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밀리뷰 6월호의 샤를드골급과 아메리카급의 비교 feat. kf-21n 앱에서 작성

ㅇㅇ갤로그로 이동합니다. 2021.06.20 21:10:02
조회 20741 추천 81 댓글 137

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사진은 프랑스 해군의 샤를드골급 항공모함과 미국의 아메리카급 강습상륙함


이번달 밀리뷰에서 kf-21n이 현실적인가를 논하기 위해 라팔M을 쓰는 샤를드골급과 f-35b를 쓰는 아메리카급을 예시로 들었는데 두 군함을 비교하기 전에 먼저 kf-21, 라팔M, 슈퍼호넷, F-35B를 비교하면

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kf-21 스팩


전장 16.9 m


전폭 11.2 m


전고 4.7 m


익면적 46.5 m²


자체중량 12,000 kg


최대이륙중량 26,000 kg


내부연료량 5,500 kg


최대추력 14,770 lbf×2 (29,540 lbf)


에프터버너 추력 22,000 lbf×2 (44,000 lbf)


하드포인트 12개

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라팔M 스팩


전장 15.27 m


전폭 10.90 m


전고 5.34 m


익면적 45.7 m²


자체중량 10,600 kg


최대이륙중량 24,500 kg


내부연료량 4,700 kg


최대추력 11,250 lbf×2 (22,500 lbf)


에프터버너 추력 16,850 lbf (33,700 lbf)


하드포인트 13개

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슈퍼호넷


전장 18.31 m


전폭 13.62 m


전고 4.88 m


익면적 46.5 m²


자체중량 14,552 kg


최대이륙중량 29,937 kg


내부연료량 E형 6,780 kg F형 6,354 kg


하드포인트 11개

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F-35b


전장 15.6 m


전폭 10.7 m


전고 4.36 m


익면적 42.7 ㎡


자체중량 14,651 kg


최대이륙중량 27,215 kg


내부연료량 6,125 kg


최대추력 27,000 lbf


에프터버너 추력 41,000 lbf


하드포인트 내장 4개, 외장 6개


전체적인 크기는 f-35b>슈퍼호넷>kf-21>라팔 순임

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일단 카이도 kf-21의 파생형으로 전자전기와 함께 함재기형을 언급하기도 했고


카이 관계자들도 5년 정도면 kf-21n을 개발할 수 있다고 언급하기도 함


그 외에도 일부 전문가들도 현 cvx의 크기를 늘리면 kf-21N을 CATOBAR나 STOBAR 형태로 날릴수 있다고 언급하기도 했고


물론 말이 그렇다는 거지 현실은 어려운데 일단 함재기는 착함할때 엄첨난 충격이 가서 기골과 랜딩기어를 강화해야하고 방염처리도 해야하는 등 손볼게 많음


근데 해군은 브라운백 미팅에서 일단은 항모는 한척으로 뽑고 장기적으로는 독도급 2척을 항모로 대체한다고 언급했는데 그러면 함재기는 많아봐야 60~80대 정도고 지금당장은 20대 정도인데 그것만을 위해 함재기형을 따로 개발하는건 무리임


그리고 해군의 항모뽑는 명분중 하나가 주변국에 대응하기 위해서인데

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해자대는 이즈모급에 f-35b를 쓸 예정이고

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짱 인민훼방군은 일단 라오닝급에 j-15을 쓰지만 장기적으로는 스텔스기인 fc-31을 함재기로 쓸 가능성이 있음


일단 짱깨쪽은 워낙 베일에 싸여있으니 그렇다쳐도, 일단은 4.5세대기인 kf-21이 5세대기인 f-35b를 상대하기에는 어려움


kf-21이 높은 스텔스성을 가젔다지만, 어디까지나 4.5세대기 중에서 높다는 거고 톱니처리나 기타 스텔스기가 되기위한 부분이 처리가 안되서 비스텔스기인 반면 f-35b는 연료량이 적니 폭장량이 적니 뭐라 하지만 어디까지나 A/C형과 비교해서 그런거지(참고로 연료탑제랑이 적다고 까이는 F-35B는 연료량이 많다는 F-15E계열이랑 거의 비슷하다. B형이 적은게 아니라 A/C형이 엄청많은거다) 5세대 스텔스기이고 더 나아가면 고급 항전장비와 소프트웨어를 가지고 있어 kf-21에 비해 우위임


