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항공기/미국 전투기

F-5 항공기 공중에서 왜 엔진이 꺼지나?


2010년 12월 25일, TV뉴스에 방영된 내용이다.

관련기사 링크 : http://mbn.mk.co.kr/pages/news/newsView.php?category=mbn00006&news_seq_no=1022732

F-5 전투기가 비행 중 한쪽 엔진이 꺼지는 치명적인 결함이 있는 것으로 드러났습니다.
군 소식통에 따르면 지난 15일 강릉비행장을 이륙한 F-5 전투기의 왼쪽 엔진이 꺼지는 사고가 있었고, 14일 청주비행장을 이륙한 같은 기종의 전투기도 한쪽 엔진이 꺼졌다고 조종사의 긴급 처치로 되살아났습니다.
공군 관계자는 설계상의 문제로 같은 기종에서 엔진 꺼짐 현상이 발생하며, 지난 10년 동안 40여 차례 비슷한 사고가 있었다고 밝혔습니다.

언뜻 뉴스 내용만을 보기에는 엄청난 문제가 있는 듯 보인다.
우선 진위 여부를 따지면 뉴스의 내용은 사실이다.
F-5 항공기는 엔진과 항공기 기체 설계상에 충분한 검증을 거치지 않고 생산된 기종이며, 수출 전용으로 제작된 기종이다. 1960년대 공산권 세력의 확장을 막기 위해 한국이나 NATO 등지에 싼 값에 공급할 전투기를 긴급하게 만들었다.
우리나라도 사실 싼값에 사온 기종이다.
F-5A/B는 레이더도 없다. 그나마 E/F는 있는동 마는동 레이더 기능도 거의 의미가 없다, 그래서 레이더 유도 미사일도 발사 못한다.


공기 흡입구는 다른 기종에 비해 매우 작게 만들어져있다.
엔진은 GE사의 J85 엔진을 사용하는데, 이 엔진 역시 T-38과 F-5, A-37 계열에 만 사용하고있다.
공기 흡입구와 엔진간의 설계상 문제로 이 기체는 근본적으로 엔진에 공기가 적게 들어가는 현상이 종종 발생한다. 공기가 적게 들어가는 것은 기체의 받음각이 커지거나, 기체가 옆으로 급기동을 할 때 종종 발생한다.

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F-16 (위 사진)의 경우는 동체 하부에 공기 흡입구를 두어 이런문제를 해결하였다.


급기동을 위해 아무리 고 받음각으로 비행을 하여도 공기는 엔진 인테이크로 충분하게 들어올수있다.

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F-18의 경우는 조종석 좌우에 길게 연장된 스트레이커(노랑색으로 채색)가 공기를 모아 인테이크로 넣어주는 역할을 한다.

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F-5와 비슷한 시기에 생산된 F-4만해도 노랑색으로 선이 그려진 부분을 Variable Ramp라고하는데, 비행기 속도와 자세, 공기량을 내부에서 측정하는 센서가 있어서 바리어블 램프를 조절하여 공기를 가장 최적으로 모아주도록 프로그래밍되어있다.


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F-15의 경우도 F-4와 유사한 방식으로 Variable Ramp방식을 사용하며 인테이크가 앞으로 숙여지거나 펴지도록 되어있다.

하지만 F-5는 이런 장치가 아무것도 없다.
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그냥 아무런 보강장치없이 엔진에 공기가 필요하니 코구멍만 뚫어 놓은 격이다.

심지어 엔진도 위에 설명한 다른 기체의 엔진은 엔진에서나마 공기량을 다시 조절하여 최소한 엔진이 꺼지지 않도록 디지털화(F-16, F-15, F-18) 또는 기계식(F-4)으로 프로그래밍 되어있다. 
하지만 아쉽게도 F-5는 엔진에서 조차 이런 보강장치가 빠져있다.

물론 당시 이런 기능이 하나 둘씩 들어가기 시작했다면 가격이 싸졌을리가 없다.
당시 우리나라 경제 상황에서 필요했던 것은 F-5였다. 지금에 와서 이런 문제를 삼으면 안되는 것이다. 이미 이 F-5는 생산된지가 40년 가까이 되고있다.

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40여년간 우리나라 공군을 지탱해온 이 F-5는 이제 10년도 채 남지않고, 그 바톤을 F-16과 F-50에 넘져 주려하고있다. 지금까지 끌고 온것만해도 여러 정비사들이 고생 많았다.

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엔진이 두개이니 그나마 다행하였다. 엔진이 하나만 있어도 착륙은 가능하다. 고공에서 만에하나 두엔진 모두에서 엔진이 꺼져버리는 일이 발생되면 조종사는 기체를 급강하 시켜 바람힘으로 엔진을 돌려서 시동을 걸게된다. 차 배터리가 나가면 차를 밀어서 시동 거는 것과 비슷하다고해야한다.

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만일 조종사가 공중에서 엔진이 꺼졌다고 하면 정비사는 밤에 새도록 원인을 찾는다. 혹시나 다른 기계적 문제가있지 않나하고.....
하지만 아무런 문제가 없으면 더 어려운 문제가 발생한다. 아무런 조치 없이 "Retutn To Service"가 안된다. 미공군은 이런 문제에 대해 "Check OK"라는 방식으로 정비사가 이상 없음을 확인하면 곧바로 가동상태로 돌아간다.

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하지만 우리나라에서는 구조적 결함이 아니라는 100% 확신이 있을때 까지 끝까지 뒤져봐야하는 문화가 깔려있다.  정비사가 택하는 가장 손쉬운 방법은 엔진을 바꾸는 방법이다. 정비사는 엔진을 바꿔 버리고 비행기는 가동 시키고 엔진은 엔진 정비소로 보내 버린다.
밤새 며칠간 나타나지 않는 원인을 찾는 것 보다는 문제를 넘겨버리는 방법이다.