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미 공군의 병기 록히드 마틴 F-22A 랩터
▲ EMD(선행 양산) F-22 A형 랩터가 이륙준비를 하고 있다.
개발배경 및 특징
전승무패를 자랑하는 세계 최강의 전투기 F-15와 임무를 교대하여 21세기의 세계하늘의 제공권을 장악할 목적으로 만들어진 미국의 야심찬 전투기가 바로 F-22A(단좌형) 랩터이다.
차기 주력전투기 ATF의 제안요구서를 발행한 것은 1981년으로 이때부터 무려 10년간 선정사업을 실시했다. 결국 록히드 -제널러 다 이내믹스-보잉의 YF-22가 노스럽-멕도넬 더글러스의 YF-23을 제치고 ATF 사업자로 선정되었다. ATF사업으로 미국의 전투기 제조사들은 이합집산과 M&A를 거듭하여 미국 항공산업의 구조개편을 불러오기도 했다.
ATF는 제공임무뿐만 아니라 정밀유도병기를 사용한 공대지 항공차단 작전까지 수행할 수 있는 다목전 전투기로 계획되었다. 한편으로 목표를 발견하고 공격, 파괴하는 데 필요한 스텔스성과 강려한 추력에서 생겨나는 고기동성, 또 레이더 조준 소형 대공화기 사정거리 밖에서의 초음속 순항 능력, 발견되더라도 지대공 미사일에 반격의 기회를 주지 않고 고속으로 목표물을 공격할 수 있는 능력이 요구되었다. 엔진을 1983년의 초기 설계계약을 통해 1986년 7월 PW5000과 GE37이 각가 F119, F120으로 경쟁에 돌입했다.
선정과정은 경쟁사를 선정한 후 경쟁모델을 시연 평가하는 순서로 진행되었다. 이에 따라 1986년 10월, YF-22의 록히드 컨소시엄과 YF-23의 노스럽 컨소시엄 2개팀이 경쟁 시작사로 선정했다. 시연 평가에서 YF-22의 원형 1호기는 노스럽 YF-23보다 늦은 1990년 9월 30일에 초도비행을 하고 평가에 들어갓다. 하지만 1991년 4월 23일, 미 공군은 록히드 YF-22와 P&W YF-119를 선정했다. 선정 이후 사업진행은 선행 양산(EMD)후 양산기 생산이란 순서로 진행했다. EMD 단계에서는 F-22A(단좌형) 7대와 F-22B(복좌형) 2대, 지상시험용 2대를 제작할 예정이었나 개발비 절감에 따라 복좌형은 취소하고 단좌형 9대로 변경했다. EMD1호기는 1977년 4월 9일에 롤아웃하여 같은 해 9월 7DLF 초도비행을 했다.
▲ Elmendorf 공군 기지, 알래스카에 훈련하기위해 풀 폭탄을 내부창에 적재한채 이륙하는 F-22
F-22의 형상은 스텔스 성을 추구하고 있고 성능, 비행성, 경량을 위한 구조가 조화를 이루고 있다. 기술시범기인 YF-22와 비교하면 주익의 면적은 같지만 익폭이 커졌으며, 평면형이던 것이 다이아몬드 형으로 바뀌었다. 동체는 좀더 짧아졌고 기수의 형상을 변경했으며 랜딩 기어도 재배치했다. 수직미익은 높이와 면적이 작아졌다. 동체 위의 에어 브레이크는 폐지했으며, 보조익과 방향타의 비대칭 조작으로 속도를 줄이도록 했다.
주익의 평면형은 테이퍼비 0.169의 다이아몬드 형으로 앞전후퇴각 42도, 뒷전의 전진각은 17도(익단부42도). 하반각은 3.25도 이다. 새로 설계한 주익형은 익단에서 4.29%. 익부근에서 5.92%의 두께비를 가진다. 앞전에는 작은 크기의 보조익과 플랩을 설치하고 있고, 뒷전에는 작은 크기의 보조익과 플랩이 있다. 주익과 오버랩이 되도록 배치한 대형 수평미익(각 53평방미터)과 28도로 기울어진 수직미익(각 8.3평방미터)은 기동성 향상에 기여하고 있다. 미익의 익형은 블록 렌즈형이며, 고정식인 엔진의 공기 흠입구는 동체 측면에 평행사변형으로 설치하고 있다.
▲ Kadena 공군 기지, Langley 공군 기지, VA., 및 Andersen 공군 기지, Elmendorf 공군 기지에서 F-22를 배치하고잘 알여진대로 해외기지로는 일본에도 배치를 할 것이라고
F-22A는 F/A18E/F처럼 스텔스 기술을 적용한 고정식 공기 흡입구를 채택했다. 제트 노즐은 2차원의 추력편향형으로 80도 이상의 고받음각에서 기동성 향상에 기여한다. 기체의 구조재료는 알류미늄 합금 16%, 티타늄 합금39%, 강철합금 5%, 열가소성수지 1%, 열경화수성수지 24%, 기타소재 15%로 구성되어 있다.
조종계통은 기계식 백업이 없는 3중 계통의 디지털 플라이-바이 -와이어 방식이다. 유압은 4,000psi의 고압2중 계통이며, 작동 실린더는 각 타면에 1개씩 배치했다. 추력편향노즐 및 조조계통의 조작은 VMS와 서브시스템인 IVSC로 통합되 있다. 각종 계기와 센서는 양방향 디지털 버스로 연결된ㄷ.