물론 kf-21이 국산이라 유지보수면에서 더 좋다거나 한국형 CEC에 kf-21을 활용하는등 이점이 아예 없진 않겠다만 최소한 block 3버전이 실현되서 스텔스기화된 kf-21을 함재기로 만들면 모를까 4.5세대기인 kf-21이 f-35b를 이기기는 무리임


여기까지만 보면 당연히 CVX의 함재기는 F-35B로 가야한다고 생각될거고 본인도 그렇게 생각하고 있었는데 6월달 밀리뷰에서 샤를드골급과 아메리카급을 비교하면서 조금 다른 의견을 제시함


둘다 만재배수량 40000톤급의 항공기 플랫폼으로 많이들 비교를 하지만, 정규항모인 샤를드골급과 강습상륙함에 STOVL 항공기 운용능력을 보강한 아메리카급을 직접 비교하기에는 무리가 있긴하지만 일단 비교해보면

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샤를드골급은 항공갑판 면적은 12000m² 이고 겹납고 면적은 4000m², 항공기용 연료는 300만 리터, 항공기용 무장 적재량은 600톤 정도임

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반면 아메리카급의 항공갑판 면적은 7000m²이고 겹납고면적은 2800m², 항공기용 연료는 130만 리터, 무장 적재량도 400톤 이하인데다 그마저도 다른 임무용 장비와 혼용해야됨

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함재기 탑재량로 가면 흔히 샤를드골급은 최대 40대의 고정익 함재기를 운용한다고는 하지만 2010년 이후로 샤를드골급이 수행한 작전에선 대부분 16~22대만을 탑재하고 가장 많이 탑재한 사례도 2019년에 30대의 라팔M과 E-2C 2대, 3대의 작전지원용 헬기를 운용한거고 그마저도 이후에는 18~20대만 탑재함


왜 함재기를 다 안쓰고 1/2~1/3만 쓰냐면 40대는 이론상의 수치이고 실제로는 32대 이상 함재기를 채우면 테트리스마냥 복잡하게 재배치를 해야함


즉 샤를드골급에 탑제되는 함재기가 32대 이상으로 증가하게 되면 실제 임무에 투입 가능한 함재기의 수요는 거의 증가하지 않게돼서 자연스럽게 몇몇 기체는 겹납고나 갑판 구석에서 예비기로 대기하게 됨


당연하지만 전시 손실을 위한 대체용으로 쓰지 않는 이상 남은 함재기는 잉여이기 때문에 육상에 대기시키는 것이 상식임


따라서 샤를드골급의 고정익 함재기 규모는 자연스럽게 24~32대 내외로 재조정됨

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반면 아메리카급은 통상적으로 최대 20~24대의 f-35b를 탑재할 수 있다고는 하지만 이건 단순히 최소한의 이동통로만을 제외한 모든 공간에 항공기를 주기시키는 경우를 상정한 이론상의 수치에 가까움


미 해병대는 2019년 10월부터 아메리카급의 경항모 컨셉의 개념실험을 했는데 20대 이상의 기체가 탑재된 경우 다수의 기체로 인한 병목현상 때문에 이착함 하는데 소요되는 시간이 증가한다는 문제가 확인됐음


실험 이후 갑판 운용주기를 고려한 최적의 운용 규모는 16대 내외로 수정됐지만 이착함용 갑판이 조정되면서 미해병대는 13대의 f-35b랑 2대의 mv-22를 중심으로 경함모 패키지를 구성하고 운용실험 결과에 따라 f-35b랑 mv-22의 수효를 늘리거나 줄이기로 했음


따라서 양자를 비교하면 샤를드골은 24~32대의 함재기를, 아메리카급은 13대의 f-35b와 2대의 mv-22를 운용한다고 상정할 수 있음

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함재기의 성능을 보자면 앞서 보듯이 f-35b가 라팔m보다 연료도 더 많이 싣고 앤진출력도 더 크고 레이더같은 센서도 더 좋으며 결정적으로 스텔스기임


여기까지만 보면 f-35b의 성능은 명백히 우위에 있는것 처럼 보이지만 두 항공기의 비교가 아닌 항모에서 운용되는 '함재기'의 능력을 기준으로 보면 상황이 좀 달라짐

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샤를드골급은 니미츠급에 쓴 C-13계열 캐터펄트를 약간 단축한 C-13-3 증기 사출기 2개를 사용함


이거는 최대 27톤의 중량물을 140노트(약 시속 260km)까지 가속시키는 능력을 제공하는데 지상활주시 최대이륙중량이 25톤인 라팔m은 항모에서도 최대이륙중량을 온전히 활용할 수 있음


