함재기

USS 니미츠 항공모함에 주기된 F/A-18D 호넷

함재기(艦在機, Navalised aircraft)는 해군의 군함에서 운용되는 항공기를 말한다. 보통 해상 운용을 전제로 이,착함이 가능하며 모함을 기반으로 운용되는 기종들을 아우른다. 고정익기는 물론이고 회전익기 역시 함상에서 운용된다면 함재기로 볼 수 있다. 보다 세분하여 항공모함을 기반으로 편제되는 기종들을 함상기(Carrier-based aircraft)라고 부르는 경우가 있으나 넓게 보자면 함상기 역시 함재기의 일종이다.

역사[편집 | 원본 편집]

태동[편집 | 원본 편집]

함재기의 역사는 항공모함과 밀접한 연관을 가진다. 당연하지만 항공모함에서 운용하기 위하여 해상 환경에 걸맞게 기존 육상기를 개수하거나 아예 해상형으로 제작한 기체들이 항공모함에 배속된 항공대에 편제되어 전투를 치렀기 때문이다.

1910년, 정박중이던 미국 해군의 버밍험 함에서 고정익기가 날아오른 것이 함재기의 시작이며, 이후 1912년에는 항진중이던 영국 해군의 하이버니아 함에서 고정익기가 이륙하면서 본격적으로 해상에서 고정익기 운용이 현실화 되었다.

태평양 전쟁[편집 | 원본 편집]

본격적으로 해전의 양상이 거함거포 위주에서 항공모함 중심으로 개편된 제2차 세계 대전, 그 중에서도 특히 태평양 전쟁에서는 일본 제국과 미국 해군 모두 항공모함에서 발진한 함재기들이 크게 활약하였다. 태평양 전쟁의 서막을 연 진주만 공습 역시 일본의 항공모함에서 발진한 함재기들에 의해 공습이 이뤄졌다. 태평양 전쟁의 전환점인 미드웨이 해전 역시 미국과 일본의 함재기 싸움이 주를 이뤘고, 결과적으로 미국이 일본의 항공모함들을 침몰시키면서 제해권을 완전히 확보하면서 결국은 일본의 항복을 이끌어 내는데 결정적으로 기여했다.

태평양 전쟁에서 활약한 함재기들은 프롭기여서 일정 길이가 확보된 비행갑판을 활주하여 자력으로 날아오를 수 있기에 충분했다. 물론 착함시에는 현재와 마찬가지로 어레스팅 기어를 활용하여 강제착함이 이뤄질 수 있도록 하였다.

또한 이 당시의 함재기들은 적 함재기를 공중에서 견제하는 요격기, 대형 폭탄을 탑재하고 적함의 상공에서 수직에 가깝게 내리꽂으면서 폭격을 수행하는 급강하폭격기, 대형 어뢰를 탑재하고 적 군함의 측면을 노리는 뇌격기 등으로 역할을 세분화하였고, 경우에 따라서는 임무에 특화된 설계를 한 전용 기체들이 등장하기도 하였다.^[1]

현대[편집 | 원본 편집]

제2차 세계 대전 종식 이후 제트 엔진을 장착한 전술기들이 대세가 되면서, 자연스럽게 함재기의 운용법이나 설계사상도 크게 변화하게 되었다. 특히 기존 프롭기들은 자체 동력으로 활주하여 충분한 양력을 얻어 떠오를 수 있었다면, 제트기들은 무게도 무겁고 양력을 얻기 위하여 필요한 활주거리가 프롭기들에 비해 훨씬 길었으므로 이를 해결할 방안이 필요했던 것. 미국은 압도적인 경제력을 바탕으로 타 국가의 항공모함과 체급 비교가 무의미한 수준의 슈퍼 캐리어를 제작하기 시작했으며, 제트 엔진을 장착한 함재기들을 효과적으로 이함시키기 위하여 증기식 캐터펄트(사출장치)를 적용하였다. 특히 CVN-65 엔터프라이즈가 데뷔하면서 원자로를 동력 기관으로 사용하면서 무한대에 가까운 증기를 사용할 수 있게 되면서 기존 재래식 항공모함들은 모두 퇴역시켰다. 증기식 캐터펄트를 사용하는 국가는 미국 외에 프랑스가 있으며, 나머지 국가들은 스키점프대 방식을 적용하여 함재기들이 자력으로 활주하여 이함하는 구조를 채택하고 있다.

