F-15의 현존 최고 버젼 F-15E Strike Eagle.
□ F-15의 발전과정
F-15(Eagle)는 1970년대 초 미 공군의 차세대 전투기 프로그램에 의해 새로운 제공전투기의 요구, F-4와 당시 기대에 못 미치는 결과를 나타낸 F-111을 대체하기 위한 새로운 대안으로서 F-15가 탄생하게 되었다.
<F-15의 개발은 사실상 F-111의 대체 개념이었다. 흔히 알고있는 F-4의 대체가 아니다>
<초기개발형인 F-15A/B>
초기 개발형인 F-15A/B는 1966년 개념연구를 시작으로 1972년 7월 27일 YF-15A가 첫 비행을 시작으로 1974년부터 1979년까지 총 445대가 생산 배치되었으며, 현재 미 공군, 주 방위 공군에서 운영 중에 있다.
<당시 초기형은 첨단 항공기를 무색하게하는 구형의 계기판으로 가득했다. F-4나 다름 없다>
<지금의 F-15E 계기구조다. MFD를 통해 간략화된 구조를 가지고있다. F-15K를 구매할 때 많은 제대로 알지못하는 사람들이 1970년대 설계된 구형 비행기를 사온다고 목청높여 애국의 발언을 하였는데.... 사실상 항공기의 발전과 Upgrade등을 모르는 사람들이나 하는 소리다.>
F-15C/D는 1979년 6월부터 개량된 기종으로 2,000파운드의 연료를 추가적으로 탑재하여 작전가능 시간을 늘렸으며, 기체수명시간을 4,000시간에서 8,000시간으로 증가시켰다. 그 후 1983년부터 항법장치, 무기체계, 자기방어 기능 등이 대폭 보완되었고 총 1,233대가 생산 (F-15A/B, C/D포함) 되어 미국(894대), 이스라엘(52대), 사우디(74대), 일본(213대)등에서 전천후 공대공 전투임무를 수행 중에 있다.
다목적 제공전투기로서의 여러 차례 개량을 거친 F-15E(Strike Eagle)는 미 공군의 새로운 전천후 전술전투기의 소요에 발맞추어 1982년 9월부터 개념연구를 시작으로 1986년 12월 최초비행을 하였으며, 그 후 5대의 시험용 기체와 1대의 양산형 기체를 사용한 시험비행을 계속 진행하여 1988년 4월 12일 애리조나주 루크 공군기지의 405 전술훈련비행단에 최초로 인수되어 전투임무를 수행하기 시작했다. F-15E는 총 323대를 생산하여 미국(226대), 이스라엘(25대), 사우디(72대)에서 운영 중에 있으며, 향후 미 공군 보충용 10대를 2002년부터 2004년까지 추가 생산 배치할 계획에 있다.
<F-15의 발달과정을 간략하게 표현한 그림>
<향후 F-22의 대안으로 미국외 국가들에게 판매를 겨냥한 Silent Eagle. 4.8세대 항공기로 불리우기를 원한다>
□ F-15E의 일반성능
F-15E는 강화된 기체로서 보다 많은 무장탑재가 가능하고, 9G 상태 하에서도 자유롭게 기동할 수 있게 하였으며, 개선사항으로 HUD 화면확대, 좌석조작환경 향상, 전천후 공격을 위한 고해상도 APG-70레이더와 LANTIRN 장비, FLIR(전방장치 적외선 장비) 레이다 탑재 등 모든 지형에 자동적으로 적응하여 임무수행 가능토록 개선하였다.
○ 기체구조
F-15E는 공대공 전투기인 F-15C/D와는 달리 공대지 임무수행을 위한 무장장착능력 신장을 위해 최대 이륙중량이 증대(68,000파운드 → 81,000파운드)되었고, 기체 제한하중이 7.33G에서 9G로 증가되는 등 기체구조의 강화가 요구됨에 따라 외형상 동일한 형상의 F-15D(복좌형) 기체를 약 60%까지 새롭게 설계하었다.