다만 지금까지는 항모에서 최대이륙중량을 전부 사용해야 할 이유가 없어서 2008년에 기록한 22.5톤이 실전 환경에서 기록한 라팔m의 최대이륙중량임

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또한 샤를드골급은 미제 강제 착함장치를 가지고 있어서 최대 20톤 이상의 착함중량을 보장함


따라서 라팔m은 다수의 무장을 달고 연료가 남아있는 상태에서도 여유있게 착함이 가능한데 이는 연료와 무장의 중량이 한정된 항모의 환경에서 착함중량의 증가는 매우 중요한 요소임


이함 시에 증기사출기의 길이와 함재기의 길이를 더한 85m의 직선 길이만 할당하면 되니까 최소 90~120m의 이함 거리가 필요한 STOBAR형 항모에 비해 항모갑판의 공간을 훨신 효율적으로 활용할 수 있음

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반면 f-35b의 경우에는 별다른 이착함 지원장치 없이 단거리 이함 모드로 130~160m 이상의 활주 공간을 할당해야 하고, 착함시에는 고열의 제트 분사로 인한 주변 피해를 막도록 착함 지역 주변에 30m 이상의 안전지대가 있어야함


또한 F-35B의 경우에는 160M 가량을 활주하더라도 통상적인 지상 활주로 이륙과 같은 최대이륙중량을 사용할 수 없어서 무장운용능력이 제한적이고 수직 착함시 f-35b의 허용중량은 16.8톤으로 무장과 연료를 포함한 회수중량은 겨우 2.1톤 정도에 불과하는데, f-35b의 내부연료 탑재량과 무장탑재량이 각각 6.1톤과 6.8톤인걸 감안하면 공대공 무장 수준이 아닌 이상 착함시 연료와 무장을 해상에 투기해야함

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이런 문제때문에 영국은 SRVL(shipborne rolling vertical landing)라고 불리는 독특함 착함 방식을 제안 했는데 통상적인 수직 착함과 달리 실속에 가까운 속도로 감속한 f-35b가 수직 착함 모드로 갑판에 접근해 극히 짧은 활주를 거쳐 착함함


이 방식은 단순 수직 착함에 비해 회수중량이 크다는 장점이 있지만 대신 추가적인 활주공간이 필요해서 퀸 엘리자베스급 항모처럼 대형 항공갑판을 갖춘 항모가 아니라면 효울이 떨어짐


실제로 가장 많은 f-35b를 굴리는 미해병대도 STVL 기술에 대한 연구정보를 공유하면서도 F-35B 모함의 항공갑판 면적이 좁아서 적극적인 도입 시도는 하지 않고 있음


결과적으로 F-35B가 라팔M에 비해 훨신 큰 대형기지만, 함상 운용시 실제로 활용할 수 있는 연료, 무장의 탑재량은 오히려 라팔M이 더 많을 수 밖에 없음


이런 이착함 방식의 차이는 함재기 운용능력에도 큰 영향을 끼치는데 샤를드골급은 고강도 임무시 개전 후 7일동안 매일 100소티를 운용할 수 있고, 이후 매일 60소티의 임무 소화가 가능함


반면 아메리카급은 직사각형 항공갑판에서 한번에 한대의 f-35b만을 이착륙 시킬 수 있어서 전반적인 임무투입 및  귀한 속도가 느린편인데 미국해군 연구소의 리포트에 따르면 아메리카급은 f-35b 16대를 기준으로 최초 14시간 동안 40소티를 소화하고 초도 5일간 60소티 내외의 임무를 집중적으로 수행 가능함


이는 앞서 언급한 두 항모의 함재기 탑재량 이상으로 큰 격차임


그리고 아까전에 두 함재기의 이함중량을 언급했는데 이는 함재기의 운용성능 격차로 직결됨

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미해병대의 자료에 따르면 f-35b는 내부 무장 기준으로 1000파운드 jdam 2발과 암람 2발을 장착했을때 내부연료 기준 870km, 2개의 480갤런급 외부연료탱크 장착시 1220km의 전투행동 반경을 보장함


비교대상인 라팔m은 내부연료량은 4.7톤으로 f-35b의 77% 정도지만 사출기로 이함하는 CATOBAR형 항모와 그 함재기의 특성상 무거운 외부 연료 탱크를 적극적으로 활용 할 수 있어서 전투행동반경이 더 넓은 편인데 3개의 외부 연료탱크를 장착한 상태에서 비행고도나 기타 환경에 따라 1400~1800km의 전투행동반경을 보장함

