F-5E 타이거 VS 미그 21,
누가 이길까 -2부
#49
[1부에 이어]
결국 타이거가 이긴다
두 전투기가 싸운다. 중장거리 미사일을 쏘는 BVR(가시거리 밖)이 아니고, 단거리에서의 공중전이다. 이때 각각의 전투기는 열 추적 미사일이나, 자체 기관포만을 갖고 있다. 그리고 최대 속도와 상승력, 익면하중, 그리고 추력 대 중량 비를 이용해 싸운다.
그런데 그들 싸움터는? 하늘이고 하늘은 3차원적 공간이다. 위, 아래, 상하 좌우 어디든 열려 있는 공간. 따라서 전투기는 ‘롤’과 '피치', 그리고 ‘요’ 또는 '요잉'으로 기체를 움직이며 싸운다.
*하늘은 3차원적 공간, 그 안의 전투기 역시 3차원적 운동 체다. 프랑스의 라팔 전투기. *출처: ytimg.com
‘롤’은 손바닥 뒤집는 것처럼 전투기가 배면 비행을 위해 뒤집거나 하는 것. '피치'는 직선 비행에서 기수를 위아래로 움직이는 것. ‘요’는 기수를 중심으로 ‘좌우로 움직이기’다. 이 세 가지를 조합하면, 전투기는 전후좌우 어디든 간다. 3차원 공간의 3차원적 전투체이기에.
*차례로 롤, 피치, 요의 움직임. 출처: allrcflight.com
따라서 기체 역량의 부족으로, 이게 재빠르지 못하거나 엔진의 힘, 날개의 넓이, 그리고 기체의 무게 등으로 인한 추력 대 중량 비에서 상대보다 좋지 안 좋은 쪽으로 차이가 많이 나면, 이길 수 없다. 3세대 전투기가 추력 대 중량 비에서 월등한 F-15 이글과, 수직면에서의 전투를 하면 도저히 당해 낼 수 없는 것처럼.
그러나 그 차이가 현저하지 않고, 약간의 차이라면? 이야기가 달라진다. 어떤 기체라도 이길 찬스가 있으니. 타이거와 미그 21이 바로 이 ‘약간의 차이’에 포함된다.
민간인 회사의 벤처 사업이었던 F-5A 프리덤 파이터로부터 이어진 전투기로, 단 1대도 정식으로 미 공군 전투 비행단에서 취역하지 못 한 경량 전투기 타이거는, 냉전 시대 소련이 거국적으로 힘을 모아 완성한 미그 21한테 아무래도 떨어지는 점이 많을 수밖에 없다.
그래서 여러 성능에서 비슷비슷하면서도 떨어진다. 엄밀히 따지면, 49대 51, 조금 더 봐주면 50대 51 정도? 그러나 한 가지만은 약간의 차이가 아니라, 두드러지게 떨어진다. 스피드! 바로 최대 속력이라는 부분이다.
*민첩하고 빠른 전투기 미그 21, 인도 공군 소속이다. 출처: airheadsfly.com
미그 21이 분명 빠르다
엔진이 작은 타이거는 마하 1.6, 미그 21은 강력한 단발 엔진의 힘을 빌려, 마하 2.0을 넘는다. 초기 형들을 빼면 정확히 마하 2.1. 그렇다면 마하 1.0대라 할 수 있는 타이거가 불리할까? 제트 전투기에서 스피드라는 건 매우 중요하니까. 그런데 그게 그렇지 않다.
빠른 건 좋으며, 공중전에서 분명 유리한 조건으로 작용한다. 허나, 전투에 적합한 수준의 빠름과, 비행 중일 때의 빠름은 다르다. 치타처럼 초원을 질주할 수도 있지만, 하이에나처럼 물고 뜯는 싸움이 벌어질 수도 있다. 빠르게 대시해서 쏘고, 급속히 이탈하는 데에는 미그 21 같은 스피드가 필요하다. 그러나 물고 물리는 단거리 공중전에선, 마하 2는 거추장스럽기도 하며, 어느 면 에선 불필요하다.
타이거의 1.6이라는 속도가, 바로 그런 상태의 공중선에서는 결코 모자라는 속력이 아니다. 특히 도그 파이팅이 벌어질 땐 충분한 속도다. 물론 공중전에서 그런 시대는 지났다고 말하는 사람도 있다. 지금은 레이더로 먼저 보고, 중장거리 미사일로 먼저 쏘는 시대라 말한다. 맞는 얘기이나, 다 맞는 얘기는 아니다.
