B2의 비밀
2002년 8월 20일
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장거리 폭격 문제
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미국이 원자폭탄을 보유하게 되자, 가상의 적국인 소련의 심장부에 타격을 가할 수 있는 대륙간 운반 수단을 확보해야 하는 문제가 제기되었다. 초기 미국은 1945년 히로시마와 나가사키에 폭격을 가한 B-29 스트래토포터스를 보유하고 있었으며, 이는 로스웰에 기지가 있는 509비행대에 속해 있었다.
소련의 영토를 폭격하기 위해서는 이 비행기들의 성능이 충분하지 않았다. 이에 따라 노스럽(Northrop)사는 매우 장거리 비행이 가능하고, 더불어 레이더에 거의 또는 전혀 탐지되지 않을 정도로 은밀한(터프티브) 비행기, 즉 비행 날개를 가진 비행체를 개발하기 시작했다. 잭 노스럽(Jack Northrop)은 1939-1945년 전쟁 이전부터 이 프로젝트를 시작했다. 먼저 회전하는 프로펠러를 장착한 XB-35A라는 첫 번째 비행체가 1946년 6월 26일 미국 에드워즈 기지에서 첫 비행을 성공했다.
이후 이 비행체들은 8기의 터보제트 엔진을 장착한 다른 형태의 추진 방식으로 개조되었으며, YB-49라는 이름을 갖게 되었다. 이들은 1947년 캘리포니아 하우스턴에서 조립되었다. 두 비행기의 스팬(날개 길이)는 동일했으며(52미터), 총 12대의 시제기들이 제작되었다. 그러나 비행 시험은 참사로 이어졌다. 당시 날개가 뒤로 기울어진 형태(비행기 날개의 끝이 앞쪽보다 뒤쪽으로 기울어진 형태)의 공기역학적 특성에 대해 거의 알지 못했으며, 특히 강한 각도에서 날개 끝부분에서 발생하는 날개 떨어짐(탈락)이 매우 빠르게 비행기 앞쪽으로 이동하는 경향이 있다는 것을 몰랐다. 이로 인해 YB-49의 시험 비행 중 여러 차례 날개 떨어짐이 발생했으며, 결국 비행기와 조종사가 사망하는 사고로 이어졌다. 날개 떨어짐 조건을 절대 피해야 하는 비행기들을 군용으로 운용할 수는 없었다. 또한 이 시기 노스럽과 보잉 사이에 상업적 경쟁 문제가 발생했으며, 결국 보잉이 승리했다. 모든 YB-49는 파괴되었다. 정확히 말하면, XB-35A(프로펠러 비행기)는 날개 떨어짐 문제 없이 비행했으며, 그 이유는 여전히 명확하지 않다. 그러나 YB-49와 같은 뒤로 기울어진 날개를 가진 비행기들은 모두 이 문제를 겪었으며, 이를 해결하기 위해 날개에 "펜스(fences, 방벽)"를 설치하는 방법이 사용되었다. 아래 그림 (a)는 이 해결책을 보여주며, 이는 일부 비행기(카라벨레의 날개와 동일한 방식)에 적용된 것이다:
이후 뒤로 기울어진 날개를 가진 비행기들, 특히 델타 날개를 가진 비행기들은 두 가지 다른 해결책을 사용했다. 첫 번째는 전면 가장자리에 날개 떨어짐을 유도하는 구조를 만드는 것(그림 b), 이는 강한 각도에서 매우 강력한 소용돌이를 만들어 내며, 날개 끝부분의 탈락이 앞쪽으로 이동하는 것을 자연스럽게 막는 장벽 역할을 한다.
현재 일반적으로 사용되는 전통적인 해결책(미라주 III)은 전면 가장자리에 홈을 파는 것(그림 c)인데, 이 역시 동일한 역할을 한다는 것이 입증되었다. 참고로, B2의 후면 가장자리가 물결 모양인 것은 두 가지 목적을 가지고 있다. 첫째는 레이더 신호에 대한 반사 신호를 줄이는 것이다(일반적으로 사용되는 "헤어핀" 또는 "머리핀" 형태의 경계 구조). 그러나 강한 각도에서 이 물결 모양의 후면 가장자리는 소용돌이를 만들어 내며, 이는 날개 끝부분에서 발생할 수 있는 탈락 현상이 앞쪽으로 이동하는 것을 방지하는 장벽 역할을 한다(그림 d).
만약 1947년에 이 "방벽" 기술이 알려져 있었다면 잭 노스럽이 설계한 비행기들은 아마도 구조되었을 것이다. 미국은 초기부터 매우 높은 은밀성(터프티브)을 가진 비행기를 보유하게 되었을 것이다. 그러나 이 날개 떨어짐 시 비행기의 급강하 문제 외에도 엔진 과열 문제도 있었던 것으로 보인다.
한국어로 다시 정리하면, 독일인들은 아마도 처음으로 은밀성의 중요성을 이해한 것으로 보인다. 당시 영국의 레이더(당시 가장 우수한 레이더)에 의해 독일의 비행기 편대가 조기에 탐지되어 큰 피해를 입었기 때문이다. 이에 따라 독일은 전쟁 말기에 호르텐 형제가 설계한 비행체를 개발했다. 이 비행체는 수직 꼬리날개가 없었으며, 레이더 반사 신호가 매우 약한 재료로 철저히 제작되었다(이후 유명한 영국의 나무로 만든 전투폭격기 무스키토도 비슷한 재료를 사용했다). 독자들은 이러한 비행체가 어떻게 방향 전환을 하는지 궁금할 수 있다. 답은 매우 간단하다. B2 역시 수직 꼬리날개가 없으며, 이와 동일한 원리가 적용된다. 비행기 날개 끝부분에 있는 두 개의 스포일러를 동시에 위로와 아래로 열어, 지역적으로 항력(저항력)을 증가시키는 방식이다.
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2002년 10월 7일에 초기화됨. 이 페이지 조회 수:
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