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추가로 라팔m은 공중급유용 포드를 장착한 다른 라팔m에 공중급유를 받을 수 있어서 소수의 함재기 만으로 장시간, 원거리 임무가 가능함

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물론 f-35b도 공중급유를 위한 프로브가 있고 이론상 동체  하부에 공중급유용 포드장착이 가능하지만 최대이륙중량의 제한과 독특한 형상으로 설계된 전용 외부탱크의 용량 제한 때문에 라팔m이나 슈퍼호넷처럼 동일기종간 공중급유 임무를 수행하기에는 효율이 지나치게 떨어짐


따라서 미해병대는 f-35b의 작전범위를 확대하기 위해 2014년부터 mv-22에 공중급유 모듈을 장착하는 연구를 진행함


다만 아직까지는 실험단계에 머물러 있고 공중급유의 전개문제로 둘다 STOL 모드로 비행해서 급유해야 한다는 제약이 붙은것도 극복해야할 과제임

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함대의 감시면에서는 당연 F-35B가 라팔M보다 더 좋은 레이더나 광학장비를 갖추고 있지만 샤를드골급은 E-2C를 운용할 수 있기때문에 전체적으로는 샤를드골급이 우위임


구체적으로는 좁은 영역에서 저시인성 표적을 탐지하는 능력이라면 부분적으로는 f-35b가 우위임


그러나 E-2c는 훨신 더 넓은 영역에서 360도 전방위에  걸쳐 공중 • 해상 • 지상 표적에 대한 원거리 탐지와 추적, 경보 임무를 단 1대만으로 수행함


당연하지만 조기경보기의 정보 지원을 받는 항공대는 함재기를 훨씬 효과적으로 운용할 수 있고


프랑스 해군항공대는 해군 항공모함 전단이 임무를 수행하는데 E-2C가 필수 불가결한 요소라고 설명하는데 예를들어 반경 250~300km 이내에 대한 항공감시 임무를 수행할 경우에는 E-2C는 단 1대로 임무를 수행할 수 있지만 라팔M을 같은 임무에 투입하면 16대 이상이 필요한데 당연히 이런 운용은 전력의 낭비나 다름 없음


반면 미국의 아메리카급을 경항모로 운용하는 라이트닝 캐리어 패키지에는 f-35b를 지원하기 위한 마땅한 조기경보체계가 존재하지 않는데 사실 라이트닝 캐리어 개념을 기획할 당시에는 본격적인 조기경보기가 필요한 고강도 분쟁 상황에서는 경항모를 항모 전단에 포함시킬 계획이었음


다시 말해 항모소속의 E-2C/D의 지원을 받거나, 공군의 지상발진 조기경보기의 정보지원을 받도록 개발되었기 때문임 (이런 종속적 구조는 미해군의 슈퍼 캐리어와 임무 충돌을 회피하기 위한 선택이기도 함)


다만 2019년 이후에는 라이트닝 캐리어 컨샙을 검증하는 과젓세서 함재기의 수요가 적은 아매리카급에서 조기경보기의 부제는 함재기 운용의 효율을 크게 떨어트릴 수 있다는 지적을 받음


문제는 고정익 항공기를 쓸 수 없는 STOVL형 항모에서 운용할 수 있는 적절한 조기경보기 플랫폼이 존재하지 않는다는 거임

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일단 영국과 이탈리아는 AW101 핼기에 조기경보용 레이더를 장착해서 조기경보기로 운용하려고 했지만 헬기의 비행능력 제약과 조기경보용 레이더의 성능 한계가 맞물려 충분한 성능을 달성하지 못함

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그래서 영국은 퀸 엘리자베스급에 무인기용 전자기 사출기를 추가하고 함상용 중형 무인기인 시 빅센에 조기경보용 레이더를 장착라는 방안도 검토하고 있고

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(사진은 벨의 V-247)

2019년 리처드 센서 해군장관은 항후 10년 내에 해병대가 진행하는 MUX 사업에서 선정된 수직 이착륙 무인기에 레이더를 달아 F-35b를 보완할 조기경보체계를 구성한다고 밝힌적도 있음


그러나 장관이 언급한 MUX 사업은 이름해 확정난 해병대의 대규모 개편안으로 인해 사업 진행이 불투명해져서 현 단계에서는 조기경보기형 파생형을 기대하기 어려워짐


정리하면 샤를드골급과 아매리카급은 함재기 운용에서 플랫폼인 항모의 중요성, 그리고 주력 함재기를 지원하고 그 성능을 극대화하는 지원기의 존재가 얼마나 중요한지, 그리고 어떻게 함재기의 성능을 극대화 할 수 있는지를 명확히 들어냄


