F-35가 왜 이렇게 투인원 네스카페일까요?
올해 XNUMX월에는 레드 플래그(Red Flag) 훈련의 일환으로 미 공군, 영국 왕립 공군, 호주 공군의 다수 항공기가 다층 대공 방어를 돌파하는 등 많은 합동 임무를 수행했습니다. 잠재적인 적.
공군 대표는 F-16, F-15, 유로파이터 "타이푼"에 참가했고, E-8은 관제기, F-22와 F-35는 은밀한 호위 역할을 했습니다. 거의 전체 NATO 세트.
적은 Su-30과 구조적으로 유사한 장거리 및 중거리 대공 방어 시스템과 전투기로 대표되었습니다. 즉, 가장 강력한 적을 시뮬레이션한 것이다.
결국 F-35는 대공방어망을 파괴하고 F-16 등 미사일을 탑재한 전투기에 데이터를 전송해 지상과 공중에서 적의 대패를 완성하는 방식으로 승부를 효과적으로 결정했다.
F-35는 최대 마하 1,6의 속도로 비행할 수 있고 XNUMX개의 페이로드를 운반할 수 있습니다. оружия 내부 구획에서 - 이것은 가장 중요한 것이 아닙니다. 사실 중요한 것은 화력이 아니라 F-35의 컴퓨팅 능력이다. 이것이 F-35가 "하늘을 나는 쿼터백" 또는 "하늘을 나는 컴퓨터"로 알려지게 된 이유입니다.
“F-35처럼 상황인식을 제공하는 항공기는 지금까지 없었다. 전투에서 상황 인식은 금만큼의 가치가 있습니다."
- 미 공군 F-35 교관 조종사 저스틴 "해저드" 리 소령.그러나 꽤 오랫동안 많은 사람들은 F-35가 판도를 바꾸는 플랫폼인지 아니면 펜타곤이 무기를 획득한 사례가 말이 안 되는 것인지에 대해 논쟁을 벌였습니다.
둘 다인 것으로 밝혀졌습니다.
오늘날 우리가 F-35로 알고 있는 항공기는 하나의 고성능 다용도 항공기로 군의 여러 구성 요소를 지원하기 위해 제작되었습니다.
미국 해군, 공군, DARPA, 이후 영국과 캐나다의 다양한 요구 사항 목록을 보유한 합동 타격 전투기 프로그램은 이미 1997년에 록히드 마틴의 X-35와 X-32라는 두 가지 프로토타입의 경쟁력 있는 선택을 조직했습니다. 보잉의 14 " 그리고 개발자들은 열심히 일해야 했습니다. 합동 타격 전투기(Joint Strike Fighter)는 F-10 Tomcat 고속 요격기와 A-XNUMX Thunderbolt II 공격기를 포함하여 군대의 여러 부서에서 최소한 XNUMX대의 서로 다른 항공기를 적어도 부분적으로 교체해야 했습니다. .
이러한 모든 항공기를 한 대의 항공기로 교체하면 (이론적으로) 비용이 절약되지만 요구 사항이 너무 많아 비용이 많이 드는 문제가 발생했습니다. 실제로 X-35가 여전히 계약을 위해 경쟁하고 있는 동안 많은 사람들은 그러한 항공기가 생산될 수 있는지 확신하지 못했습니다.
F-35는 처음부터 낮은 관측성을 최우선으로 고려하여 설계되었으며 오늘날 가장 스텔스 성능이 뛰어난 전투기일 수 있습니다. 단일 F135 엔진을 사용하며 애프터버너 추력은 19kgf이며 전투기를 마하 500까지 가속할 수 있습니다.
항공기는 무기실 내부에 25개의 미사일 또는 폭탄을 탑재할 수 있고 외부 노드에 XNUMX개를 더 탑재할 수 있지만 이는 스텔스 기능에 해를 끼칠 수 있습니다. 게다가 XNUMX연장 XNUMXmm 대포도 있습니다.
