실험기/미국실험기

호떡 같이 생긴 XF-5U

aerodynamics 2010. 12. 9. 20:45

XF-5U

Vought XF5U는 2차대전중 미해군이 함상 전투기로 개발하기위한 실험기이다. 항공기 형태적으로는 타의 추종을 불허할 만큼 독특한 형태인데 마치 팬케익, 우리 같으면 빈대떡 같이 생겨, 원형기 V-173의 이름은 Flying Pan Cake라 불렸고, 전투기 형으로 추진된 후속기 격인 XF5U는 Flying FlapJack으로 불렸다. 초기 실험기격인 V-173 를 더 발전시켜 전투기형으로 개발된 XF5U-1 는 원형기보다 더 크게, 구조물도 전체를 금속으로 제작하여 V-173보다 무려 5배나 무거웠다. 엔진은 1,600 마력의 ratt & Whitney R-2000 피스톤 엔진을 사용하였고, 극단적으로 짧은 날개를 이용하여 단거리 이착륙이 가능하며, 고속비행이 가능하도록 설계되었다.


<원형기 V-173의 이름은 Flying Pan Cake>


<XF5U. 전투기>

XF5U는 언뜻 보기에 날지 못할 것 처럼 보인다. 원형 날개로 극단적으로 종횡비가 낮은 이런 형태의 날개는 날개끝에서 발생하는 유도항력이 매우 높아서 양력 손실이 매우 크다. 그래서 많은 양력을 요구하는 글라이더 같은 경우 종힝비를 크게하여(매우 긴 날개) 날개 끝 양력 손실을 막는다. 여객기의 경우에는 Winglet을 설치하여 Wing tip Vortex를 최소화 시킨다. 프랑스의 수직이착륙 연구기인 C450 Coleoptere는 날개를 원형으로 만들어 Wing Tip 자체를 없애서 유도항력을 제거할려고 하였지만 실제 비행에는 실패하였다.

<날개 끝 와류를 보여주는 적절한 사진>

<프랑스의 수직이착륙 연구기인 C450 Coleoptere는 날개를 원형으로 만들어 Wing Tip 자체를 없애서 유도항력을 제거할려고 하였지만 실제 비행에는 실패하였다. >

하지만 이런 형태의 장점은 날개가 짧은데 반해 구조물을 짧게 만들수있어서 아주 튼튼하게 제작이 가능하고, Roll 기동에 강점을 보인다. XF5U에서 Wing Tip Vortex를 최소화하기 위해 프로펠러를 이용하였다. 동체를 정면에서 바라보았을 날개 하부에서 상부로 Voltex가 발생한다. 이때 프로펠러 회전은 Voltex회전의 반대 방향인 우측 프로펠러는 시계방향으로, 좌측 프로펠러는 반시계방향으로 회전시켜 Voltex 공기 흐름을 상쇄시키도록 하였다. 이로서 원형날개의 XF5U는 군이 원하는 튼튼하고 기동에 강하며 함상에서 단거리 이착륙이 가능한 훌륭한 전투기 조건을 갖추게되었다.




그리고 완전하지는 않지만 양쪽 프로펠러의 Pitch각도를 서로 다르게 조정하여 Yaw 기동도 가능하게 하여 기동성을 증가시켰고, 사출좌석도 갖추었다. 시제기에는 장착되지 않았지만 기수하부에는 기총 장착을 위한 공간도 마련되었다.
비행특성 중에서 특이한것은 속도 영역이 0 ~ 885 km/h로 공중 호버링이 가능한 것으로 계산되었다. 하지만 미해군의 입장이 바뀌어 버렸다. 미해군은 프로펠러 전투기는 이제 시대가 지났다고 판단하였으며 1946년에 와서는 이미 예산도 상당액이 초과하였다. 이미 제트 전투기가 항공모함을 차지하고있는 상황에서 이 기괴한 왕복엔진 프로펠러 전투기가 들어갈 곳은 없었다. 결국 미해군은 1947년 3월 17일 프로그램을 폐기하였다.


거의 완성단계에 있던 2대의 시제기 중 한대는 그래도 계속 제작이되어 지상 테스트를 거쳤다. 하지만 바이브레이션 문제를 해결하지못하고, 결국 프로그램을 포기 할 수 밖에 없었다. 원조기 겪인 V-173은 스미소니언 박물관으로 보내졌으나 XF5U는 해체하기로하였다. 무슨 이유에서인지 XF5U의 최후는 분해되지 않고 거대한 쇠구슬로 내리쳐 파괴시켜버렸다.


제원
승무원: 1
길이: 28 ft 7 in (8.73 m)
날개폭: 32 ft 6 in (9.91 m)
높이: 14 ft 9 in (4.50 m)
날개면적: 475 ft² (44.2 m²)
순중량: 13,107 lb (5,958 kg)
총중량: 16,722 lb (7,600 kg)
최대이륙중량: 18,772 lb (8,533 kg)
엔진: 2× Pratt & Whitney R-2000-7 왕복엔진, 1,350 hp (1,007 kW each)/대당
최대속도: (예측) 765 km/h 고도 8,534 meters
항속거리: 1,064 miles (1,703 km)
순항고도: 34,492 ft (10,516 m)
상승율: 3,000 ft/min (914 m/min)