호텐 플라잉 윙 내부 Inside the Horten Flying Wing

미국이 모조리 섭취한(?) 초기 개념과 기술.

Inside the Horten Flying Wing

https://www.youtube.com/watch?v=x-EzlsLCUy0

 

 

이 영상은 독일의 Horten Ho 229 전투기/폭격기에 대한 깊이 있는 분석을 제공합니다. Horten Ho 229는 제2차 세계 대전 중의 첨단 기술을 담고 있으며, 비행기 구조와 설계에서 혁신적인 요소가 많은 것으로 평가받습니다. 이 비디오를 시청하면 Horten의 특성, 제작 과정, 설계상의 장점 및 단점을 이해할 수 있으며, 당시 항공 기술의 발전을 엿볼 수 있습니다.

핵심주제

호르텐 Ho 229는 혁신적인 디자인과 성능을 가진 초음속 전투기이다.

• 호르텐 Ho 229는 제2차 세계대전 말기에 개발된 최초의 제트 엔진 비행기로, 속도는 621 mph에 달한다.
• 이 비행기는 비행 날개 디자인을 채택하여 항력 감소와 기동성을 높이는 장점이 있었다.
• 혁신적인 나무 구조와 공기역학적 형태는 이 기체를 동시대 다른 비행기들과 명확히 구별되게 했다.

호르텐 Ho 229의 엔진 성능은 전투기의 특성과 문제점을 드러낸다.

• Junkers 004B-2 Jumo 엔진은 시속 607마일에 도달할 수 있으며, 매우 효율적하게 디자인됐다.
• 하지만 높은 연료 소비와 터빈의 과열 문제로 인해 엔진의 수명이 짧아졌다.
• 저급 강철 사용으로 전반적인 품질이 저하된 점도 전투기 성능에 악영향을 미쳤다.

호르텐 비행기의 스텔스 기능에 대한 논의가 존재한다.

• 비행기의 매끄러운 표면과 날카로운 각도의 부족은 레이더 신호를 감소시키는 데 기여했을 가능성이 있다.
• 스텔스 기능은 현대적 기준에서 부족하다고 평가되지만, 그 당시로서는 획기적인 시도로 여겨진다.
• 하르텐의 디자인이 진행되는 동안 스텔스 성능을 향상시키려는 시도가 있었으나 실현되지는 않았다.

호르텐 Ho 229는 역사적 의미와 함께 군사 기술의 발전을 이끌었다.

• 이 비행기는 당시의 기술적 혁신을 상징하였고, 추후 B-2 폭격기와 같은 현대적 스텔스 비행기에 영향을 미쳤다.
• 호르텐은 전투에서 사용되지 못했으나, 비행 테스트에서 성공적으로 성능을 입증하였다.
• 현재 이 기체는 스미소니언 항공 우주 박물관에 보존되어 있으며, 군사 공학의 발전을 상징한다.

타임라인

완벽노트(GPT-4o) 적용됨1. ✈️ Horten Ho 229 전투기의 특징

• Horten Ho 229는 제2차 세계대전 동안 독일의 첨단 무기로 개발되었다.
• 이 전투기/폭격기는 시속 621마일(1,000 km/h)에 도달할 수 있도록 설계되었다.
• 물체의 외형과 목재 구조로 구성되어, 당시 다른 비행기와는 달랐다.
• 비행익 형태의 첫 번째 제트 엔진 비행기로 개발되었다.
• 두 개의 비행 프로토타입이 제작되었으며, V3 프로토타입은 1945년 4월 미국 군대에 의해 포착되어 연구되었다.
• 미래지향적 외형에도 불구하고, 기본적인 형태와 상당한 목재 사용을 특징으로 했다.

 

2. ️✈️호튼 호 229 V3 항공기의 구조와 특성

• 항공기의 높이는 2.81미터, 길이는 7.47미터였다.
• 날개 길이는 16.8미터에 달하며, 날개 면적은 51.8제곱미터로 상당히 넓었다.
• 이 항공기는 속도를 높이고 항력 감소를 위해 비행 날개 디자인이 적용되었으며, 동체는 철과 나무로 제작되었다.
• 호튼 호 229 V3의 두 엔진은 활공체의 주요 구조에 통합되어 있었고, 공기역학적 형태를 위해 합판으로 덮였다.
• 비어 있는 경우 무게는 5,067kg, 최대 중량은 8,999kg에 달하며, 이는 현대의 F-16과 비슷하나 무기나 연료는 포함되지 않았다.