세 가지 F-35 변형의 표준 탑재량에는 AIM-120C/D 공대공 미사일 32개와 GBU-35 JDAM 유도 폭탄 XNUMX개가 포함되어 있어 F-XNUMX가 공중 및 지상 표적과 모두 교전할 수 있습니다. 또한, 록히드 마틴은 항공기가 만 내에서 추가로 두 개의 미사일을 운반할 수 있게 해주는 새로운 내부 무기 운반대를 개발했습니다.
F-35의 조종석은 이전 세대 전투기에서 볼 수 있었던 일련의 센서와 화면 대신 대형 터치스크린과 조종사가 실시간으로 정보를 볼 수 있는 헬멧 장착 디스플레이 시스템을 채택했습니다. 또한 F-35의 분산 조리개 시스템(DAS)과 항공기 동체에 원형 패턴으로 장착된 XNUMX개의 적외선 카메라 세트 덕분에 헬멧을 사용하면 조종사가 항공기를 직접 볼 수 있습니다.
"만약 2000년으로 돌아가서 누군가 '스텔스 기능과 VTOL 기능을 갖추고 초음속으로 비행할 수 있는 비행기를 만들 수 있다'고 말한다면 업계 대부분의 사람들은 불가능하다고 말했을 것입니다."
2000년부터 2013년까지 록히드 JSF 프로그램 총괄 책임자였던 톰 버비지(Tom Burbage)는 이렇게 말했습니다. "이 모든 것을 단일 플랫폼으로 통합하는 기술은 당시 업계에서 사용할 수 없었습니다."
X-32와 X-35 프로토타입이 좋은 성능을 보인 반면, 경쟁에서 결정적인 요인은 F-35의 단거리 이착륙(STOVL) 비행이었을 것입니다. 미 해병대가 이 새로운 항공기를 AV-8B "Harrier II"의 대체품으로 사용할 계획이었기 때문에 새로운 미국 스텔스 전투기는 동일한 수직 착륙 및 단거리 이륙 역할을 수행하게 되었습니다.
보잉의 X-32 프로토타입은 X-35 경쟁사보다 더 특이해 보였고 여러 면에서 덜 발전했습니다.
보잉은 설계에 사용된 덜 혁신적인 시스템이 유지 관리 비용이 더 저렴하기 때문에 이를 설계의 셀링 포인트로 보았습니다. 이 항공기는 Harrier와 유사한 수직 착륙을 위한 전방 추력 벡터링 시스템을 사용했습니다. 실제로 보잉 엔지니어들은 이륙을 위해 비행기의 엔진 추력을 아래쪽으로 방향을 바꾸었기 때문에 테스트에서 X-35보다 안정성이 떨어졌습니다.
그러나 보잉의 가장 큰 실수는 초음속 비행이 가능한 프로토타입과 수직 착륙이 가능한 프로토타입 두 대를 배치하기로 결정한 것일 수 있습니다. 이번 결정으로 미 국방부 관리들은 보잉이 이러한 모든 능력을 갖춘 한 대의 비행기를 조종할 수 있을지 걱정하게 됐다.
X-35에 사용된 리프트 팬 설계는 항공기 후면의 엔진을 조종사 뒤의 항공기 동체에 장착된 대형 팬을 구동하는 구동축에 연결했습니다. F-35가 호버링할 때 비행기 상단의 공기 흐름이 팬을 통해 하강하여 하단으로 나가면서 두 개의 균형 잡힌 추력 소스가 생성되어 비행기를 훨씬 더 안정적으로 만들었습니다.
당연히 F-35가 승리했습니다.
"록히드 마틴 비행기를 보면 현대적인 고성능 고성능 전투기에서 기대할 수 있는 모습과 비슷하다고 말할 수 있습니다."
, Lockheed Martin 엔지니어 Rick Rezebeck은 말합니다. "보잉 비행기를 보면 일반적인 반응은 '이해가 안 돼요'입니다.
결국 록히드 마틴은 32년 2001월 특이한 보잉 X-35 프로토타입을 격파했습니다. F-XNUMX라고 불리는 프로토타입의 미래는 밝아 보였습니다.
