VSTOL Curtiss-Wright X-19

Curtiss-Wright X-19는 Curtiss-Wright 사에서 회사주도로 개발한 Tilt Prop형태의 수직 이착륙 4인승 상용 실험기이며 회사에서는 이를 M-200 이라 불렀다. X-100으로 Tilt Prop 실험 자료를 바탕으로, 많은 부분을 보강하여, X-100의 2개의 Prop을 4개의 Prop으로 개량하였다. 그리고 작지만 수평 비행시 양력을 생성하는 날개가 있었다.

당시 Curtiss-Wright사는 라이트 형제가 창설한 회사가 이어져온 것으로 혁신적인 설계에 능했으나 정부(군)가 주 고객인 항공산업에서 2차 세계 대전 중에 주요 계약을 따지는 못했다.
Curtiss-Wright는 헬기의 로터 개념을 응용하여 프로펠러로 양력과 추력을 모두 얻는 radial lift 개념을 이용, 군이 요구하는 수직 이착륙기를 개발하고자하였다. Radial lift 는 저속에서도 날개의 크기에 영향을 받지 않고 지역에 관계없이 이착륙이 가능하여 획기적인 수요를 창출할 것이라는 기대 하에 개발되었다.



C-130 등의 수송기나, 프로펠러기는 비행 방향의 수직으로 프롭이 정열되어있다. 하지만 X-19는 수직으로 프로펠러를 세우고난 뒤 앞으로 천천히 숙여서 전진을 하게 된다. 프롭의 면적은 Rotor보다 상대적으로 적어서 양력을 형성하는 면적이 작다. 그 대신에 대부분의 속도 영역에서 프롭에 양력(Radial Lift)을 크게 생성하기 위해 X-19는 프롭을 크고 뒤틀림 각도를 크게 주었다. 비스듬하게 숙여진 프롭 로터의 추력중 일부는 양력이 되고, 일부는 전진하는 추력이 된다.



처음으로 만들어진 Prop을 이용한 Radial Lift 이론을 증명하기 위해 먼저 X-100이라는 실험기를 시제기로 만들어 Radial lift 개념을 테스트하였다. X-100을 통해 확신을 가진 커티스라이트사는 좀 더 대형화한 M-200을 자체 비용으로 설계하였다. 두대의 시제기를 생산하기로 하였으나 Curtiss-Wright 경영진들은 너무 비용이 많이 든다는 이유로 개발을 중지시키고 현재까지 개발된 자료를 미, 육, 해, 공군의 Tri-Service VTOL 연구소로 보내 커티스라이트사의 연구를 구매해 줄 것을 요청하였다. 당시 군 연구소는 수직이착륙 연구기로 XC-142와 X-22를 개발하고 있었다. 미공군은 커티스라이트사의 M-200 기체의 도면을 검토하고는 기체를 구매할 것을 결정하였다.
당시 두 기체의 제작사 제작 진행 상태는 55%와 35%정도였다. 조립되지 않은 많은 부품까지 고려한다면 상당히 제작이 진행되었다. 미공군은 이 기체의 명칭을 X-19로 재 지정하였다.

당시 미공군이 이 X-19을 구매한 주목적은 임무 목적에 충족하는 지 여부를 확인하는 것 뿐이었다. 설계상으로 제시된 성능으로는 전천후 비행 능력에 항속거리 약 1,700Km, 최고속도 740Km/h, 고도 4,880m였다. 제작은 당시 나온 기술로 충분히 제작이 가능한 상태여서 미공군의 관심을 끌었다.
아주 작은 형태의 날개가 동체 전방(날개길이 6.1미터)과 후방(날개길이 6.4미터)에 설치되고 이 끝에 4개의 프롭이 장착되었다. 4개의 프롭은 기어박스 나셀에 연결되어있고, 나셀은 전진, 호버링 비행시 요구조건에 따라 각도를 바꿀 수가 있다. 날개에는 전진 비행에 사용할 조종면이 갖추어져있다. 하지만 이들 날개는 프로펠러에서 나가는 공기 추력을 방해하기 때문에 전체적으로 약 7~9%의 추력 손실을 감당해야했다. 두개의 터보샤프트 엔진은 동체 후방에 장착되고, Shaft를 통해 4개의 프로펠러에 동력을 공급한다.
Radial lift 개념을 최적화하기 위해 프롭의 블레이드 크기는 직경이 4미터였으며, 프롭의 크기와 회전 속도 때문에 블레이드 날개 끝 속도는 250M/Sec으로 거의 음속에 도달하였다.