F-15E 기체구조의 중점은 구조를 강화하는 동시에 중량을 경량화하기 위하여 티타늄 합금의 사용량을 증가했으며, 동체 뒷부분 용골구조 및 주 착륙장치 등에 신 공법의 용접기술을 사용해 접합 제작하였다.
<인테이크 측면에 컨포멀 연료 탱크가 장착되어있으며 연료탱크 아래로 무장을 달수있는 파일런이 부착되어 무장탑재 능력이 증가하였다. 사진은 LANTIRN공격장치를 장착하고있는 F-15E 사진이다. 날개아래는 600갤런의 외부 연료 탱크를 달고있다. 드럼으로 따지면 외부연료 탱크 하나에 약 15드럼 정도가 된다. * 한드럼에는 약 50 갤런이 들어간다.>
또한, F-15E는 F-15C/D형에 비하여 기체내부에 탑재하는 전자장비가 증가하여 내부 연료탑재 용적이 줄어들었지만(F-15 C/D 내부연료 : 7,836리터, F-15E 내부연료 : 7,643리터) 항력이 증가하지 않게 설계된 컨포멀 연료탱크(Conformal Fuel Tank)를 동체 양쪽에 장착함으로써 총 연료 탑재용량이 5,474리터 증가되었고 3개의 600갤론 외부연료탱크를 장착시 1,200Km 반경내의 전투행동이 가능하다. 또한, 컨포멀 연료탱크 아래 무장장착이 가능토록 설계함으로써 공대공 무장뿐만 아니라 공대지 무장 장착 능력이 크게 증가하였다.
착륙장치의 경우 기체 중량 증가에 따라 타이어가 대형화되었으며 브레이크 계통도 강화되어 제동력을 향상시켰고, 공대지 공격시나 저공 초고속 비행시 조류 충돌로 부터 조종사를 보호할 수 있도록 강화형 전방 방풍창(윈드실드)이 설치되었다.
○ 레이더
F-15E의 AN/APG-70 레이더는 F-15C/D의 AN/APG-63레이더에서 발전시킨 레이더로서 일선 교환 가능품목(LRU : Line Replaceable Unit)을 높은 성능의 LRU로 교체하였으며, 고해상도 지형매핑(HRM : High Resolution Mapping)모드를 제공하는 정밀 레이더(SAR : Synthetic Aperture Radar)의 능력이 추가되어 정밀 공대지 능력 보유와 전투성능의 향상을 이룰 수 있었다.
AN/APG-70레이더는 초고밀도 집적회로(VLSIC : Very Large Scale Integrated Circuit)와 최신 프로그래밍이 가능한 신호처리 프로세서가 탑재되어 종전의 APG-63레이더 보다 5배의 처리속도와 3배의 기억용량이 증가되었다.
따라서, AN/APG-70레이더는 공대공 모드에서는 중형 전투기 정도의 목표는 약 185Km에서 탐지가 가능하고, 공대지 모드에서는 기능이 더욱 우수해 저공비행시 약 130Km 전방에 있는 비행장, 다리 등 지형지물을 식별할 수 있으며, 소형 목표물인 차량 등은 약 32Km의 거리에서 움직이는 목표의 식별이 가능하다.
○ 엔 진
1990년 중반부터는 프랫&위트니사의 터보팬 엔진인 F100-PW-200(추력 : MIL PWR 14,670파운드, AB PWR 23,770파운드)에서 F100-PW-229(추력 : MIL PWR 17,800파운드, AB PWR 29,100파운드)로 추력을 증가시켰으며, 전자적으로 제어되는 DECU(Digital Engine Control Unit)를 갖추어 엔진 가속시간이 짧고 연료소모효율 및 신뢰성이 향상되었다. 특히, 공회전(Idle Power) 상태에서 후기연소 (After Burner)작동시까지 이르는 시간이 약 4초로서 최대 출력 발휘 까지의 시간을 최소화 시켰다.