Lockheed Skunk Works는 새 전투기의 가장 복잡한 반복부터 시작하기로 결정하고 F-35 Fighting Falcon과 같은 전통적인 활주로 전투기로 USAF에서 사용할 F-16A를 설계하기 시작했습니다. F-35A가 완성된 후 엔지니어링 팀은 미 해병대에서 사용하기 위한 보다 복잡한 F-35B로 이동했고, 마지막으로 항공모함 임무를 위한 F-35C로 이동했습니다.
문제는 단 하나뿐이었습니다. 다양한 변형에 필요한 모든 장비를 하나의 동체에 장착하는 것이 매우 어려웠습니다. 록히드 마틴이 F-35A에 대한 설계 작업을 완료하고 B 버전에 대한 작업을 시작했을 때, 그들은 공군 변형을 설계할 때 설정한 중량 추정으로 인해 항공기가 거의 XNUMX톤 더 무거워진다는 것을 깨달았습니다. 이러한 잘못된 계산으로 인해 개발 과정에서 상당한 롤백이 발생했습니다. 첫 번째는 아니지만 마지막은 아닙니다.
일반 관찰자가 각 F-35 변형 간의 차이점을 발견하는 것은 어려울 수 있으며 그럴 만한 이유가 있습니다. 항공기의 각 반복 간의 유일한 실제 차이점은 기본 요구 사항과 관련됩니다. 즉, 가장 눈에 띄는 차이점은 전투기의 이륙 및 착륙 방식이지만 이는 기체의 외관에 사실상 영향을 미치지 않습니다.
F-35A
F-35A는 미공군과 동맹국에서 사용하도록 설계된 재래식 이륙 및 착륙(CTOL) 버전입니다. 이 항공기는 전통적인 활주로에서 작동하도록 설계되었으며 35mm 일체형 대포가 장착된 F-25의 유일한 버전으로 F-16 다목적 전투기와 A-10 Thunderbolt II "비행포"를 모두 대체할 수 있습니다. ...
F-35B
F-35B는 단거리 이륙 및 수직 착륙(STOVL) 작전을 위해 특별히 제작되었으며 미국 해병대의 요구를 충족하도록 설계되었습니다. F-35B는 여전히 전통적인 활주로에서 작동할 수 있지만 F-35B가 제공하는 STOVL 기능을 통해 해병대는 짧은 활주로나 종종 "라이트닝 캐리어"라고 불리는 수륙양용 강습함의 갑판에서 이 항공기를 비행할 수 있습니다. - "번개").
F-35C
F-35C는 미 해군 항공모함용으로 개발된 최초의 스텔스 전투기입니다. 동급보다 큰 날개를 자랑하므로 항공모함에 착륙할 때 접근 속도가 느려집니다. 더 강력한 랜딩 기어는 항공모함 갑판에 경착륙하는 데 도움이 되며, 이 버전은 장거리 임무를 위해 연료 용량이 더 큽니다(F-9A의 111kg에 비해 8kg). C는 또한 접이식 날개를 장착한 유일한 F-300이므로 날개를 선체에 보관할 수 있습니다.
"세 가지 다른 군대의 요구 사항을 결합하면 F-35가 탄생하게 되는데, 이는 여러 면에서 각 군대가 실제로 원하는 것에 차선책인 항공기입니다."
, 전략 및 국제 연구 센터의 항공우주 전문가인 토드 해리슨(Todd Harrison)은 2019년에 말했습니다.전문가의 다소 솔직한 진술은 실제로 건전한 메시지를 전달합니다. 즉, 범용 기계는 전문 기계를 완전히 대체할 수는 없습니다. 범용 전투기는 공격기나 요격기를 대체할 수 있지만 본격적인 교체에 대해서는 이야기하지 않습니다.
Lockheed Martin 팀은 궁극적으로 각 개별 수정의 복잡성을 해결하지만 이 엔지니어링 트릭을 실행하면 일련의 지연과 비용 초과가 발생했습니다.
록히드 마틴의 열악한 중량 등급 산술로 인해 초기 개발이 18개월 지연되고 6,2억 달러라는 엄청난 비용이 소요되었습니다. 그러나 이는 새로운 합동 타격 전투기(Joint Strike Fighter)가 직면한 많은 문제 중 첫 번째 문제에 불과했습니다. 록히드가 계약을 따낸 지 2006년 후인 35년 35월이 되어서야 첫 번째 F-XNUMXA가 조립 라인에서 출시되었습니다. 그러나 이 초기 F-XNUMX는 미 국방부가 테스트를 완료하기 전에 생산을 시작하기로 결정했기 때문에 전투 준비조차 되어 있지 않았습니다.
