, 드 Havilland Canada DHC-6 트윈 오터, 도르니에 228, 더글러스 C-47 스카이트레인, 엠브라에르 EMB 110 반데이란테, 페어차일드 스웨어린젠 메트로라이너, 하얼빈 Y-12, 인도네시아 항공 N-219, LET 410, 쇼트 330(드롭 램프 및 트윈 테일 수직 안정판), 쇼트 스카이밴 등이 있다.

에어버스 A330 MRTT, 에어버스 A400M 아틀라스, 알레니아 C-27J 스파르탄, 안토노프 An-12, 안토노프 An-22, 안토노프 An-26, 안토노프 An-32, 안토노프 An-124 루슬란, 안토노프 An-225 ''Mriya'', 안토노프 An-178, 블랙번 비버리, 보잉 C-17 글로브마스터 III, 엠브라에르 KC-390, 핸들리 페이지 헤이스팅스, 일리우신 Il-76, 가와사키 C-2, 록히드 C-5 갤럭시, 록히드 C-130 허큘리스(민간 버전: L-100), 록히드 C-141 스타리프터, 샨시 Y-9, 쇼트 벨파스트, 시안 Y-20 등도 기타 화물기에 포함된다.

휴즈 H-4 허큘리스("스프루스 구스"), 록히드 R6V 콘스티튜션, LTV XC-142와 같은 기종도 있다.

화물기 성능 비교
항공기부피
(m3)		탑재량순항 속도항속 거리용도
에어버스 A400M27037000 kg780 km/h6,390 km군용
에어버스 A300-600F391.448000 kg–7,400 km상업용
에어버스 A330-200F47570000 kg871 km/h7,400 km상업용
에어버스 A380[28]34268000 kg871 km/h14,800 km상업용
에어버스 벨루가121047000 kg–4,632 km상업용
에어버스 벨루가XL261553000 kg–4,074 km상업용
안토노프 An-1241028150000 kg800 km/h5,400 km양용
안토노프 An-2263980000 kg740 km/h10,950 km양용
안토노프 An-2251300250000 kg800 km/h15,400 km상업용
보잉 C-1777519 kg830 km/h4,482 km군용
보잉 737-700C107.618200 kg931 km/h5,330 km상업용
보잉 757-200F23939780 kg955 km/h5,834 km상업용
보잉 747-8F854.5134200 kg908 km/h8,288 km상업용
보잉 747 LCF184083325 kg878 km/h7,800 km상업용
보잉 767-300F438.252700 kg850 km/h6,025 km상업용
보잉 777F653103000 kg896 km/h9,070 km상업용
봄바디어 대시 8-100394700 kg491 km/h2,039 km상업용
HESA 시모르그496000 kg533 km/h3900 km상업용 \ 군용
록히드 C-5122470 kg919 km/h4,440 km군용
록히드 C-13020400 kg540 km/h3,800 km군용
더글러스 DC-10-3077000 kg908 km/h5,790 km상업용
맥도넬 더글러스 MD-1144091670 kg945 km/h7,320 km상업용



보잉 747-200F/-400F/-400ERF/-8F는 초대형기 중 유일하게 여객형과 화물형 모두 100대 이상의 수주를 기록했다. 보잉 757-200PF, 767-300F, 777F, 맥도넬 더글러스 MD-11F, 에어로스페이스 라인스 임신한 구피, 슈퍼 구피, 에어버스 A310-200F, A380-800F, A300-600ST 벨루가 등도 기타 화물기로 분류된다. 특히 벨루가는 에어버스제 여객기 부품을 툴루즈 공장으로 운송하기 위해 A300을 개조한 특수 대형 수송기이며, 후속 기종인 에어버스 벨루가 XL이 제작 중이다. 747-400LCF는 보잉 787 부품 운송에 사용된다. 투폴레프 Tu-134, Tu-154, 일리우신 Il-76, Il-86, Il-96, 안토노프 An-2, An-3, An-12, An-26, An-28, An-32, An-38, An-72 체브라시카, An-74 체브라시카, An-124 루슬란(양산 기체 중 세계 최대), An-140, An-225 무리야(세계 최대 화물기, 복수의 기네스 기록 보유) 등도 있다.