레이더는 APG-77 AESA 레이더를 채택했다. APG-77 레이더는 LPI 능력을 강화한 스텔스 레이더로 능동탐색시 최대 250km 떨어진 적의 위치와 정보까지 파악할 수 있어 미니 AWACS라고 평가되기도 한다.
또한 F-22A는 미군의 차기전 지침인 네트워크전에 충실하여 IFDL을 통해 표적 및 시스템 정보를 자동적으로 공유할 수 있다. 이에 따라 편대비행전술에 구애될 필요 없이 자유로운 작전기동이 가능했졌다.
▲ 2008년10월 31일 에 택사스 상공에서 F-16, F-15E, F-22 랩터가 유산 비행 대형으로 미 공군 Base"에 접근하는 비행을 하고 있는 모습
F-22는 IFDL과 INEWS. 기타 ECM 장비를 통합함으로써 통신과 전자전 장비의 완벽한 통합을 이루고 있다. 임무 컴퓨터는 300~650MB의 용량과 2,000Mpis의 성능을 지니고 있다. 조종석 정면에는 레이저 홀로 그래픽을 응용한 광학 HUD가 있다. 계기판의 정면에는 20cm 크기의 컬러 액정 디스 플레이어를 사용한 PFD(주요항목표시 다기능 표기)가 있고. 양측에는 15cm 크기의 SMFD(보조 다기능 표시기)가 있다. 무장은 스텔스 성을 위해 모두 내장되었다. 20mm 발칸포에 더해 좌/우측 무장 격실에 AIM-9을 각 1발씩 장착하고, 중앙 무장 격실에는 AIM-120 알람6발 또는 1,000파운드급 공대지 정밀유도무기를 장착한다. 특히 F-22는 이런 투발식 무기를 초음속비행 중에도 정밀투하할 수 있는 능력을 갖추고 있어 전장생존성을 극대화했다.
▲ Langley 공군 기지(루이지애나 항공 경비대),에서 F-22 랩터와 F-15 이글스가 뉴올리언스 상공에 출격했다.
운용현황
F-22SMS 2005년 12월 버지아주 랭리 공군기지의 제 27전투비행대대에 최초로 실전배치된 후 같은해 12월 15일 초도작전능력을 인증받고 작전운용에 들어갔다. 미 공군은 381대의 도입을 원하고 있으나 국방부는 183대분의 예산만을 할당하고 있어, F-22A의 전투비행대대는 7개로 한정될 것으로 보인다. 한편 이스라엘과 일본이 F-22의 구매를 원하고 있으나, 수출제안법령에 묶여 2015년까지 해외판매가 어려울 것으로 보인다.
F-22는 아직 실전투입 사례는 확인되고 있지 않으나, 미군의 연합모의 훈련에 참가하여 놀라운 기록을 과시하고 있다. 특히 2006년 6월에는 노던엣지훈련에 참가하여 미 공군/해군의 현용주력기들을 상대로 144대0의 격추교환을 기록하기도 했다.
▲ Elmendorf 공군 기지, 알래스카의 가까이에 훈련 임무를 수행중인 F-22 랩터의 편대비행
변행 및 파생기종
-블록 10 : 초도작전능력형, 공대지 능력이 아직 포함되지 않은 초기 생산 분이다.
-블록 20 : 글로 벌 스트라이크(범 지구적 타격) 기본형, 1,000파운드급 JDMA 운용능력을 갖췄다.
-블록 30 : 글로 벌 스트라이크 완성형, SDB 등 첨단 공대지 무장 운용능력을 통합했다. 블록 30은 2007년 태평양 사령부 배치기체에 적용되고 있다.
-블록 40 : 글로 벌 스트라이크 발전형 AIM-120D 슈퍼 암람, AIM-9X 슈퍼 사이드와인더 등 차 세대 공대공 무장운용능력을 통합했다. 더 나아가 구상중인 블록 50에서는 EF-111을 대신하여 APG-77 레이더를 통한 진지한 공격능력을 부여하는 방안도 논의되고 있다.
△ 동부쪽 플로리다 상공에서 KC-135 Stratotanker 급유기에서 공중급유를 받고 있는 F-15 독수리와 공중급유를 기다리는 F-22 랩터가 나란히 비행하고 있는 모습 (9월 22일)
△ 지난 2008년10월 31일에 택사스공군기지에서 F/A-18말벌 곁을 지나 이륙을 시도하는 랩터
△ F-16 송골매, F-15E 독수리, F-22 맹금류(랩터)가 -- 유산 비행 대형으로 텍사스 상공을 날고 있다. 맨 뒤에 날아오는 비행기는 ?
F-22A 랩터의 조종석 창으로 보인 F-15의 공중급유 활대 모습
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F-22A Raptor 주요제원
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형 식 : 쌍발 터보팬 스텔스 제공 전투/중심타격기
전 폭 : 13.56미터
전 장 : 18.90미터
전 고 : 5.08미터
주익면적 : 78.04평방미터
자체중량 : 14,379kg
최대이륙중량 : 36.288kg
최대속도 : 마하 2.5 이상 (초음속 순항속도 마하 1.0이상)
실용상승한도 : 50,000피트 이상
작전행동반경 : 2,177km
항전장비 : APG-77 AESA, IFDL, INEWS 등
엔 진 : F-119-PW-100 터보팬(35,000파운드)X2
무 장 : 20mm M61A2, 기관포 1문, AIM-9 사이드와인더 2발(측면 무장격실) AIM-120 암람 6발/암람
2발(중앙무장격실): 비스텔스 무장시 외부 하드포인트 4개소 사용 가능
승 무 원 : 1명
초도비행 : 1980년 9월 20일 (YF-22): 1997년 9월 7일(EMD F-22)
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