일반적으로 테스트가 완료되기 전에 항공기의 연속 생산을 시작하는 것은 전 세계적으로 일반적인 관행입니다. 테스트가 진행 중이며 비행기가 조립되고 있습니다. 테스트 결과 수정/재작업이 필요한 사항이 밝혀지는 경우 일반적으로 공장 환경에 큰 문제를 일으키지 않습니다. 물론, 단점이 중요하지 않은 경우. 그러나 심각한 결함이 발견되면 이전에 생산된 모든 항공기는 주요 수리를 위해 반환되어야 합니다. 즉, 모든 것이 언제나 그렇듯이 시간과 돈이 더해집니다.
록히드 마틴이 JSF 계약을 체결한 지 2010년 후인 35년까지 F-89 한 대의 가격은 원래 추정치보다 35% 이상 증가했습니다. 첫 번째 작전용 F-XNUMX가 전투에 투입되기까지는 XNUMX년이 더 걸렸습니다.
그렇다면 값비싼 F-35가 이전 전투기와 차별화되는 점은 무엇일까요? 두 단어: 데이터 관리.
오늘날의 조종사는 비행하는 동안 엄청난 양의 정보를 관리해야 하며, 이는 소리의 속도로 여행하는 것과 종종 주의를 끌기 위해 비명을 지르는 화면과 센서의 정보 공세 사이에 시간과 주의를 분산시키는 것을 의미합니다. 이전 전투기와 달리 F-35는 헤드업 디스플레이와 헬멧 장착형 증강 현실을 결합해 중요한 정보를 조종사의 시야에 직접 유지합니다.
각 Gen III 헬멧은 착용자의 머리에 맞게 맞춤 제작되어 비행 중 미끄러짐을 방지하고 디스플레이가 올바른 위치에 표시되도록 합니다. 이를 위해 기술자는 각 조종사의 머리를 스캔하여 각 기능을 매핑하고 헬멧의 내부 라이닝을 머리에 맞게 구성합니다.
이전에는 조종사가 어둠 속에서 비행할 때 야간 투시 장치로 전환해야 했습니다. Gen III는 조종사가 시스템을 활성화할 때 환경 야간 투시 판독값을 바이저에 직접 투사합니다.
껍질은 탄소 섬유로 만들어져 독특한 체크 무늬 패턴을 제공합니다. 패치 케이블 스풀이 헬멧 뒤쪽에서 확장되어 매트릭스 스타일로 평면에 연결됩니다. 사용자가 특정 방향으로 머리를 돌리면 와이어가 해당 카메라 프레임을 헬멧에 공급합니다.
통신 시스템에는 능동형 소음 감소 기능이 있습니다. 스피커는 바람 소리와 제트 엔진의 저주파 드론 소리를 최소화하는 사운드를 생성하므로 조종사가 또렷하게 들을 수 있습니다.
"F-16에서는 각 센서가 서로 다른 화면/다이얼에 연결되어 있었습니다. 종종 센서가 상충되는 정보를 표시했습니다."
, Lee는 Popular Mechanics와의 인터뷰에서 이렇게 말합니다. “F-35는 모든 것을 좋은 놈이라면 녹색 점으로, 나쁜 놈이라면 빨간 점으로 통합합니다. 매우 조종사 친화적입니다. 모든 정보는 본질적으로 두 개의 거대한 iPad인 파노라마 조종석 디스플레이에 표시됩니다.”
정보가 조종사에게 전달되는 방법뿐만 아니라 정보가 수집되는 방법도 중요합니다. F-35는 항공기에 장착된 광범위한 센서와 지상 감시, 무인 항공기, 기타 항공기 및 인근 선박에서 수신한 정보로부터 정보를 수집할 수 있습니다. 이 모든 정보는 물론 표적과 주변 위협에 대한 네트워크 데이터를 수집하여 조종사가 비행 중에 쉽게 제어할 수 있는 단일 인터페이스에 모든 정보를 제공합니다.
