S-3 바이킹

S-3 바이킹(S-3 Viking)은 미 해군에서 대잠수함전용으로 사용되었던 4인승 쌍발 엔진 터보팬 추진 제트기이다. S-2 트래커의 뒤를 잇는 비행기로, 록히드 마틴사와 LTV사의 기술협력으로 개발한 세계 최초의 항공모함 탑재용 제트엔진 대잠기이다.
1990년대 후반, S-3 바이킹의 주요 임무는 수상전과 공중 급유였다. S-3 바이킹은 또한 항공모함의 앞에 전자전과 지상 정찰이 가능하도록 만들었다. 아음속, 전천후, 다용도, 원거리의 함상기로, 자동화된 무기 체계를 탑재하고 있으며, 공중 급유로 연료를 보충할 수 있다. S-3 바이킹의 엔진이 진공 청소기와 비슷한 소리를 내어 진공 청소기 브랜드의 명칭을 딴 '후버' (Hoover)라는 별명이 붙었다.
2009년 1월 미 해군은 S-3 바이킹을 최전선 함대 임무에서 퇴역시키고, 그 역할은 P-3 오라이온, SH-60 시호크, 보잉 F/A-18E/F 슈퍼 호넷과 같은 다른 함재기들로 대체했다. 현재는 캘리포니아 주의 벤투라 카운티 해군기지/포인트 무구 해군항공기지의 VX-30 비행 중대에서 정리와 정찰에 사용되고 있으며, 미항공우주국 글렌 연구 센터에서도 운용되고 있다.
S-3 바이킹은 미 해군이 다양한 용도로 활용했던 대잠초계기이며 냉전시대의 상징과도 같은 존재다. 2003년 5월 1일에는 전투조종복 차림의 조지 W. 부시 미국 대통령이 태평양 해상에서 이라크에서의 전투임무를 완수하고 본국으로 귀환 중인 미 해군 항공모함 에이브러햄 링컨(CVN-72)함을 깜짝 방문하여 S-3B Viking(해군 스페셜 마킹 Navy 1, 기체명 VS-35)에 탑승해 주목받기도 했다.
개발 배경.
미 해군의 강력한 항모기동전단은 그 임무 특성상 전 세계를 작전지역으로 정하고 있기 때문에 다양한 적의 위협에 대응할 수 있는 방어 능력이 요구됐고 사전 포착이 힘든 적 잠수함의 공격은 치명적인 위협으로 간주됐다. 때문에 새로운 대잠항공기는 빠른 속도로 해상을 기동하는 항모기동전단의 이동 속도에 보조를 맞추며 광대한 주변을 경계하고 적 잠수함에 대한 정확한 탐지 능력을 갖추고 있어야 했다.
S-2 트래커의 후계기로 개발이 낙점된 S-3 바이킹은 최초의 디지털 음향분석 시스템을 갖춘 대잠초계기로서 기뢰원을 탐지할 수 있는 레이다를 실은 특수 임무기로 항모 함재기 운용에 최적화된 짧은 동체와 속력과 저속 운행이 우수한 주익, 그리고 커다란 수평미익과 함께 넓은 동체 공간 확보를 위해 엔진은 주익 아래로 설계되어, 전폭 20.93m, 길이 16.24m, 높이 6.93m이다. 그리고 S-3 바이킹은 군용기의 상징과도 같은 날렵함과는 상당한 거리가 있는 민간 여객기 같은 동글동글한 외형을 갖게 됐다.
개발 과정.
S-3 바이킹은 개발단계(YS-3)를 시행하지 않고 바로 양산형을 개발하여 개발 일정을 단축하였으며 1972년 1월 1호기가 첫 비행을 하고 1974년 2월부터 배치가 시작되어 1978년까지 모두 187대가 생산되어 14개 미 해군 대잠비행대(VS)에 배치되었다.
주요 특징.
