실험기

원형 날개를 가진 UFO같은 Vought V-173

aerodynamics 2010. 12. 2. 23:47

Vought V-173 "Flying Pancake"은 챨스 짐머맨이라는 미국의 실험기 제작의 선구자적인 사람이 미해군의 Vought XF5U "Flying Flapjack" 계획의 한 부분으로 2차 세계대전중에 설계한 항공기이다.

<V-173>

V-173과 XF5U 두 항공기 모델 모두 매우 독특한 형상을 하고있는데 납작하고, 둥근 디스크 형태 이다. 이런 날개형태를 나중에 Flying Wing과 유사 개념의 명칭으로 Flying Surface라고 불려졌다. 동체 속에 들어간 왕복엔진 2대에 연결된 각각의 프로펠러로 부터 추력을 얻는다.

<마치 둥근모양이 팬케익을 연상시킨다하여 날으는 팬케익이라 이름 붙여졌다>

1930년 챨스 짐머맨은 스키머라는 원반형태의 날개에 매우 관심이 많은 항공학자와 함께 이 독특한 형상의 항공기를 설계하기 시작했다. 작은 크기의 모형을 풍동 실험한 결과를 바탕으로 Vought V-162를 설계하였다. 여기에 미 해군은 실험데이터에 관심을 가지고 비용을 지원하면서 추가적인 연구를 요청하게된다. 1939년 모든 실험의 결과가 미해군으로 인도 되었고, 미해군내에서 다시 1940년~41년까지 full scale model에 대한 풍동실험을 하였다.

<풍동실험중인 Vought V-173>

날으는 팬케익이라고 이름 붙여진 시제기가 V-173이란 이름으로 나무와 천을 이용하여 제작되었다. 두대의 80마력 왕복엔진을 장착하고, 랜딩기어는 앞쪽을 길게하여 통상 받음각 22도를 유지하는 형태가 되었다. 사실 날개는 극단적으로 짧은 형태의 종횡비를 가지며, 이러한 형태의 날개는 긴 날개에 비해 가지는 장점은 일반 날개의 날개 끝부분에서 생성되는 볼텍스로 인한 양력 손실과 유도항력을 앞의 프로펠러가 유도항력의 반대방향으로 바람을 유도시켜 날개 끝 볼텍스를 사라지게 하여 날개 효율을 높이는 것이다.

<풍동실험중인 Vought V-173>

<Vought V-173의 크기는 사람과 비교하면 쉽게 이해가 된다>

조종석 기준으로 보면 날개끝 볼텍스는 윗부분에서 서로 안쪽으로 모이게 하는 반면 이 항공기의 프로펠러는 위쪽에서 서로 바깥쪽으로 회전하게되어있다. 일반 프로펠러 항공기는 날개 끝 부분이 프로펠러보다 훨씬 바깥쪽에있으므로 프로펠러 회전방향과 유도 항력과의 관계는 없다.

그리고 작은 날개로 인해 기동력이 우수하고 구조적으로도 튼튼하게 제작이 가능하다.


1942년 1월에는 VS-135로 알려진 V-173 실증기와 전투기 버젼의 개발형 버젼인 XF5U-1 제작안이 제출되었다. 전투기 버젼은 금속으로 제작되어 더 크고, 5배나 무거웠다.
1942년 11월 23일 드디어 첫 비행이 이루어졌다. 이후 1943년까지 190회의 시험비행이 이루어졌다. 시험비행 동안에 지역의 커네티켓 주민들로 부터 자주 UFO 출현신고가 접수되곤하였다.

대서양 횡단을 최초로 이루어낸 챨스 린더버그도 이 항공기를 시험비행하였는데, 저속 특성이 우수하고, 조종이 매우 쉽다는 점에 대해 극찬하였다. 구조의 튼튼함은 실제 사고로 증명하였는데, 시험도중 고장으로 바닷가에 비상착륙을 해야할 상황이 발생하였다. 두명의 민간인이 착륙 지점 연장선에 있는 바람에 조종사는 급브레이크를 사용하여 급작스럽게 멈추었는데 이바람에 동체는 뒤집혀 버렸다.

<비록 뒤집혀졌지만 비행기는 멀쩡하다>

하지만 동체나 조종사는 아주 작은 손상만 입고 항공기는 금방 재 비행이 가능하였다.
1947년 3월 31일 최종 비행을 하였는데, 독특한 형태의 이 항공기에 대해 기대한 것 만큼의 잇점은 도출하지 못하였다. 단지 단거리 이착륙 성능에 많은 가능성을 제공하였을 뿐 작은 전투기로서의 효용성에 대해서는 그리 좋은 결론을 얻지 못하였으며 제트전투기 시대가 도래하면서 프로펠러로만 효용성이있는 이 특이한 전투기는 관심 밖의 대상이 되어버렸다.

<Vought V-173의 전투기 버젼인 XF-5U-1. 추력을 증가시키고 프로펠러 블레이드도 4엽으로 바뀌었다. 실제 비행에는 성공하지 못했다>

<F5U 등쪽의 계단이 매우 독특하다>