도그 파이팅은 계속된다
전투기들이 날아다니는 한 도그 파이팅은 존재한다. 그래서 세상 어떤 슈퍼 전투기도, 도그 파이팅은 준비해야 한다. BVR, 가시거리 밖의 전투에서 1백 킬로 너머 적을 캐치. 잠시 뒤 장거리 미사일을 쐈다고 하자.
*북한도 보유한 미그 29. 출처: imgur.com
분명 쐈는데도, 그중에 살아남은 적기는 분명 존재한다. 그리고 득달같이 쇄도 해 들어온다. 이제는 단거리 열 추적이나 기관포로 싸워야 한다. 당연히 도그 파이팅이다. 아무리 좋은 레이더라 해도 만능이 아니라, 캐치하지 못한 게 있거나, 지면이나 해면의 난반사, 노이즈 등으로 인해 갑자기 나타나는 적기도 있다.
또 스텔스 기의 경우. 이 것들을 잡기 위해서도, 분명 도그 파이팅 능력도 준비해 둬야 한다. 스텔스는 레이더에 안 잡히기에 멀리 선 캐치가 어렵다. 그래서 중장거리 미사일도 쏠 수 없다. 그러나 가까이 오면 보인다. 레이더 대신 눈으로 캐치! 이 때는 도그 파이팅이다.
격투 전투, 근접 전투, 또는 도그 파이팅이라 하는 전투 형태를 어떤 전투기든 생각 안 할 수 없는 게 바로 이런 까닭이다.
*미 공군의 스텔스 F-117 나이트 호크. 출처: kingofwallpapers.com
그런데 냉전 시대에 날아다니던 이 두 경량 전투기 타이거와 미그 21. 모두가 대량 생산과 값싸고, 유지 보수에 포인트를 둔 기체들이라, 장거리 레이더도 없고 중장거리 미사일도 없다. 따라서 서로가 싸운다면 접근전일 경우가 많다.
이땐 당연히 마하 2.1이라는 고속이 필요 없다.
옛날엔 빠른 게 최고였다
제2차 대전 때는 그렇지 않았다. 그 시대의 전투기, 즉 피스톤 전투기의 첫째 조건은 속도였다. 마력 좋은 엔진 개발에 사활을 건 것도, 바로 그 빠른 전투기를 개발하기 위함이었다.
그래서 시속 500 킬로 대와 시속 600 킬로 대, 차이는 제2차 대전이 터지기 전에 취역한 전투기와, 터진 다음에 취역한 전투기의 차이이기도 했다. 그리고 시속 7백 킬로 대는, 마력 좋은 엔진을 장착한 전쟁 후반기의 최신형 전투기의 상징이기도 했고.
허리케인과 스핏트화이어
전쟁이 터졌을 때의 RAF(영국 공군)의 투톱. 허리케인과 스핏트화이어. 독일 폭격기들이 영국 상공으로 쇄도했던 ‘배틀 오브 브리튼’ 당시. 이 투톱은 독일 공군을 막아내며, 2차 대전에 있어서의 중요 고비를 넘기게 한다.
*영국을 구한 두 전투기. 허리케인(앞 쪽)과 스핏트화이어(먼 쪽). 똑 같이 마린 엔진을 쓰기에 기수가 비슷하다. 출처: flickr.com
그런데 여기에서 약간 구형인 듯한 하리케인은, 의외로 스핏트화이어보다, 더 많은 독일 폭격기를 격추, 수훈갑이 된다. 그러나 허리케인의 전성기는 그때가 마지막.
시속 500킬로 대에 머물렀기 때문이다. 그래서 지중해나 북아프리카 등으로 보내져, 공중전 임무가 아닌(메셔슈밋트 109에 상대가 안 돼), 대 전차 공격기로 임무 전환을 해 롬멜의 기갑부대를 상대하거나.
*40밀리 2파운드 건을 장착한 탱크 킬러, 허리케인 2D 형. 출처: vignette2
‘Hurry Bomber’라는 새로운 별명으로 업종변환을 한다. 처음부터 시속 600킬로 이상을 마크한 스핏트화이어보다, 허리케인은 평균 1백 킬로가 느렸기 때문이다.