 

3. 호튼 호 229 V3 비행기 설계와 특징

• 호튼 호 229 V3는 주로 나무로 제작되어 불꽃이 생길 경우 신속하게 발화할 수 있었다. 그래서 합판 외피는 방화용 초록색 페인트로 칠해졌다.
• 호 229는 비행 날개 개념을 채택한 첫 비행기 중 하나로, 기체와 날개가 하나의 구조를 형성했다.
• 이 설계는 lift를 향상시키고 drag를 줄이며, 조작성을 향상시키는 장점이 있었다.
• 비행기의 비행 날개 디자인은 두 개의 델타 형태의 경사를 이룬 날개로 구성되어 있었고, 이는 항공기의 수평 축에 대해 4도 각도로 위로 기울어졌다.
• 수직 stabilizer가 없는 거의 꼬리 없는 디자인은 기체의 불안정성을 증가시켰고, 이는 측면 미끄러짐과 평면 회전을 초래할 가능성을 높였다.

 

4. 호르텐 비행기의 주요 특징과 성능

• 호르텐의 각 날개에는 두 개의 플랩이 장착되어 있었으며, 이는 이륙과 착륙 시 또는 조종사가 저항을 증가시켜야 할 때 사용되었다.
• 스포일러는 호르텐의 또 다른 중요한 기능으로, 날개 끝에 장착되어 더 많은 저항을 생성하고 양력을 감소시켰다.
• 스포일러가 활성화되면, 비행기 위와 아래의 공기 흐름이 방해받아 저항이 증가하게 된다.
• 스포일러와 드래그 러더가 동시에 작동하면, 저항이 크게 증가하지만, 많은 제어면과 컴퓨터 제어의 부재로 인해 비행이 난해해지는 문제가 있었다.
• 호르텐은 두 개의 Junkers 004B-2 Jumo 엔진으로 구동되었으며, 각각 8.9kN의 추력을 가진다.
• 이 엔진은 비행기를 시속 607마일(977km/h)로 이동시킬 수 있으며, 이는 Luftwaffe의 설계 목표인 시속 620마일(999km/h)에 가까운 수치이다.

 

5. 전투기의 고속 성능과 그에 따른 문제점

• 항공기의 빠른 속도는 높은 연료 소비를 동반했다.
• 엔진의 고속 성능 때문에 터빈이 과열되기 쉬웠고, 전쟁이 끝날 무렵 독일은 고급 합금을 구할 수 없었다.
• 이로 인해 낮은 품질의 강철을 엔진 터빈에 사용하게 되었으며, 엔진의 서비스 수명은 약 20시간으로 줄어들었다.
• 흡입 덮개는 금속 패널로 제작되어 합판 재료 위에 망치로 맞춰졌고, 배기관 패널은 평면 강철 부품으로 구성되었다.
• 연료 시스템은 각 날개에 네 개씩 총 여덟 개의 알루미늄 탱크로 이루어졌으며, 날개의 선단에는 두 개의 작은 탱크가, 중앙 부분에는 두 개의 큰 탱크가 있었다.

 

6. ️✈️전투기의 연료 용량 및 무장 시스템

• 전투기의 총 연료 용량은 거의 528갤런(2,000리터), 연료 소비량은 시간당 약 343갤런(1,300리터)이었다.
• Junkers 004B 엔진에서 주로 사용된 연료는 J-2로, 이는 독일 제2차 세계대전 시기 갈색 석탄에서 만든 합성 연료였다.
• 비행기는 2개의 MK 103 또는 MK 108 대포로 무장할 수 있도록 설계되었으며, 두 대포 모두 30mm 구경의 포탄을 사용했다.
• MK 103은 분당 380발의 고폭 탄환과 420발의 관통탄을 발사할 수 있었고, MK 108은 폭발력이 뛰어나 폭격기를 상대로 사용되었을 가능성이 높았다.
• 그러나 어떤 탄약이 저장될 수 있었는지에 대한 정확한 정보는 없지만, 비슷한 시스템인 Me 262와 비교했을 때, 2개의 대포에 대해 약 200발 정도였을 가능성이 컸다.

 

7. ️✈️호텐 항공기의 구조와 기능

• 호텐은 단좌형 항공기로, 곡선 디자인의 캐노피가 설치되어 있어 조종사의 시야를 상당히 넓혔다.
• 수직 안정판이 없어서 조종사는 비행기의 후방을 선명하게 볼 수 있었다.
• 캐노피는 전방의 바람막이와 뒤쪽 부분으로 구성되어 있으며, 후방 부분은 조종사가 접근할 수 있도록 미끄러지듯 열렸다.
• 조종사의 바로 앞에는 주 패널이 있어 점화 스위치, 수직 속도 지시기, 회전 및 기울기 지시기, 공기 속도 지시기, 연료 경고등이 배치되어 있었다.
• 패널의 두 번째 줄에는 플랩 위치 지시기, 고도계, 나침반, 왼쪽 날개와 오른쪽 날개의 연료통 지시기가 있었다.