○ 항법 시스템
F-15E는 공대지 능력이 강화됨에 따라 효율적 공격을 위하여 F-15C/D에 장착되었던 기계식 자이로 방식의 관성항법 장치인 INS(Inertial Navigation System)을 링 레이저 자이로 방식(IRS : Inertial Reference System)으로 교체하여 기존의 INS에 비하여 정밀도가 높으며 비행 중 현 위치를 기체의 중앙 컴퓨터로부터 각 시스템에 정보를 보내어 정확한 위치정보를 표시할 수 있다. 따라서, 저고도 고속 침투시 정확한 항법을 보장받을 수 있다.
○ 기타 성능개량
F-15E에는 조종사에게 비행정보와 전술정보를 시현하여 HDD(Head Down Display)를 보지 않고도 비행을 가능케하는 카이저(Kaiser)사의 HUD(Head Up Display)가 계기판 상단에 설치되어 있으며, 이는 F-15C/D에 비해 대형의 광각시야를 제공하며 주간 작전시에는 통상 HUD로 사용되지만, 야간과 악천후시에는 일종의 비디오 스크린처럼 되어 전방 감시용 적외선 장비(FLIR : Forward Looking Infrared)로부터 영상을 투영해 준다. 따라서, 야간 및 악천후 기상에서도 작전수행이 가능하다.
또한, LANTIRN 시스템은 야간?악천후시 저공비행 및 공격능력을 극대화 시켜주는 필수 장비로써, FLIR와 TFR(Terrain Following Radar : 지형추적 레이더)가 내장되어 있어 주간의 경우 최저 30m, 야간에는 60m의 고도로 수동조종에 의한 초저고도 비행이 가능하며 자동비행은 3중채널 디지털 비행조종 시스템의 조합에 의해 약 60m의 고도에서 가능토록 설계되어져 있다.
□ 무장능력
F-15E는 기본설계 개념이 이중임무전투기(DRF : Duel Role Fighter)로서 공대공 임무 및 공대지 임무를 동시에 수행할 수 있도록 설계 제작되었다. 따라서 공대공 임무 수행을 위해서 F-15C/D와 같게 공대공 무장을 장착하고 공대지 임무를 수행하기 위한 공대지 무장을 장착하도록 설계되어 지금까지도 우수한 전투 폭격기로서 평가되고 있다.
○ 공대공 미사일
<AMRAAM AIM-120 미사일을 발사하는 F-15C>
F-15C/D에서는 동체 아래 측면에 있는 공대공 무장전용 스테이션을 사용하여, 공대공 미사일을 장착하였으나, F-15E는 컨포멀 연료탱크를 장착하고 그 아래쪽 측면 모서리에 공대공 미사일을 장착한다.
장착 가능한 공대공 미사일은 적외선 유도방식의 AIM-9L/M (Sidewinder), 반능동 레이더 유도방식의 AIM-7F/M(Sparrow), 능동레이더유도방식의 AIM-120(AMRAAM) 등 총 8기의 공대공 미사일을 장착하여 운용하고 있다. 공대지 무장 장착수에 따라 공대공 미사일 장착 여부가 결정되겠지만, 주날개 아래의 파일런 측면에 총 4기의 AIM-9은 기본 자위용으로 장착하며 필요시 동체 아랫면 중앙의 무장 스테이션에 AIM-7이나 AIM-120을 장착하거나 주날개 아래의 파일런에 AIM-120을 장착할 수도 있다.