참조

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[2] 웹사이트 World Air Cargo Forecast http://www.boeing.co[...] Boeing 2016
[3] 웹사이트 2800+ new freighters to be added in the next 20 years, forecast finds https://cargofacts.c[...] 2019-07-02
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[6] 문서
[7] 문서
[8] 서적 Junkers Aircraft and Engines 1913–1945 Putnam Aeronautical Books
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[12] 뉴스 Emirates SkyCargo introduces Airbus A380 'mini-freighter' charter operations https://www.skycargo[...] 2020-11-11
[13] 뉴스 Emirates SkyCargo introduces A380 'mini-freighter' https://www.aerotime[...] 2020-11-11
[14] 웹사이트 The History of Air Cargo https://www.grandair[...] 2023-12-04
[15] 웹사이트 Value of Air Cargo https://www.iata.org[...] 2023-12-04
[16] 웹사이트 U.S. Cargo and Passenger Airlines Lost 125 Jobs in August 2023; Employment Remains 8.3% Above Pre-Pandemic August 2019 https://www.bts.gov/[...] 2023-12-04
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[18] 뉴스 Available Aircraft Feedstock Limiting Cargo Conversions https://www.mro-netw[...] 2018-09-27
[19] 뉴스 Voyageur Unveils DHC-8-100 Package Freighter Conversion https://www.skiesmag[...] 2017-04-21
[20] 뉴스 Converting the A340 http://www.lcfconver[...] 2018-08-07
[21] 뉴스 Growth in Freighter Fleet Fails to Bolster Values Of Older Types http://www.aircraftv[...] 2018-11-26
[22] 뉴스 Unmanned Cargo Aircraft Head Toward Flight Tests http://aviationweek.[...] 2018-02-02
[23] 뉴스 The Week In Technology, March 19–23, 2018 http://aviationweek.[...] 2018-03-19
[24] 뉴스 Garuda and Beihang UAS Technology partner on cargo UAVs https://www.flightgl[...] 2019-04-30
[25] 웹사이트 Cabin reconfiguration to Class E cargo compartment and supernumerary area. http://wwwapps.tc.gc[...]
[26] 웹사이트 Passenger to Class E Cargo Conversion http://wwwapps.tc.gc[...]
[27] 간행물 Textron Aviation unveils new large-utility turboprop, the Cessna SkyCourier; FedEx Express signs as launch customer for up to 100 aircraft http://txtav.com/en/[...] Textron Aviation Inc. 2017-11-28
[28] 웹사이트 Hifly Cargo - Airbus A380, 9H-MIP https://hifly.aero/p[...] 2021-05-12
[29] 문서 平凡社 世界大百科事典 第２版の区分による
[30] 문서 頭文字"F"から、民間貨物機は型式の末尾に"F"を付けて表される傾向がある
[31] 문서 ボーイング747貨物型で貨物重量100トン以上、これは旅客機における乗客、手荷物、[[기내식]]や飲料 / 便所の水などの合算重量の2倍を超える。
[32] 웹사이트 貨物機はすべて処分しているのに…JALが貨物特需で2000億円を稼ぎ出せた｢床下の秘密｣ ANAとは正反対の｢ローリスク･ハイリターン｣ https://president.jp[...] 2022-09-22
[33] 문서 旅客型の開発・納入の遅延による影響で2007年3月に航空会社からの発注を全て失い、現在は開発が中断され、実機は製造されていないが航空会社からの発注は受け付けている。しかしながら2019年2月14日にエアバス社が2021年をもって基本型であるA380-800型機の生産終了を発表したことにより、計画で終わる見込みである。


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