지형에 대한 신성한 시각을 통해 F-35 조종사는 XNUMX세대 항공기와 협력하여 그 과정에서 더욱 치명적인 항공기를 만들 수 있습니다.
"F-35에서 우리는 전장의 쿼터백입니다. 우리의 임무는 주변의 모든 사람을 더 나은 사람으로 만드는 것입니다."
, Lee는 말합니다. “F-16, F-15 같은 2040세대 전투기는 적어도 XNUMX년대 후반까지는 우리와 함께할 것입니다. 우리보다 그들이 더 많기 때문에 우리의 임무는 우리의 고유한 자산을 사용하여 전장을 형성하고 그들이 더 생존할 수 있도록 만드는 것입니다."
.이 모든 정보가 어렵게 보일 수 있지만, 수십 개의 다양한 화면과 센서에서 정보를 수집하는 복잡한 작업에 직면한 구식 전투기 조종사에게 F-35의 사용자 인터페이스는 기적에 가깝습니다.
록히드 마틴에 시험 조종사로 합류하기 전 25년 동안 미 해군에서 복무한 토니 "브릭" 윌슨(Tony "Brick" Wilson)은 헬리콥터부터 U-20 정찰기, 심지어 러시아 MiG.2에 이르기까지 15종 이상의 다양한 항공기를 조종했습니다. 그는 F-35가 지금까지 만난 항공기 중 비행하기 가장 쉬운 항공기라고 말했습니다.
“F-16과 같은 XNUMX세대 전투기로 전환하면서 우리는 조종사에서 센서 관리자로 옮겨갔습니다.”
, 윌슨은 말합니다. "F-35에는 조종사의 제어 문제를 일부 해결해 주는 센서 처리 시스템이 있어 우리가 진정한 전술가가 될 수 있습니다."
.2018년 35월 이스라엘 방위군은 F-35를 전투에 투입한 최초의 국가가 되었으며, 중동 지역에서 F-35A로 두 차례 공습을 실시했습니다. 그해 35월까지 미 해병대는 아프가니스탄의 지상 목표물을 타격하기 위해 첫 번째 F-2019B를 보냈고, 이후 미 공군은 XNUMX년 XNUMX월 이라크 공습에 F-XNUMXA를 사용했습니다.
현재 500대 이상의 F-35 Lighting II 항공기가 23개국에 인도되었으며 전 세계 57개 공군 기지에서 운용되고 있습니다. 이는 러시아의 20세대 Su-35 함대와 중국의 J-XNUMX 함대를 합친 것보다 큽니다. 말 그대로 수천 건의 주문을 받은 F-XNUMX는 미 공군의 중추가 될 것을 약속합니다.
그리고 이전 세대의 전투기와 달리 F-35의 능력은 시대에 발맞추어 갈 것으로 예상된다. F-35가 빈번한 업데이트를 받을 수 있도록 설계된 소프트웨어 아키텍처 덕분에 항공기의 모양은 그대로 유지되었지만 기능은 이미 급격하게 변경되었습니다.
F-35에 대한 추가 정보
“2006년에 처음 비행한 비행기는 겉보기에는 똑같아 보였을지 모르지만 오늘날 우리가 조종하는 비행기와는 매우 다른 비행기였습니다.”
, 윌슨은 말합니다. "그리고 35년 후에 비행하는 F-XNUMX는 오늘날 우리가 비행하는 F-XNUMX와 매우 다를 것입니다."
F-35는 차세대 제트기에서 보편화될 기술에 대한 테스트베드 역할도 할 것입니다. 인공 지능 지원 드론과 협력하여 비행하는 것은 모든 35세대 전투기의 필수 요소가 될 것이며 이러한 새로운 전투기 기술은 F-XNUMX의 형태로 가장 먼저 등장할 것입니다.
"나는 지구상에서 가장 유능하고, 가장 연결성이 뛰어나며, 가장 생존 가능성이 높은 항공기와 오늘날 우리가 이를 통해 무엇을 달성할 수 있는지 살펴봅니다."