군이 운영하는 Tri-Service Program은 커티스라이트의 M-200을 수령하여 X-19로 바꾸면서 Ejection seat를 바꾸고, 4인승을 6인승으로 개조하면서 길이는 13,5미터로 길어졌다. 또한 계기는 모두 군용으로 대체되고, 공중 급유가 가능한지를 확인하기 위한 공중급유 프로브가 추가 장착되었다.
조종사는 수직 이륙을 하여 호버링 상태에서 Prop Nacell을 전방으로 숙이게 되는데, 이때 파워를 증가시켜야한다. 양력만의 엔진 동력이 이제는 추력과 양력 모두에 사용되어야 하므로 고도를 잃지 않고 전진 비행 할려면 추력을 더욱 높여야했다.



첫 기체의 시험비행은 1963년 6월 23일에 커티스라이트사의 경험있는 조종사에 의해 제작사 시험장에서 수행되었다. 이때 육해공군의 Tri-Service test team 시험비행 조종사들이 동승하였고, 이후부터는 주로 육군이 시험비행 하였다. 시험비행 결과 조종사들의 평가는 역시 매우 어려운 기체 조종이었다. 당시로는 컴퓨터 비행 기술이 없었으므로 수직 ? 수평 ? 수직 전환 비행이 사람이 조종하기에는 너무나 어려운 과제였다. 하지만 당시의 최신 기술들이 동원되어 기계식 안전장치들이 장착되었다.

1964년 12월과 1965년 1월의 프롭 손상 사고로 인해 비행이 한동안 중지되었다가 8월에 재개된 비행시험에서는 공군이 투입되었다. 공군은 몇 회의 시험비행 후 항공기의 문제점을 찾아내었다. 조종면들이 한번 움직인 후 제자리로 정확히 돌아오지 않는 다는 것을 확인하였다. 너무 프롭 성능으로 비행을 제어하려다보니 비행조종계통에 관심이 적었던 탓에 비행조종계통의 문제를 검증하지 못했던 것이다. 공군은 조종계통에 들어가는 파워를 높인 후 이 문제를 해결하고, 시험비행에 들어간 결과 조종 불안정성의 상당부분 문제를 해결할 수 있었다.



상당한 개조가 이루어진 후 1965년 8월 25일 Full 성능 테스트가 시작되었다. 하지만 Gear Box의 고장으로 이륙 후 7분 만에 프로펠러가 떨어져나가고, 조종사는 사출하였으며, 비행기는 복구가 불가할 정도로 늪지대에 충돌하였다.
공군 주도로 커티스 공장에서 거의 완성 중에 있는 2호기를 인수하여 계속 연구를 할려고 하였으나, 커티스사와 계약에 실패하면서 공군은 1965년 12월에 X-19의 공식적인 연구를 중단 한다고 밝혔다. 결국 2호기는 비행도 하지 못하고 분해되어버렸다.

이후 Radial Lift에 대한 연구는 더 이상 진전되지 않고, 좀 더 보완된 효율적인 Duct Type의 추력 발생 장치를 선호하게 되면서 X-22 등으로 발전하게 된다.


제원

승무원: 2명
화물하중: 544 kg
길이: 12.83 m
날개폭: 전방5.94 m, 후방 6.55 m
높이: 5.2 m
최대 이륙중량: 6,196 kg
엔진: 2,200마력 Avco Lycoming T55-L-5 Turboshaft 2대
최대속도 : 730 km/h