헬기의 개념을 바꾼다. Piasecki X-49A Speed Hawk
Piasecki 사는 1960년대 16H-1 Pathfinder를 제작하면서 Compound Helicopter 분야에 세계적인 권위를 가졌고, 이제 헬기의 속도 혁명을 가져오고있다.
미 육군은 Piasecki 항공사와 계약을 통해 VTDP(Vectored Thrust Ducted Propeller) 개념을 적용한 Compound helicopter 개발 계약을 체결하였다. 대상 기종은 AH-64 Apache, AH-1W Super Cobra이다. 개발목표는 속도 370Km/h를 넘어야하고, 수평 속도 가감속에 50% 이상의 개선, 회전반경 50%이상 감소 해야한다. (참고. 아파치 최고속도는 290 km/h, 샤이안 헬기가 370 km/h) 실험결과에 대한 구체적인 공개는 없었다.
이후 미해군도 1995년에 육군과 별도의 프로그램으로 AH-1W/AH-1Z 4개 블레이드 형상에 대해 Vectored Thrust Ducted Propeller 적용 가능성 검증을 위한 계약을 Piasecki 항공사와 1,600만 달러 규모 계약을 하였다. 실제 비행은 하지 않았으나, 지상테스트와 시뮬레이션 개발 등이 이루어졌다.
이후 Piasecki 항공사는 지상 시험결과에 VTDP 시스템에 자신감을 가지고, 해군에 AH-1W 실증기 제작을 제의하였다. 미 해군도 AH-1 VTDP 실험결과에 만족하고, Piasecki 사가 제안한 AH-1W대신에 YSH-60F를 이용한 실증기 제작으로 더욱 발전하여 2000년 9월에 2,600만 달러 규모로 계약을 하게 되었다.
미 국방부는 Piasecki 사가 제안한 VTDP를 면밀하게 검토한 결과, 현재 운영중인 UH-1, UH-60, AH-64 등의 기종을 차기 대체기가 나올 2030년까지 수명 연장하여 사용하고, 더불어 기존 성능을 현격하게 증가시킬 수 있는 방안이라 판단하였으며, 이를 검증하고자 제작사보다 더 적극적으로 추진하였다. 미 국방부와 해군주도의 이 프로그램에 미공군도 보유중인 구조 및 정찰 탐색 HH-60의 업그레이드 방안으로 관심을 가지면서 3군 헬리콥터 개조라는 거대한 프로젝트로 확대되었다.
2003년 5월 VTDP를 장착한 YSH-60F시제기는 X-49A로 명칭이 부여되었고, 2004년에는 프로그램 주도가 미해군에서 미 육군으로 바뀌었으며, 시험비행을 위한 지상 테스트가 시작되었다. 기존 YSH-60F 시제기에 Tail Rotor를 대신하여 2.44 m 직경의 Duct가 장착되고, Duct 내부에는 5엽 블레이드가 장착된 추진용 Propeller가 장착되었다.(사진 2) 추진용 VTDP 구동을 위해 별도 엔진하나를 추가하였다. 주 엔진은 SH-60이 장착했던 T700-GE-701C엔진 2대를 그대로 사용하였다. VTDP 장착과 관련하여 동체 길이는 약 1미터가 더 길어지고, 외부의 공기저항을 유발하는 각종 부착물이 제거되어 고속에 적합하게 개조되었다.
VTDP의 프로펠러 후방에는 수직, 수평의 Vane과 방향 조절이 가능한 노즐 장착되어 추력 발생 이외에도 기존 Tail Rotor와 Elevator가 수행하던 기능인 Pitch와 Yaw, Anti Torque 기능을 모두 수행한다. 제작사는 VTDP의 형태를 참고하여 명칭을 Ring Tail이라 부른다.
외형적으로 더욱 특징적인 것은 고정익 날개다. 고정익 날개는 고속에서 양력을 제공해주고, 향후 테스트 결과에 따라 무장 장착을 위한 Pylon 공간도 제공하게 될 것이다. 날개에는 고정익 항공기와 같이 조종면(Flaperon)이 장착되어 기존 헬기의 조종과, 고정익 조종 방식이 결합되었다. 고정익 비행방식이 추가됨에 따라 기존 헬기와는 조종방식이 다르지만 비행조종 컴퓨터 프로그램을 개선하여 기존 조종방식에 통합 운영함에 따라, 조종사의 부담은 별반 증가된 것은 없지만, 개조로 인한 무게 증가분은 날개를 포함하여 약 725 kg에 달한다. 하지만 Piasecki사는 기존 항공기를 개조하면서 무게 증가분이 커졌으며, 양산형의 무게 증가는 시험기 개조보다 훨씬 줄어 들 것이라고 설명하고 있다.