○ 공대지 무장
F-15E에는 기본적인 일반 폭탄을 비롯하여 정밀 공격 무장인AGM-65(Maverick) 및 AGM-130 공대지 미사일을 장착할 수 있다. 또한, AN/AXQ-14데이터 링크포드와 함께 운용되므로 적 지상목표에 대한 Stand off(적 위협 사정권 밖에서 공격하는 방법) 공격능력을 제공한다. 일반 폭탄은 주날개 아래와 동체아래 등 좌우 각 6개의 폭탄 장착용 래크를 설치할 수 있어 대량의 폭탄을 장착가능하며 장착가능 폭탄도 다양하다.
※ 장착 가능 폭탄(총 장착수)
- MK-20(15발), MK-82(15발), MK-84(7발), BSU-49(15발)
- 각종 CBU탄
- GBU-10(5발), GBU-12(11발), GBU-15(2발), GBU-24(5발) 미 공군은 2002년까지 약 230대 수준의 F-15E를 보유하여 F-117 전투기와 함께 주로 항공후방차단 임무에 투입 운용되며, F-117 전투기가 도태되는 2018년 이후에는 후방항공차단 작전을 위한 유일한 항공기로서 운용할 계획이다.
□ 실전 능력 입증
○ 걸프전에서의 F-15C는 대공제압과 요격 등 공중우세를 장악하기 위한 작전으로서 일반적으로 SWEEP(아측 공격편대군을 공격하기 위해 접근하는 적기 제압) 및 공중전투초계비행(CAP) 등 아군의 전력보호 임무를 수행하였다. SWEEP 임무는 지정된 지역내에서 적 항공기를 파괴하기도 하고, 특정시간동안 지역 탐색을 하여 공중 우세를 확보하는 것이며, CAP 임무는 전력방어 임무로 적 항공기로부터 공격을 받는 아군 항공 전력을 보호하는 동안 적 항공기에 의해 공격되는 아군의 항공기나 지상의 장비들을 보호하기 위한 공중 방어 개념으로 이용하였다.
사막의 폭풍작전 기간동안 F-15C는 이란으로 도피하려는 항공기를 포함한 많은 이라크 항공기를 파괴하고 방해하는데 사용되었으며, 24대의 F-15C가 1990년 8월 7일 최초로 전개한 이래 118대의 F-15C 항공기가 최종적으로 전개하였고, 이 전력은 미 공군 보유 항공기중 거의 28%에 해당되며, 사막의 폭풍작전 기간동안 5,096회의 OCA/DCA 임무를 수행하였다. F-15C는 공중작전중 처음 며칠동안에는 공중우세 임무를 담당하여 10일내에 제공권을 확보하는데 결정적인 역할을 수행하였으며, 한 대의 손실도 없이 전쟁기간 동안 격추된 적기 38대중 33대를 F-15C 전투기가 격추시겼다.
○ 또한, F-15E는 2개 대대 48대가 참전하였는데 공대지 임무에서는 저고도 항법 및 주 야간 정밀공격장비(LANTIRN)를 구비했으며 Navigation Pod와 유도 및 비유도 공대지 무기를 장착하여 사막의 폭풍작전 기간 중 공세적 대공제압(OCA) 임무에 투입되었고 전략 폭격과 항공후방차단(AI) 임무를 주로 수행하였다.
F-15E 임무는 거의 대부분 야간에 수행되었고, 전투중 2대의 전투기가 손실되었으며(첫 번째 손실은 OCA 임무중 1월 17일에, 두 번째는 1월 19일 항공후방차단(AI) 임무중) F-15E의 임무 수행률은 85.9%이었다. 특히, LANTIRN POD는 야간에 목표물을 확인하고 동시에 LGB 폭탄으로 목표물을 파괴하는데 대단히 유용하다는 것이 입증되었으며, 총 2,210회의 실전임무를 통하여 LANTIRN을 이용 하여 1,700개의 GBU-10/12를 투하하였다.
F-15E의 융통성은 2대의 F-15 항공기에 각각 8발의 GBU-12를 장착하여 단 한번의 출격으로 16대의 장갑차를 파괴하여 지상군 지원을 위한 대전차 임무 수행에도 탁월한 면을 보여준 대표적인 사례로 손꼽히고 있다.