만약 라팔M과 F-35b가 아무것도 없는 공역에서 1:1로 대결하면 당연히 고성능의 항전장비와 센서, 결정적으로 스텔스기인 F-35b의 승리가 유력함


반면 F-35B가 아매리카급에 탑재된 상태에서 수행하지 못하는 많은 임무를 샤를드골급에 탑재된 라팔M은 여유있게 수행할 수도 있음


라팔M은 이런 효과적인 지원 아래에서 대량의 무장을 탑재하고 전투행동반경을 초과하는 먼 거리의 목표를 공격할 수 있고 조기경보기와 연계해서 효율적으로 항공초계 임무를 수행할 수 있으며 종합적으로 보다 뛰어난 작전수행능력을 보여줌


반면 STOVL용 지원체계(조기경보 및 급유 등)의 구성은 최대 고객인 미국 해병대나 영국 해군의 명확한 플랜 부제로 답보상태에 머물러 있고 당연히 F-35B의 성능을 효과적으로 활용할 수 없는 상황임


상기의 사례는 항모와 함재기, 지원기는 독립적인 요소가 아닌 항모 전투단이라는 하나의 단일체계에 속하는 사실을 매우 분명하게 보여줌


한국해군도 항모를 뽑기전에 함재기와 항모의 작전능력과 운용특성을 충분히 고려해서 한국의 전략적, 경제적 상황에 가장 부합하는 합리적인 선택을 해야 할거임

---

요약하면


1. 샤를드골급은 아메리카급에 비해 더 넓은 갑판과 겹납고, 더 많은 항공기용 연료, 무장과 실제로 운용할 수 있는 함재기를 실을 수 있음


2. STOVL기인 F-35B는 쉬운 이착함이 가능하지만 대신 무장과 연료 탑재량에 제약이 걸리는 반면 라팔M은 CATOBAR 특성상 이착함이 어렵지만 대신 무장과 연로탑재량에 제약이 없고 이는 함재기의 운용성능에도 영향을 받음


3. 한번에 한대만 이착함이 가능한 아메리카급보다 한번에 2대씩 이함이 되고 이착함이 되는 샤를드골급이 소티를 더 많이 냄


4. STOVL형인 아메리카급은 현재 마땅한 조기경보기나 급유기가 없어 F-35B의 성능을 효과적으로 활용할 수 없지만 CATOBAR인 샤를드골급은 E-2C와 동종기종간의 공중급유로 종합적으로는 더 좋은 작전수행능력을 보여줄 수 있음


다만 이건 STOBAR가 아니라 CATOBAR이어야 하고 CATOBAR의 단점인 어려운 착함과 비싼 전자식 사출기에 대한건 언급안하는등 전체적으로 샤를드골급에 유리하게 쓰인감이 없지않긴 한데 F-35B를 함재기로 써야하는 명분중 하나인 STOVL도 장점만 있는건 아니라는거


물론 kf-21n을 갈려면 적어도 block 3까지 가서 스텔스기 버전으로 해야하고 STOBAR가 아닌 CATOBAR로 가고 E-2D 같은 지원기가 있어야겠지만 kf-21n이 무조건 디매리트만 있는건 아님


그리고 명심해야 하는게 다목적 용도로 쓸려고 만든 '상륙함'인 아메리카급과 f-35b에 특화된 '항공모함'인 CVX를 직접적으로 비교하는건 무리가 있다고 봄


예를 들어 퀸 엘리자베스급은 길이가 280m라 STVL을 이용해 회수중량을 늘릴 수 있지만 아메리카급은 길이가 257m라서 상대적으로 짧아서 STVL을 하기가 힘든데 CVX는 길이가 270m라 아메리카급보다 상대적으로 STVL을 하기가 쉬움


결론은 항공모함과 함재기, 지원기는 따로따로 보는게 아니라 항모 전투단이라는 하나의 체계로 봐야 한다는거, 그리고 그런면에서는 kf-21n도 충분히 매리트가 있고 가능성도 있다는거


다만 해군은 나중에 중형항모 뽑을때쯤이면 몰라도 일단은 f-35b를 쓸 생각인데 그럴거면 미리미리 지원기에 대한 대책을 세워야 할듯


사실 가장 좋은 방법은 CATOBAR에 F-35C+E-2D 조합이겠지만

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마지막은 kf-21n 상상도와 회장님 명대사나 보고가라


다음정보글은 둘중 하나로 함


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