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2013년 12월 22일 일요일

별난 비행기 이야기 (2) - 노스롭의 검은 탄환 XP - 56



 기존의 비행기 보다 더 빠른 비행기는 항공기 개발자들의 오랜 꿈 중에 하나였다. 그 중에서 전투기의 경우 빠른 속도는 대단히 중요한 요소였다. 특히 2 차 대전의 전운이 감돌던 1939 년에는 더욱 그 필요성이 높아져 세계 각국에서 매우 실험적인 항공기들이 다수 개발되었다. 그런데 이 시기 별난 전투기들을 개발했던 것은 나치 독일만이 아니었다. 미국 역시 실험 정신이 넘치는 전투기를 다수 개발했는데 검은 탄환 (Black Bullet) 이라는 별명이 붙은 노스롭의 XP - 56 역시 그들 중 하나였다.  






(노스롭 XP - 56 Black Bulllet.  가장 위에 있는 것이 첫번째 프로토타입 기체이고 아래 두 사진은 수직 미익의 크기를 늘린 두번째 프로토타입 기체이다.    Credit : USAF/US Goverment  )


 검은 탄환이라는 명칭은 빠른 속도를 의미하는 것이기도 했지만 진짜 탄환모양처럼 생긴 뚱뚱한 동체를 의미하는 것처럼 보이기도 한다. 이 독특한 생김새는 공기 항력 (aerodynamic drag) 를 줄임과 동시에 넓은 전방 시야를 확보하기 위한 것으로 빠르게 날면서도 앞이 탁트여 공중전에 유리한 전투기를 만드는 것이 목적이었다.


 1939 년 개발이 시작된 XP - 56 은 길이 8.38 미터에 날개너비 12.96 미터, 높이 3.35 미터의 뚱뚱해 보이는 기체로 당초 계획에서는 당시에는 꽤 빠른 속도인 최고 시속 749 km 의 속도를 목표로 했다. 무장은 20 mm 기관포 2 문과 12.7 mm 중기관총 4 문으로 꽤 중무장 기체였다. 서로 반대방향으로 회전하는 두개의 프로펠러는 (동축 반전식  coaxial contra-rotating )  전투기 후방에 배치되었는데 덕분에 전방 시야가 더 탁 트이는 장점이 있었다. 그러나 이 단좌식 전투기는 실용적인 무기가 되기에는 한가지 치명적인 단점이 있었다. 그것은 일반적인 전투기에 비해서 매우 조종이 힘들다는 점이었다. 



(동영상 )  


 미 육군은 (당시엔 항공대가 육군 소속) 1940 년 6월 22일 이 기체의 디자인과 개발을 진행하도록 했고 프로토타입 기체를 그해 9월 26일 주문했다. 이 기체를 위해서 플랫 앤 휘트니 사에서는 X - 1800 이라는 24 기통 수냉식 엔진을 개발했는데 XP - 56 이외에 다양한 실험기에 탑재될 예정이었으나 개발이 취소되고 말았다. 


 대신 이 회사는 플랫 앤 휘트니 R-2800 엔진을 제공했는데, 이 엔진은 당시 프로펠러 전투기에 흔히 사용된 18 기통 공냉식 래디얼 엔진 (Radial Engine. 1 개의 크랭크 축을 중심으로 실린더를 별 모양으로 배열한 엔진) 이었다. R - 2800 계열 엔진은 2 차 대전 당시 12 만기 이상 대량 생산된 엔진으로 B - 26, DC- 6, F4U 커세어, F6F 헬캣, P-47 썬더볼트, A-26 인베이더 등 아주 다양한 군용기에 탑재된 엔진이기도 했다.


 사실 R-2800 이 더 강력한 출력 (X - 1800 은 1800 마력 엔진이었으나 R -2800 엔진은 당시 2000 마력을 낼 수 있었다) 을 낼 수 있었기 때문에 이 변화로 XP - 56 은 더 강한 힘을 가지게 되었으나 H 형 실린더 엔진과 래디얼 엔진의 생김새가 판이하게 다르다는 문제가 있었다. 그 결과 XP - 56 개발 계획은 5 개월 이상 지연되면서 설계를 다시해야 했고 여기서 부터 뭔가 머피의 법칙이 시작 되었는지 XP - 56 개발은 슬슬 하는 일마다 꼬이기 시작한다.