, 윌슨은 말합니다. "내일의 F-35가 어떤 능력을 발휘할지는 상상만 할 뿐입니다."
.그러나 '내일'은 매우 모호한 개념이다.
F-35 라이트닝 II는 미국에서 개발 및 구현된 프로그램 중 가장 정교한 프로그램입니다. 미군은 단순한 전투기가 아닌 일종의 범용 항공기를 원했는데, 이는 전투기와 폭격기로서의 기능뿐 아니라 전장에서 스텔스, 센서, 네트워크 등 신기술의 한계를 뛰어넘을 수 있기 때문이었습니다.
F-20 프로그램이 시작되고 35대가 인도된 지 500년이 지난 오늘날, 외부 관찰자는 F-35가 이미 본격적으로 생산되고 있다고 생각하는 것을 용서할 것입니다. 하지만 이는 전적으로 사실이 아닙니다. 항공기는 실제로 저율 초기 생산(LRIP) 단계에 있습니다.
앞서 언급한 "병렬성"으로 알려진 시스템 하에서 록히드 마틴과 미 국방부는 기능을 계속 개선하면서 더 적은 수량의 항공기를 주문하기로 합의했습니다. F-35가 "준비"된 것으로 간주되면 회사는 이상적으로 모든 구형 항공기를 새로운 표준으로 업그레이드할 것입니다. 아이디어는 가능한 한 빨리 비행기를 조종사의 손에 넘겨주는 것이 었습니다.
그리고 아이디어의 경제적 부분은 F-35를 더 저렴하게 만드는 것입니다. 항공기 배치가 클수록 결국 비용은 낮아지는 것으로 알려져 있습니다. 그리고 네, 비행기 가격이 정말 저렴해지고 있어요. 35년 시리즈 계약에 따른 F-2019A 한 대의 가격은 89,2만 달러(5,4년 계약의 이전 배치인 2018만 달러보다 94,3% 낮음)입니다. F-35B 가격은 115,5억122,4만대에서 35억107,7만대, F-121,2C는 35억80만대에서 XNUMX억XNUMX만대로 인하됐다. 목표는 F-XNUMXA 한 대의 가격을 XNUMX천만 달러로 줄이는 것입니다. 그리고 이것은 경제적 관점에서 볼 때 정상입니다.
그러나 정상이 아닌 것은 또 다른 지표입니다.
35년 F-2011 비행시간은 30,7만15달러로 2017세대 F-44 전투기와 맞먹는 수준이다. 그리고 2020년까지 차량의 전투 사용 비용은 시간당 2015달러로 증가했습니다. 35년 8월, 항공기 한 대를 유지하는 데 드는 비용이 000년 연속 계속 감소했다고 발표되었습니다(670년 이후 XNUMX%). 하지만 항공기를 폐기하기 전에 제작하고 유지하는 데 드는 총 비용(항공기 XNUMX대당 비행 시간 약 XNUMX시간)을 계산하면 약 XNUMX억 XNUMX천만 달러가 되는데, 이는 무게만큼의 금 덩어리보다 훨씬 비쌉니다. 항공기의.
결과적으로 우리는 다음과 같은 상황에 직면하게 되었습니다(미국인들이 직접 표현함).
- F-35는 미국 항공기 산업의 정수입니다. 여러 측면에서 진정한 진보된 항공기입니다.
- F-35는 정말 다재다능하고 전장에서 많은 임무를 수행할 수 있습니다. 아마도 - 보편성에도 불구하고 잘 수행할 것입니다.
- F-35는 매우 비싼 항공기입니다. F-22와 비교할 수는 없지만 여전히;
- F-35는 미래에 매우 비싼 항공기가 될 것입니다. 개조와 추가 업그레이드에는 시간뿐 아니라 막대한 비용이 필요하기 때문입니다.
- 모두 역사 F-35의 운용은 수백만 달러의 비용이 드는 역사와 밀접하게 연관되어 있습니다.
따라서 실제로 F-35는 "XNUMX in XNUMX"입니다. 매우 진보되고 유망한 항공기이면서 동시에 엄청난 재정적 골칫거리입니다. 항공기는 금보다 비싸지만 할당된 전투 임무를 수행할 수 있습니다.
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