□ 더욱 강화된 F-15K
F-15K의 성능 및 제원 중 주목할 만한 것은 다음과 같다.
○ JHMCS(Joint Helmet Mounted Cueing System)
F-15K의 혁신적인 시스템중의 하나가 바로 JHMCS(헬멧장착 큐잉시스템)이다. JHMCS는 모듈식 항전장비로서 헬멧에 탈착이 가능하며 전투기의 HUD에 시현되는 내용을 조종사의 헬멧 바이저에 시현해 줌으로써 조종사의 작업량을 감소 시켜주고 상황인지 능력을 증가시킬 수 있는 장비이다.
1998년 10월 이래로 지속적인 비행시험이 행해진 이 JHMCS는 미 공군의 F-15C/D에 의해 100시간, 미 해군의 F/A-18C/D에 의해 174시간을 시험해 왔다. 특히 미 해군의 F/A-18C/D에 의한 비행시험 내용중 괄목할 만한 것은 JHMCS를 사용한 미 해군의 공대지 공격시험에서는 표적포착시간을 기존에 비해 5배나 단축시킬 수 있었다. 또한, 차세대 고기동형 단거리 공대공 미사일인 AIM-9X의 개발과 연동한 JHMCS은 야간투시경(NVG)과도 조화시켜 사용이 가능하다.
○ 추가 무장장착 능력
F-15K는 전략적 타격능력을 갖추기 위하여 공대지 장거리 공격 능력을 갖춘 사거리 약 250Km가 넘는 장거리 공대지 유도탄 AGM-84H (SLAM ER)과 공대함/지 겸용의 AGM-84L(Harpoon BlockⅡ, 정중앙의 날개가 펼쳐진 미사일) 미사일을 각각 2발씩 장착할 수 있도록 정밀타격능력을 보강하였다.
○ 기타 향상된 장비
전자전 장비는 지금까지 운영해온 장비들을 통해 취합한 개선요구사항들을 반영한 하드웨어와 소프트웨어로 구성이 되어 있으며, 또한 이전 모델에 비해 향상된 신호처리 능력을 보유하면서도 전반적인 구성부품의 수는 줄어 정비성과 신뢰성 면에서 우월해졌다.
<F-15K에 장착된것과 같은 유형의 공격장치. 동체 맨 하부에 장착되어 항법기능, 공격기능을 제공한다. 검은 색 반원이있는 것이 IRST이다>
TIGER EYEs 시스템은 입증된 전천후 공대지 임무능력을 제공하며 업그레이드된 성능의 지형추적레이더는 주야간 및 악천후에서도 안전한 저고도 비행성능을 제공할 수 있다. F-15K 전투기에 장착되는 TIGER EYEs 시스템은 3세대 LANTIRN의 발전된 시스템이며 이는 F-15E가 보유하지 않은 적외선 탐색 및 추적(IRST : Infra-Red Search & Track)시스템이 통합되어 레이더를 이용하지 않고도 공대공 표적의 위치 및 거리를 탐지할 수 있도록 하였다. 또한, 최신의 중앙임무 컴퓨터인 ADCP(Advanced Display Core Processor)를 구비하여 데이터 처리성능을 강화시켰으며 다른 시스템들과 함께 임무수행능력과 신뢰성을 현저하게 향상시키고 유지보수 및 업그레이드 면에서도 보다 낮은 비용으로 가능케 하였다.
이외에도 ALR-56C(V)1 RWR과 ALQ-135M 능동재밍시스템 등 보다 향상된 신호처리능력을 보유하고 정비성과 신뢰성이 우월해졌다.
<마라도 상공을 비행중인 F-15K 편대>
<다음의 F-15계열은 F-15SE Silent Eagle. 일부 스텔스 기능을 가진다.>
출처: 에어라인넷, 군사무기관련블로그
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