(X- 1800 엔진. H 형 24 기통 실린더 엔진인데 결국 양산되지는 못했다. Credit : P&W)



(Pratt & Whitney R-2800-21. 공냉식 래디얼 엔진으로 18 기통 46 리터 엔진이다. 9 개의 실린더가 방사형으로 2 열 배치된 구조   Source: USAF )


 최초 XP - 56 은 꼬리날개를 거의 없애다시피한 혁신적인 디자인을 하고 나왔는데 그 때문에 조작이 더 힘들었다. 육군은 여기에 대해서 우려를 표시하며 두번재 프로토타입을 만들 때는 제대로된 수직 미익을 지닌 기체를 주문했다. 따라서 XP - 56 은 유일하게 제작된 두 대의 프로토타입이 생김새가 다른 모습을 하고 있다. 그러나 그 제작은 생각보다 엄청나게 시간이 길어진다. 


 XP - 56 은 첫번째 프로토타입이 테스트 중에 프로펠러 샤프트의 흔들림으로 인해 엔진이 고장나자 다시 5 개월을 소비하는 등 이런 저런 문제가 생기면서 시간이 자꾸만 지연되었다. 일단 익숙하지 않은 후방 엔진 프로펠러기일 뿐 아니라 동축 반전 프로펠러, 엔진 교체로 인한 설계 변경 등 여러가지 악재가 꼬리를 물었다. 그 결과 1943 년 9월 6일에 이르러서야 겨우 첫번째 비행을 할 수 있을 만큼 개발이 늦어지고 말았다. 


 이것만으로도 XP - 56 은 그 존재 의의가 크게 낮아진 것이 이미 고성능의 프로펠러 전투기들이 하늘을 누비고 있었을 뿐 아니라 좀 더 있으면 제트기의 시대가 도래할 시기에 이르렀던 것이다. 여기에다 조작이 매우 힘든 비행기라는 사실이 시험 비행 중 확연이 드러나게 된다. 결국 1943 년 10월 에는 첫번째 프로토타입이 착륙 중 사고가 나고 말았다. 다행히 테스트 파일럿 존 미어스 (John Myers) 는 큰 부상은 입지 않았다고 한다. 


 두번째 프로토타입은 1944 년 3월 23일에야 첫번째 시험 비행을 할 수 있었는데 이 시기에는 이미 전쟁이 마무리 단계로 접어들고 있었다. 수직 미익을 키웠지만 조작하기 (심지어 이륙도 하기 힘들었다) 힘든 것은 여전했는데 더 낭패스러운 것은 테스트 비행에서 예상했던 속도가 나와주지 않았다는 것이다. XP - 56 은 설계를 변경하면서 기체가 무겁고 뚱뚱해졌고 결국 의도했던 성능이 나오지 않는 기체라는 사실이 명백해졌다. 별칭인 검은 탄환이 민망해지는 순간이었다.


 결국 미국은 1946 년 1월에 가서야 공식적으로 XP - 56 의 개발을 중단하기에 이른다. 그럴 듯한 아이디어로 출발했지만 결국 결론은 흑역사로 끝난 노스롭의 검은 탄환은 독특하게 생긴 항공기로 후세에 이름을 남겼다. 


 제원 

General characteristics
Crew: one, pilot
Length: 27 ft 6 in (8.38 m)
Wingspan: 42 ft 6 in (12.96 m)
Height: 11 ft 0 in (3.35 m)
Wing area: 306 ft² (28.44 m²)
Empty weight: 8,700 lb (3,955 kg)
Loaded weight: 11,350 lb (5,159 kg)
Max. takeoff weight: 12,145 lb (5,520 kg)
Powerplant: 1 × Pratt & Whitney R-2800-29 radial, 2,000 hp (1,492 kW)

Performance
Maximum speed: 465 mph at 25,000 ft (749 km/h)
Range: 660 miles (1,063 km)
Service ceiling: 33,000 ft (10,061 m)
Rate of climb: 3,125 ft/min at 15,000 ft (953 m/min)
Wing loading: 37 lb/ft² (181 kg/m²)
Power/mass: 0.18 hp/lb (0.96 kW/kg)
Armament
2 × 20 mm (.79 in) cannons
4 × .50 in (12.7 mm) machine guns




 참고 
    





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