VTDP와 고정익 날개의 결합은 소요군이 요구하는 370 km/h 이상 속도를 충족하게 해주며, 기존 헬기의 기동 능력을 훨씬 능가하게 하였다. 그 외에도 헬기 고유의 진동이 격감하여 기골 피로도를 낮추어 전체적인 정비 요구도가 감소하고, 수명을 늘이는 개선결과도 부수적으로 얻었다.
제작사는 H-60기반의 VTDP 개량형은 공중 급유를 하지 않고 행동반경이 최대 1,411km, 항모에서 운영시 963km(수직 이륙, 수직 착륙만으로 운영)에 달할 것이라고 평가하고 있다. 현재 UH-60의 전투행동반경은 약 600km인 점을 고려하면 엄청난 성능 향상이다.
X-49A의 첫 비행은 2007년 6월 29일 보잉 비행시험장에서 있었다. 이 15분간의 비행을 통해 호버링, 급회전, 측면 비행 능력 등을 선보였으며, Ring Tail로 Tail Rotor의 기능을 완벽하게 수행했다. 시험비행 결과의 상세한 내용은 공개되지 않았지만, 군의 모든 요구사항을 충족한 것으로 확인되고 있다. 단지 군은 기존 헬기를 개조 비용과 소요 기간, 개량형 제작 비용과 전력화 시기, 대체 헬기 개발 비용과 시기 등에서 비용, 전력 공백 등의 측면에서 효과성을 검토중이다.
보잉사는 AH-64 아파치 헬기를 제작한 회사로 X-49의 비행 결과에 매우 흥미를 가지고있다. 항공기 제작 및 개조 능력이 부족한 Piasecki사에 대해 보잉은 상당부분 기술자문을 무상으로 지원 하였다. 향후 미육군의 AH-64의 향후 대체기 확보 계획인 Joint Multi-Role (JMR) 공격 헬기 사업에서, 국방부가 AH-64 VTDP개념으로 선택할 경우, 보잉이 AH-64에 이어 향후 수십 년간 공격헬기에서 주도권을 잡을 수 있을 것이란 판단에서이다. 냉전시대 국방부에서 새로운 항공기 개발에 비용을 분담하던 시대는 지나고 이제는 회사의 비용 부담이 커진 상태에서 새로운 항공기 개발 경쟁에서 패하는 것은 엄청난 재정적 위기를 초래하기 때문에 보잉입장에서는 AH-64의 개량형으로 차세대 헬기 사업이 가게 된다면 기존 AH-64의 연장선에서 우선권을 가지기 때문이다. Joint Multi-Role (JMR)은 2020년 이후 전력화를 목표로 하고 있다. 보잉은 Piasecki 사에 재정적 지원까지 고려하고 있으며, 보잉 자체적으로는 AH-64의 소형 VTDP 모델 JMR-Light 모델도 구상중이다. JMR-Light는 만일 미육군이 채택되지 않더라도 수출형으로 상당한 돈벌이가 될 것이라고 확신하고 있다.
X-49에 관심을 가지는 군(軍)중에서 미해병대와 특수임무 부대는 다른 차원에서 접근중이다. 해병대와 특수 임무부대는 활주로가 없고, 헬기가 도달 할 수 없는 내륙 깊숙이 병력 이동을 위해 V-22를 운용중인데, V-22를 무장 호위할 헬기로 Compound Helicopter가 최적이라는 판단이기 때문이다. 속도성능, 항속거리, 무장 능력, 기동성 모든 것이 V-22 호위에 최적의 조건이라는 것이다.
X-49의 결과에 따라 미국의 육, 해, 공군 및 해병대를 포함하여 전세계 헬기시장에 일대 변화가 오고 있으며, Piasecki의 VTDP 개념의 X-49는 헬기 혁명에 큰 획을 그을 것으로 기대되고 있으며 X-49를 이어서 시콜스키사의 X2, 유러콥터사의 X3등 Compound Helicopter가 봇물처럼 개발되고있다.
X-49A에 대한 상세 제원은 아직 공개된 바가 없다.