S-3 바이킹은 항모 운용에 적합하도록 최소한의 크기에 최대의 강도를 가지도록 설계'되었으며, 특히 '주익날개와 수직꼬리 날개는 격납 공간을 줄이기 위해 유압 폴딩이 가능하다.
주날개 하부로 엔진이 달리다보니 동체 위쪽에 주날개가 부착된 고익기며 꼬리 날개 부분 역시 전체가 금속으로 되어 있다.
S-3 바이킹의 엔진은 주익 양날개에 각 1기씩 달려있어 만에 하나 한쪽의 엔진이 꺼지게 될 경우 추력이 없어진 쪽으로 기체가 회전 하려는 경향이 강해지므로 S-3 바이킹은 이러한 상황에서도 안정적으로 날기 위해선 큰 수직꼬리 날개가 필수였으나 큰 수직꼬리날개는 항공모함의 천장이 낮은 갑판아래 격납고에 집어넣기에는 너무 높은 관계로 필요시 유압장치에 의해 옆으로 접히도록 설계되었다.
수직꼬리날개가 접힌 뒤에는 조종사가 러더페달을 차도 안전을 위해 러더는 움직이지 않는다.
주익은 항속성능, 저속 특성을 고려하여 큰 에스펙트 비를 가지고 후퇴각이 작게(25% 익현에서 15도) 설계되었으며 앞전과 뒷전 폭의 80%를 플랩설치 공간으로 할애하고 있다.
S-3B 바이킹은 일반 항공기와 달리 동체의 앞에서 뒤까지 길게 가로지르는 뼈대구조(용골)가 있는데 이는 '사출, 착함 충격에 대해 더 잘 버티게 하기 위한 설계'다.
복합재는 거의 쓰이지 않았으며 함재기 특성상 사출 및 착함시 기골에 걸리게 되는 응력에도 충분히 대응하기 위해 A-10 선더볼트 II와 같은 보다 튼튼한 모노코크 통금속 강골구조로 설계 제작되었다.
바이킹에는 조종사, Tactical Coordinator (TACCO), Co-Tactical Coordinator (COTAC), Sensor Operator (SENSO) 이렇게 4명의 승무원이 탑승할 수 있도록 앞뒤 좌우로 배치된 형태다.
일반적인 수송기처럼 보여서 비상탈출이 안 될 거라고 오해 받는 경우가 종종 있지만, 4자리 모두 비상탈출이 가능한 사출좌석이다. 아주 짧은 시간 동안 약간의 딜레이를 갖고 약간의 다른 각도로 사출되기 때문에 공중에서 사출된 승무원끼리 부딪히거나 할 염려는 없다.
조종실에는 조종사, 부조종사 겸 비 음향센서 오퍼레이터가 자리 잡고 그 뒤쪽에 TACCO(전술 운영 요원)와 SENSO(음향 센서 오퍼레이터)가 나란히 자리 잡고 있다. 캐빈의 뒤쪽은 전자장비실이며 그 아래의 앞쪽은 폭탄 창, 뒤쪽은 소노부이슈트가 설치되어 있다.
1981년 미해군은 S-3A의 WSIP(무장 시스템 개량계획) 개발을 록히드사에 발주하여 1호기 S-3B는 1984년 9월에 첫 비행한 후, 121대분의 개조 키트를 1994년까지 인도하였다.
Lockheed S-3 바이킹은 별명이 Hoover로 S-3B는 AGM-86 Harpoon 대함미사일을 운용할 수 있고 기체 후미에는 접이식 Magnetic Anomaly Detector (MAD) 프로브가 장착되어 있다.
처음 개발은 대잠전 (ASW), 그리고 이후 전자전및 Carrier On Board Delivery (COD)용으로도 활용되며 항모용 공중급유임무로도 활용했다.
S-3 바이킹의 엔진은 2기의 General Electric TF34-GE-400 터보팬엔진(추력 4,200 kg) 2기를 장착하여 이륙중량은 23톤으로 F/A-18 과 비슷하다.
