2차대전말 독일의 비밀 병기

Focke-Wulf Triebfluegel는 powered-by-wings fighter이란 의미로 2차세계대전이 종전으로 가던 1944년말에 독일에서 나온 Tailsitter(꼬리날개로 착륙하는 비행기) VTOL 개념 요격 전투기였다.
2차대전말 계속되는 연합군 폭격기의 군수공장 폭격을 저지하기 위해 군수공장의 작은 공간에서도 이륙이 가능하고 접전지역이나, 국경의 숲, 계곡 등에서도 이착륙이 가능한 요격기를 개발하기 위해 등장하였다.

<풍동실험중인 Triebfluegel>

Triebfluegel는 설계 개발 후 풍동실험단계까지 이러렀으나 2차대전 종전과 더불어 시제기 제작 단계까지는 들어가지 못하였다. 하지만 독일의 항공 기술을 가져간 미국은 Tail sitting 방식을 적용하여 수직이착륙 전투기 개발을 지속하였다.

설계방식은 매우 독특하여 이 기체는 날개가 없으며 동체 중앙에 위치한 로터/프로펠러가 추력과 양력을 만들어낸다. 수직 이착륙상태에서는 헬기의 로터처럼 양력을 제공하며, 수평으로 비행할때는 거대한 프로펠러처럼 추력을 만들어낸다.

3엽의 로터블레이드는 동체 중앙에 베어링으로 지지되는 링에 부착되어 동체를 중심으로 자유롭게 회전이 되고 각 블레이드 끝단에는 램제트 엔진이 장착되어 회전력을 만들어 낸다. 초기 회전은 작은 로켓으로 시작하며 어느 정도 회전 속도가 생기면 램제트가 작동하고 로켓은 꺼지게된다. 로켓으로 로터를 가속시야하는 이유는 램제트는 속도가있는 상태에서만 작동하기 때문이다.

블레이드의 회전각도 (Pitch)는 가변으로 기체 속도를 조절할수있다. 대개 하나의 로터를 사용하면 동체에 반작용이 발생하는데, 이 기체의 경우 free-spinning을 사용하므로 반작용을 상쇄시킬 별도의 장치가 불필요하다. 연료는 동체에 수용하고 중앙동체와 Ring간에 파이프를 통해 엔진에 연료를 공급한다.

후방동체의 십자형태의 꼬리날개에는 각각 보조 날개장치가 장착되어 Flap, Aileron, Rudder, Elevator역할을 한다. 고속으로 회전하는 Rotor와 동체의 작은 마찰로 인해 동체도 함께 회전 할 수가있는데, 이들 보조 날개장치들을 조작하여 회전을 방지해준다.

동체 중심선 꼬리부분에는 커다란 스프링장치의 바퀴가 장착되어 주 착륙장치역할을 하며, 4개의 십자형 꼬리날개에 다시 작은 바퀴가 달려있어 기체가 지상에서 안정적으로 서있을 수있도록 다리역할을 한다. 비행중에는 이들 바퀴들이 공기 저항을 최소화하도록 조개모양의 커버가 감싸게된다.

이륙시 Rotor의 각도를 높여 추력을 최대화하여 이륙을 하고 어느 정도 고도에 도달하면 꼬리날개의 조종면을 이용하여 기체를 전진 방향으로 전환한다. Triebfluegel 은 비행중에 약간 Nose가 Up된 상태가 수평 비행이 된다. 주 날개가 없어 양력이 없으며 마치 헬기가 전진 비행을 위해서는 다소 Rotor Disk가 앞으로 숙여져야만 하는 것과 같은 원리다. 이 때문에 기관포도 동체 중심선에서 약간 아래 방향으로 장착되어있다.

착륙을 위해서는 단지 속도를 줄이면 자동적으로 꼬리날개부분이 아래로 내려오게되어있다. 꼬리날개부분이 아래로 내려오면 동체가 서서히 수직방향으로 바뀌므로 자동적으로 수직력만 남게된다. 계속 속도를 줄이면 동체는 지상에 착륙할수있게된다. 착륙시에는 Tailsitter방식의 고유 문제인 조종사가 지상 장애물 확인이 매우 어려운 문제가 발생한다. 여기에다가 Triebfluegel는 다른 기체와 달리 조종사 시선과 지면 사이에 거대한 로터가 회전하여 더욱 시야를 방해하게된다.
최대 수평비행 속도는 999 km/h, 상승한도 15,240 m, 분당 상승율 0.81 m/s이며 길이는 9.1미터, 블레이드의 직경은 총 12미터였다.

비록 완성된 기체는 없었지만 이 설계형태는 매우 독특한 형태의 수직 이착륙기였으며, 미국이나 프랑스에서 개발한 Tailsitter와 달리 독창적인 아이디어의 기체였다.

승무원: 1
길이: 30 ft (9.1 m)
날개폭: 38 ft (12 m)
총중량: 5,200 lb (2,359 kg)
엔진: 3 × Pabst ramjets, 2,000 lbf (8.9 kN) thrust each
엔진: 3 × Walter liquid fuel rockets
최고속도: 621 mph (999 km/h; 540 kn)
상승고도: 50,000 ft (15,240 m)
상승율: 160 ft/min (0.81 m/s)
기총: 2 × 30 mm MK-103 each with 100 rounds + 2 × 20 mm MG-151 each with 250 rounds

우주시대가 상업화하면서 Triebfluege의 회전 로터 기술이 사실상 적용되어 개발중이다. 1990년 후반부터 시작된 Rotary Rocket Roton spacecraft 프로젝트인데, 기존 우주발사를 위해서는 2단이상의 로켓이나, 보조로켓을 사용하여 이륙하고 귀환하지 않거나, 귀환시 매우 위험한 지구 재 진입 단계를 거쳐야만했다. 하지만 Rotary Rocket Roton spacecraft은 로켓 1단만으로 이륙하고 지구 귀환시에 헬기처럼 로터를 회전시켜 전세계 어느 지역에나 착륙하는 매우 비용이 저렴한 우주발사 시스템을 개발하는 것이다. 이 발사체는 저괘도, 저 중량의 위성을 발사하거나 수명의 인원이 우주 여행을 하는데 사용될 것이다.