 

8. 항공기 조종석의 다양한 기기 및 장치

• 조종석에는 라디오 비콘의 방향을 감지하는 고급 내비게이션 장비인 방향 추적 지시기가 있었다.
• 또한 주변 온도, 엔진 RPM, 산소 압력 및 흐름을 보여주는 지시기와 함께, 두 엔진의 연료 분사 압력과 배기 온도를 표시하는 게이지가 있었다.
• 조종석 좌측에는 연료 탱크 스위치와 착륙 시 브레이크 패러슈트 배치를 위한 레버, 스포일러 제어 레버가 위치해 있었고, 플랩 철거 레버와 스로틀도 손이 닿는 곳에 있었다.
• 조종사의 발 아래에는 방향타 페달과 토 브레이크가 있었으며, 조종석 우측에는 회로차단기 패널, 통신 제어 패널, 캐노피 비상 핸들이 있었다.
• 우측에는 탈출 좌석을 위한 레버도 있었다.

 

9. 항공기 시작 절차 및 이륙 과정

• 비슷한 독일 시스템의 매뉴얼을 사용하여, 다음과 같은 항공기 시작 절차가 적용된다.
• 파일럿은 배터리 스위치를 켜고, 인버터와 발전기를 가동한다.
• 스로틀을 최소로 설정한 후 엔진을 프라이밍하기 위해 버튼을 누르고 타코미터를 동시에 활성화한다.
• 엔진이 약 800RPM에 도달하면 점화 스위치를 활성화하고, 1800RPM에 도달하면 프라이밍 버튼을 놓고 연료 선택 스위치를 활성화한다.
• 그 후 연료 탱크가 엔진에 연료를 공급하며, 파일럿은 스로틀을 천천히 밀고 이륙 전 플랩을 내린다.
• 비행기가 앞으로 나아갈 때 파일럿은 발가락 브레이크를 사용하여 항공기를 조종한다.
• 이륙 전에 브레이크를 고정하고 스로틀을 최대 출력으로 밀어낸 후 브레이크를 풀면 항공기가 활주로를 따라 나아간다.

 

10. 호르텐 V3의 비행 성능과 특징

• 비행 속도가 약 93mph(150km/h)에 도달하면 조종사는 스틱을 뒤로 당기고 날개의 엘레본이 위쪽으로 위치하여 비행기가 공중으로 상승했다.
• 조종사는 휠을 브레이크로 정지시키고 착륙 기어를 수축시켰으며, 완전히 수축된 후에는 유압식 내부 문이 휠과 기어를 완전히 덮어 매우 매끄러운 공기역학적 프로필을 형성했다.
• 비행 날개 설계로 인해 비행기의 중량 하중이 비슷한 기종보다 작아져 상승력을 증가시키고 실속 속도를 줄였다.
• 호르텐 V3는 전쟁 중 연합군의 독일 기지 폭격으로 인해 짧은 활주로에서 이륙할 수 있는 능력이 필요한 비행기로 설계되었으며, 이륙에 필요한 활주로는 약 3,600피트(1,100m)로 추정되었다.
• 추정된 항속 속도는 392.7mph(632km/h)였으며, 최대 속도는 607mph(977km/h)로 미국 P-51D와 영국 스핏파이어보다 빠를 것으로 예상되었다.

 

11. 하르텐 비행기의 속도 저하와 스텔스 문제

• 비행기가 이륙한 짧은 활주로에 착륙하기 위해, 드로그 패러슈트가 장착되어 비행 속도를 빠르게 낮출 수 있도록 하였다.
• 하르텐의 미래지향적인 형태는 여러 가지 소문을 불러일으켰고, 특히 스텔스 여부에 대한 질문이 제기되었다.
• 비행기의 날카로운 각도의 부족과 매끄러운 표면은 레이더 신호를 줄이는 데 기여한 것으로 여겨졌다.
• 전쟁 40년 후, 라이마르 하르텐은 Ho 229의 스텔스 기능을 증대시키기 위해 목탄 표면을 추가할 계획도 있었다고 밝혔다.
• 2008년, 내셔널 지오그래픽은 노스롭 그루먼과 협력하여 하르텐을 재현해 레이더 신호를 테스트하였다.
• 다큐멘터리 제작 이후, 노스롭 그루먼은 디자인이 스텔스 면에서 다소 부족하다고 발표하며 현대 정의의 '스텔스 비행기'로 보기 어렵다고 밝혔다.

 

12. ️✈️호르텐 비행기의 혁신과 역사적 의미

• 호르텐 비행기는 많은 사람들이 생각했던 것보다 스텔스성이 떨어지지만, 높은 기동성, 속도, 그리고 독특한 공기역학적 형태로 군사 현대화의 독특한 사례를 만들어냈다.
• 기술적 해결책과 예상 사양 덕분에 이 전투기는 시대를 앞서 있었지만 제2차 세계대전의 종결과 함께 호르텐의 개발은 끝을 맺었다.
• 두 번의 성공적인 비행 테스트가 있었던 두 번째 프로토타입(V2)에도 불구하고, 이 제트기는 전투에서 사용되지 않았다.
• 수직 안정 장치가 없는 첫 성공적인 작전 준비 비행기는 50년 후에 소개된 B-2 폭격기였다.
• 현재 호르텐 Ho 229 V3 프로토타입은 스미소니언 항공 우주 박물관에 보존되어 있다.