속도 차이라는 게 그런 것. 그리고 막을 내리는 제2차 세계 대전. 스피드에서 일대 혁명이 일어난다. 제트 엔진 때문이다.
눈부시게 발전한 전투기의 속도
엔진 기술의 급격한 발달과 함께 속도도 한층 빨라진다. 나치 제국 붕괴 후, 5년 만에 터진 한국전, 무려 시속 1천 킬로의 제트 전투기들, 세이버와 미그 15가 압록강 하늘에서 난무한다.
*압록강 상공 미그 앨리(미그기 골목)의 두 라이벌, 미그 15와 F-86 세이버. 출처: weaponsandwarfare.com
그 전쟁이 끝날 즈음, 미국과 소련에서는 까마득한 미지의 영역으로 생각되던 초음속 돌파의 기체들이 떠오르기 시작한다. F-100 슈퍼세이버와 미그 19다. 그리고 2~3년 지났을까? 그 짧은 시간에 더욱더 속도의 진보가 이뤄졌으니, 마하 2를 마크하는 전투기들. 그것도 줄줄이 등장한다. 미국과 소련을 비롯해 영국, 프랑스, 스웨덴까지.
F-104 스타파이터를 비롯한 미국의 센추리 시리즈와, 프랑스의 미라주 3, 스웨덴의 드라켄 등과 소련의 전투기들. 마하 2를 넘지 못하면, 명함도 내밀지 못할 시대가 된 것이다. 그렇다면 다음은? 마하 3이다. 이제 조만간 마하 3의 시대가 조만간 도래한다.
*마하 3의 전투기, XF-108 라파이어의 공장 내 목업. 출처: pinimg.com
그런데 희한한 일이 일어난다. 마하 3을 목표로 했던 전투기나 폭격기들이 속속 캔슬되고, 마하 2.0대에 그냥 머무르는 식으로 갑자기 정체가 돼버린 것이다. 아니, 더 이상 빨라지지 않을뿐더러, 오히려 뒤로 간다. 최대 속도가 점점 느려진 다는 것.
속도가 왜 거꾸로 가?
지금의 21세기, 가장 최신예라 할 수 있는 F-35 라이트닝 2. 우리 공군도 도입을 준비 중이고, 일본과 영국, 이스라엘 등이 도입 예정에 있거나 도입을 해, 21세기의 인터내셔널 파이터라 할 수 있는 전투기다.
*21세기, 인터네셔널 파이터 F-35 라이트닝. 출처: spuntniknews.com
그런데 최대 속도가 어떻게 되나? A, B, C 형 모두가 마하 1.6이다. F-5E 타이거와 비슷한 속도. 그 비슷한 경우의 전투기가 또 있다. 미 해군의 신형 전투 공격기 F-18E 슈퍼 호네트. 해군의 FA-18 호네트를, 업그레이드시킨 미 핵 항모 갑판 위의 뉴 페이스. 역시 마하 1.6이다. 예전의 그냥 호네트가 마하 1.8인데 비해, 오히려 더 후퇴한 케이스.
*F-18 호네트. 출처: military-today.com
정말인가? 겨우 1.6?(FA-18E 슈퍼 호네트, 날개를 봐도 알 수 있다. 후퇴각이라는 게 크게 없으니까.) 물론 타이푼이나 라팔은 조금 사정이 달라, 마하 2.0이다. 무슨 체면치레로 최대 속도를 거기에 맞춘 듯한 마하 넘버.
냉전의 대표적 미국의 간판스타였던 F-4 팬텀이 마하 2.4였는데, 한참을 뒤로 후퇴한 현대 전투기의 속도는 무슨 이유인가? 여기엔 몇 가지 이유를 꼽을 수 있다.
속도가 느려진 이유
우선 기체의 재질 때문이다. 마하 2에서 마하 3을 넘으려면, 기체의 재질을 확 바꿔야 한다. 기존 알루미늄 재질의 기체는 마하 3을 넘을 때, 기체 앞 쪽의 압축된 공기와, 마찰열에 의한 고온을 버티지 못하기 때문이다. 그래서 비싼 티타늄을 가공해 쓰거나 미그 25 폭스뱃트처럼, 철을 가공해 기체 곳곳에 집어 넣어야만 하나, 그게 쉽지 않다(미그 25의 기체는 알루미늄 재질이 아닌 니켈 스틸;Nickel Steel이다. 니켈 스틸이면 ‘니켈;鋼’이라 해야 하나?).