특징[편집 | 원본 편집]

육상 운용을 전제로 개발된 항공기들과 해상 운용을 전제로 개발된 함재기들은 크게 다음과 같은 차이점이 존재한다. 육상형으로 개발된 기체를 함재기로 채택할 경우에도 아래의 요소들을 적용하여 해상 운용에 지장이 없도록 개조한다.

방염 대책
거친 대양의 환경에서 태풍이나 폭풍 등 기상악화 혹은 항해중 튀어오른 바닷물을 맞는 경우도 있고, 함내 격납고에 주기하더라도 항상 염분을 머금은 해풍을 완벽히 방어할 수는 없으므로 함재기들은 필수적으로 염분으로 인한 부식이나 항전장비 손상에 대한 대책을 적용해야한다. 따라서 육상기와는 다르게 염분에 강한 소재로 기체를 제작한다거나 주기적으로 염분을 제거하는 세척작업 등 유지관리가 요구된다.

기체 내구성
캐터펄트를 활용하여 이함하는 기체들은 순간적으로 노즈 기어에 강력한 압력이 걸리면서 기체의 하중이 집중되기 때문에 육상기에 비해 더욱 튼튼하고 견고한 설계를 적용한다. 착함 역시 어레스팅 기어를 활용하여 불과 200 미터 정도의 비행갑판에 그야말로 내려 꽂듯 급한 각도로 하강시키고, 어레스팅 와이어에 기체가 걸리면 불과 수초만에 강력한 제동이 걸리기 때문에 그만큼 기체가 받는 충격량 또한 어마어마하다. 이러한 이함과 착함 과정에서 가해지는 충격으로 인해 기체 골격에 무리가 가는 경우가 대부분이라 함재기들은 육상기에 비해 더욱 견고한 소재로 기골을 제작하고, 통상적으로 육상기에 비해 기체의 수명도 짧은 편이다.

해군형 모델인 F-35C의 노즈기어
공군형 모델인 F-35A의 노즈기어

공간 확보
지상 기지에 비해 훨씬 좁은 공간에서 기체를 이동시키고, 주기하고 보관해야 하므로 필연적으로 기체가 차지하는 공간을 줄이도록 설계

한다. 대표적으로 고정익 함재기들은 주익의 일부를 경첩처럼 접어서 보관이나 단순 이동시 공간을 적게 차지하도록 설계하며, 헬리콥터와 같은 회전익 함재기들은 메인로터를 한쪽으로 몰아서 접을 수 있다거나 필요하다면 테일 로터가 연결된 후미를 접어서 전폭과 전장을 모두 줄이려는 설계를 적용하기도 한다.

메인로터 및 테일로터를 접어 주기한 MH-60R 시호크
주익을 접은 Su-33
주익을 완전히 접어 주기한 E-2C 호크아이

단거리 이착륙 능력(STOL^[2] / STOVL^[3])
활주거리의 제약이 심한 비행갑판을 통해 이함과 착함을 해야하므로 고정익기는 육상형에 비해 같은 조건에서 보다 많은 양력을 얻을 수 있어야한다. 제 아무리 카터펄트 혹은 스키점프대 등의 도움으로 단거리 이함이 가능하다고 하더라도 근본적으로 기체가 단거리에서 떠오를 수준으로 충분한 양력을 확보하는 것이 선결조건이기 때문이다. 또한 착함 과정에서도 200 미터 내외의 짧은 비행갑판에 설치된 와이어에 정확히 기체를 걸어야 하므로 접근속도를 크게 줄여야 하는데, 이 과정에서 양력을 잃고 추락하는 Stall에 빠지지 않도록 역시 저속 비행에서 충분한 양력을 유지할 수 있어야한다. 미국의 F-35의 예를 들자면, 공군형인 F-35A에 비해 해군형인 F-35C는 주익의 면적과 길이가 더 길고, 수평미익도 마찬가지로 더 넓게 설계되어 단거리 이착륙 능력을 도모하였다. 해병대형인 F-35B는 조종석 후방에 설치된 리프트팬을 활용하여 기체와 수직 방향으로 양력을 발생시켜 단거리 이륙이 가능하며, 착륙시에는 아예 수직착륙능력을 활용한다. 회전익기인 헬리콥터는 애초에 수직이착륙이 가능하여 이러한 제약이 없고, 고정익기와 회전익기의 장점을 동시에 추구하는 V-22같은 기체는 이륙과 착륙시에는 수직으로, 비행시에는 수평으로 로터의 각도를 변화시킨다.