Tail Sitter 방식의 XFV-1 수직 이착륙기

XFV-1은 락히드사에서 제작한 VTOL 실험기로 Tailsitter의 형태로 제작되었다.

락히드사의 XFV-1 개발은 1948년 미해군이 일반 전투함의 작은 공간에서 이착륙 할 수 있는 항공기 실험기를 제안하면서 시작되었다.
당시 해군은 2차대전과 한국전쟁에서의 경험으로 해군의 원활한 작전을 위해서는 항공모함이 필수였고, 대규모 항공모함 선단을 거느리고 작전을 하는 것이 비효율적이라 생각했다. 그래서 각 전투함들이 공간을 허락하는 작은 구역에 수직 이착륙이 가능한 전투기를 배치하여 스스로 적의 항공 공격으로부터 방어하고, 최선단에서 정찰, 감시, 적의 소형 선박에 대한 공격도 가능하게 하는 항공기 개념을 세웠다. 이런 전투함에서 이륙이 가능한 전투기는 일반 상선이나 유조선 등에도 배치가능하여 언제든지 군용으로 사용가능하며 스스로를 보호 할 수 있는 능력을 갖게되는 것이다. 여기에서 항공기를 수직으로 보관 할 수 있다면 제한적인 배에서의 항공기 수용공간 또한 매우 효율적이라 판단하였다. 그래서 미해군이 요구한 것이 Tailsitting방식이었다.

해군의 '함정 수직 이착륙 전투 호위 임무 시제기' 제안에 락히드와 콘베어사에서 개념안을 제출하여, 1951년 4월 미해군과 락히드사의 시제기 2대 제작 계약이 이루어지고 락히드사의 명칭은 XFV-1으로 지정되고, 콘베어사의 명칭은 XFY-1으로 지정되었다.

<XFY-1 Pogo. XFV-1의 경쟁기종이었다. 하지만 두 기종모두 실용화 되지는 못했다>

XFV-1은 5,332 마력의 Allison YT40-A-14 터보프롭엔진 하나를 장착하고 3엽의 프로펠러 2개를 서로 엊회전하는 방식(동축반전 로터)으로 장착하였다.
엊회전방식의 장점은 프로펠러 회전의 반작용을 서로 반대로 회전하는 두 프로펠러가 서로 상쇄시킬 수 있다는 것이다. 소형 경비행기에서 하나의 프롭으로 비행하는 경우 반작용 상쇄를 위해 Rudder를 사용해야한다. 특히 이륙시 동체로 전달되는 반작용 회전력은 매우 치명적이다.

<프로펠러는 동체 토큐 방지를 위해 Contra Rotating Propeller를 장착하였다>

<두개의 프로펠러는 서로 반대방향으로 회전한다>

꼬리날개는 X 자형으로 되어있으며 조종사 기준으로 보면 상부 두개는 V 자형태이다.(+ 형태가 아닌 X 형태). 4개의 꼬리날개에는 모두 보조 조종이 장착되어 Elevator와 Rudder 역할을 하였다. 꼬리날개 4개의 끝에는 모두 수직 충격을 흡수하는 랜딩기어가 설치되었다. 이 기체의 명칭은 Salmon(연어) 였는데, 종사자들에 의해 붙여진 기체의 별명은 Pogo Stick이었다. 당시 라이벌 기였던 콘베어사의 XFY-1의 이름은 Pogo 였으며, XFV-1은 우리나라에서 스카이 콩콩으로 알려진 Pogo Stick으로 불려졌다.

<꼬리날개는 X 자 형태이며 조종면이 부착되어있다>

<랜딩기어는 충격흡수용 Shock Strut가 부착되어있다>

비행시험을 위해서 임시로 만든 부착식 랜딩기어를 장착하고 아래 쪽 2개의 꼬리날개에도 수평방향 이착륙이 가능토록 두개의 바퀴를 달았다. 이 형태의 바퀴는 지상에서 이동시에도 사용되었다. 수직상태로의 이동이 쉽지 않았기 때문이다. 1953년 12월 에드워드 공군기지에서 수평방향의 랜딩기어를 장착한 상태로 고속 활주시험(Hi-Speed Taxi) 하던 중 조종사의 실수로 이륙속도를 넘어 계획하지 않은 이륙을 하였다. 공식적인 첫 비행은 1954년 6월 16일에 동체 랜딩기어를 장착한 상태에서 수평 이착륙 개념으로 시행되었다.

<지상에서 이륙중인 XFV-1. 아래의 두 꼬리날개에 수평 이착륙용 랜딩기어가 달려있다>

수직 이착륙 시험은 개량형 엔진으로 7,100 마력의 YT40-A-14이 나올때 까지로 연기되었다. 하지만 총 27회의 통상 이륙방식으로 비행이 있었으며, 일반 이륙 후 수직전환, 호버링 다시 수평비행 시험은 종종 시행되었다. 당시 확인된 비행 특성으로는 날개면적이나 속도에 비해 주날개의 Flap, Aileron, 꼬리날개의 보조 조종면의 면적이 작아 호버링상태에서 비행 통제가 매우 어려웠으며, 조종사가 호버링 상태에서 하늘을 보면서 특별한 참조점이 없자, 조종사 스스로가 상승을 하고있는지, 하강을 하고 있는지, 회전을 하고있는지, 동체가 한 방향으로 흐르고 있는지 인지하지 못하는 치명적인 문제가 있었다.

결국 기다리던 개량형 엔진은 개발이 되지않자 XFV-1은 한번도 수직 이륙을 하지 못하고 1955년 6월 계획 전체가 취소되고 말았다. 그나마 시제기 2대중 한대는 아예 지상에서 발 조차 떼지 못하고 폐기되어 버렸다. 그래서 XFV-1의 비행사진은 랜딩기어가 별도로 부착된 사진 뿐이다.
사실상 해군의 연구에서 나온 Tailsitting방식의 전투기가 취소하게된 더 근원적인 이유는 바로 터보프롭으로 전투 및 호위기를 운영한다는 개념이 얼마나 구식인가를 인지했기 때문이었다. 이미 마하 2급의 전투기가 개발되었으며, 제한된 크기와 성능 무장을 하는 소형 터보프롭으로 2차대전 때에나 유용했으나 한국전쟁 이후 항공전 역사가 바뀌고 있음을 깊이 인식한 해군은 새로운 엔진개발로 재 시도해볼 생각도 않고 포기해 버린 것이다.

비행을 했던 한 기체는 플로리다의 한 대학 박물관에 보관중이며, 두번째 기체는 캘리포니아 육군 항공기지에 전시되어있다.