또 하나는 미사일 때문이다. 베트남 전 때와 달리, 점점 더 예민한 추적 장치와 함께 명중도도 늘어나지 않았나? 거기에 사거리도 늘어난다. 미사일이라는 게 원래가 빠르다. 미군의 스탠다드 미사일이면서, 우리 공군도 다수 장비한 스패로우는 중기형 이후가 마하 4.0의 속력이다.
*스패로우를 쏘는 미 해군 F-18 호네트. 출처: wikimedia.org
마하 4, 정말 엄청나게 빠른 속력이다. 이때 그 속도는 스패로우를 쏜 모기(母機)의 속도와는 아무 관계가 없다. 모기가 늦던 말던. 적기를 향해 날아간다.
그리고 속도가 늦어지는 또 다른 이유가 있다.
너무 빠르면 공중 기동에서 불편하다
전투기라는 건 빠르면 무조건 좋은 줄 알았다. 그런데 베트남 전에서, 시속 1000킬로 이상은 별 도움이 안 된다는 사실이 드러난다. 그런 속도는 기름의 대량 소비를 나중으로 치고라도, 일단 공중전에서의 기동이 잘 안 된다는 것이다. 그 안에 탄 파일럿의 몸도 당연 따라주지 않음은 물론이다.
베트남 전에서의 가장 인상적 전투기는 미그 17이었다. 오래된 아음속 전투기. 한국 전 때의 미그 15를 약간 고쳤으니, 베트남 전 때도 오래된 기체다. 그런데 이게 마하 2의 고급 전투기 썬더치프를 기습, 격추시켜 버렸다.
*미그 17, 밑에 한 대는 당한것 같지만 잔여기가 썬더치프를 쫓고 있다. 출처: pinimg.com
이것은 당시로서 매우 강도 높은 쇼크였다.
“아니 어떻게 미그 17이, 마하 2급 전투기를 한 번에 격추시켜?”
전투기 세계에서는 완전 하극상! 그래서 북 지금까지의 공중전 철학에, 일대 패러다임 쉬프트를 가져온다. 빠른 스피드보다, 어느 정도 기본 스피드만 있으면 공중전에 강한 격투 전투기를!
미국이 가장 먼저 반성한다. 스피드만을 추구했고, 거기에다 크고 무거운 전폭기 타입만 설계했던 것에 대한 반성. 그리고 새로운 사실을 알아낸다.
“가장 빈번하게 전투가 일어나는 속도 영역은, 마하 1을 조금 지나서다.”
“아니, 오히려 그 전에서도 벌어진다. 천음속 부근!”
천음속은 슈퍼 소닉이 아닌 트랜 소닉, 마하 1을 막 지나는 속도. 그러니까 아음속과 초음속의 사이다. 시속 1500킬로를 주파하는 전투기도, 공중전을 벌일 땐 훨씬 다운 그레이드 된 속도 영역에서 한다는 것.
파일럿의 몸이 견디질 못 한다
빠르면 일단 나쁠 게 없다. 빠른 속도는 힘 있는 엔진을 가졌다는 것과 같고, 좋은 추력 대 중량 비와 함께, 좋은 상승력을 가져온다. 또 적기 위치를 GCI(Ground-controlled interception, 지상의 요격 관제 센터) 등으로부터 연락받으면, 빠른 시간 안에 대쉬, 접근을 해 요격할 수 있다. 반대의 경우도 이롭다. 상황이 불리할 때의 전투 공역 급속 이탈. 시쳇말로 토낄 때.
그러나 실제로 적 전투기와 맞붙는 공중전, 특히 가시거리 안에서의 싸움에선, 마하 2까지는 필요치 않다. 우선 기체에 무리가 온다. 전투기들은 보통 9G(중력의 9배)까지 견딜 수 있도록 만들어지나, 이게 계속해 그런 상태로 기동해 봐라.
극도의 원심력이 작용하는 물리적 세계에서, 수 십 만개의 부속으로 된 기체의 어느 곳에, 문제가 생길 수도 있다. 조금 오래된 기체의 경우, 아니면 정비가 조금 불량한 경우, 어디서 볼트 하나가 튕겨져 나와 기체 전체가 공중분해될지 모른다. 그러나 그 정도가 되면, 파일럿은 이미 기절해 버린 뒤. 인간의 몸이 고속에서의 기동을 견디지 못하기 때문이다. 예전의 수원 비행장에서 신예 전투기 F-20 타이거 샤크.
*작지만 엄청 강한 전투기 타이거 샤크, 그러나... 출처: jejaktapak.com
공중 데몬스트레이션 도중 추락한 거. 그게 그 짝 아닌가? 노스롭 사의 테스트 파일럿이라면, 숱한 비행시간과 강인한 체력, 거기에 많은 경험을 가졌을 텐데, 그는 블랙아웃 내지 화이트 아웃에 빠져 실신, 기체와 함께 목숨을 잃었다.
이렇듯 인간의 몸은 허약하다. 피와 살, 근육으로 돼 있는 게 몸이지, 금속과 철사 줄로 돼 있지 않다. 따라서 실질적 공중전은 인간의 생리가, 인간의 몸이 버틸 수 있는 마하 1을 조금 넘거나 천음속 부근에서 행해진다. 그리고 맥시멈은 1.3 정도.
그렇다면 뭔가?
타이거가 바로 여기에 알맞다는 거다.
타이거에 딱 맞는 속도 영역
F-5E 타이거는 전신인 F-5A 프리덤 화이터 날개를 거의 그대로 쓴다. 프리덤 화이터의 속도는 마하 1.3. 그야말로 안성맞춤의 영역이다. 내로라는 듯 활개 치며 기동 할 수 있는 날개 형태이며 속도 영역. 그리고 마하 2급의 미그기한테 덤벼 이길 수 있는 이유도 된다.
*타이거의 완만한 후퇴각이다. 그러나 진짜 싸움이 벌어지는 속도 영역에서는 상당히 좋은 날개다. 출처: pinimg.com
(3부에서 계속.)
김은기의 커피 테이블 토크
*제공 @snaparker
이 시리즈를 쓰면서 고민을 했다. 글의 방향성에 대해서. 깊게 들어가는가? 아니면 라이트 한 쪽으로 가는가? 다시 말해 ‘전투기 아카데미’로 잡을 것인가? 아니면 ‘전투기 칼럼’으로 잡을 것인가?
아카데미 쪽으로 가면, 여러 전문 용어와 수치들도 동원하고, 좀 더 심도 있게 써야 하는데, 그건 쉽고 편하게 가고자 하는 필자 의도(?)와 맞지 않는다. 더구나 필자 실력이 그쪽으로 충분한가? 그런 데에 대한 걱정도 있고;;;
방향성을 그래서 이렇게 잡았다. 미디엄. ‘어려운 델 건드려 가면서, 전체적인 분위기는 라이트 하게 가자’ 전투기 칼럼 식으로 쓰는데, 부분, 부분, 전투기 아카데미 같기도 한 글. 그래서 어찌 됐든 두 번째 글을 완성하곤, 아들에게 이메일을 보냈다고 했더니, 아들 왈.
“아빠, 댓글 달린거 한 번 봐요. 먼저 쓴 글에, 전직 공군 장교분들이 댓글을 달았더라고요. 타이거를 조종한 파일럿 분도 계시고.”
“그래?”
걱정이 된다... 그 글이 ‘프리미어 리거’ 앞에서 공 좀 찬다고 떠들었나? 이런 식으로 읽혀질까 봐. 더군다나 필자의 글은 일단 재미있게 나가자는 거다. 팩트가 기본이 되나, 그걸 넘어 드라마틱함을 집어넣고자 하는 글. 따라서 부족한 부분이 있었을 듯 싶었다.
다행히 그 분들 글을 찾아들어가 보니, 필자의 얄팍함 같은 걸 지적한 건 없었다. 직접 타이거 조종석에 앉아 있었고, 또 타이거의 무장을 담당하시던 분들이 볼 때, 꼬집을 부분이 꽤 있었을 텐데도... 그래서 이번 2회 글 ‘결국 타이거가 이긴다.’를 흔쾌히, 그리고 편하게 내 보낸다. 술술 읽을 수 있는, 다시 말해 ‘이야기 성(性)’에 웨이트를 둔 글이라는 걸, 충분히 이해해 주리라는 마음과 함께.