중형여객기 및 A-10기와 동일 엔진을 사용함으로써 군수 공급적인 면에서 조달에 큰 어려움이 없다.
S-3B 전투임무시 항속거리는 3,700km이고 한 시간에 800km를 이동할 수 있으며. 특히 폭풍우가 몰아치는 날씨에도 비행할 수 있으며 후미에서 바람이 불어도 이륙할 수 있는 유일한 함재기로써 착륙속도는 185 km/h로 아주 느린데 A-6 Intruder는 204 km/h, F-14 Tomcat의 248 km/h와 비교된다.
장비로는 고성능 음향 정보처리 시스템 UYS-1 프로튜스, 역합성개구형 레이다 APS-137을 채택하여 P-3C에 버금가는 성능을 갖추고 있으며 ESM, ECM 장비도 개량되었고, AGM-84 하푼 미사일 운용 능력을 추가하였다.
미해군 항모 탑재기의 다용도화에 따라 S-3B 바이킹도 하푼 이외에 SLAM 및 MK 82 범용 폭탄을 탑재하고 대지상 공격 임무에도 사용되며, 특히 공중급유(버디방식) 임무도 담당한다.
사실 최초 목적은 대잠초계기로 탄생했지만 전자전 및 인원 수송, 공중 급유까지 S-3는 미 해군에 의해 스위스 만능 주머니 칼(Swiss Army Knife)이란 별명이 붙여질 정도로 다양한 임무를 성공적으로 완수했다.
그외 공중급유방식.
버디포드 방식의 공중급유기능도 일부 S-3 바이킹중 KS-3A(공중 급유기형) 기체가 갖고 있다. 이 방식에서는, 급유기가 휘어지는 호스를 날개 끝에서 풀면, 급유기 옆에서 같이 비행하는 비행기가 그 비행기 날개 끝에 있는 특별한 잠금 장치로 이 호스를 잡도록 되어있다. 호스를 잡아서 연결이 이루어지면, 급유가 이루어진다. 이 방식은 같은 기종간의 공중급유시 보다 효율적으로 운용할 수 있다. 별도의 공중급유기를 확보할 필요 없어 동종의 편제로도 운용이 가능하여 효율과 경제성이 높다.
대잠 체계.
S-3의 핵심인 대잠체계는 다음과 같다.
비행제어 시스템.
기본적으로 모든 주 조종면은 유압으로 작동한다. 롤(Roll) 제어를 위해서는 날개 위/아래를 가로지르는 긴 스포일러를 좌우 비대칭으로 사용. 피치(Pitch)제어는 수평꼬리날개를 사용하나 초음속 전투기가 아닌 관계로 승강타와 수평안정판이 분리되어있으며, 수평꼬리날개 뒤쪽 일부만 움직이는 구조다. 방향타는 일반 항공기들과 마찬가지로 수직꼬리날개 일부 영역에만 설치되어 있다.
다만 트림조작을 위해 수평꼬리날개 전체가 일정범위 내에서 각도가 변하는 형태이며, 이 외에도 승강타와 방향타에 트림(trim)제어용 탭(tab)이 따로 또 달려 있다.
이·착함 시 사용하는 플랩은 날개 후방에 상당부분의 공간을 차지하며, 틈새가 있는 파울러 형태의 플랩이다. 후방플랩이 다 펼쳐지면 날개 앞전 플랩도 작동한다.
파생형.
파생형으로는 KS-3A(공중 급유기형), US-3A(COD 수송형, 6대 개조) EA-3B를 대체하는 함상 SIGINT기인 ES-3A(16대 개조)가 있으며 그밖에 특수 임무기인 아웃트로 바이킹(장거리 함선 탐지기), 올카 S-3B(기뢰원 탐지기)가 소수 존재한다.
퇴역 및 보관.
S-3 바이킹은 2009년 함대 임무를 완수하고 대부분 퇴역했으며, 이에 따라 S-3 바이킹을 운용했던 기존 비행대대들 역시 2004년 4월부터 순차적으로 해체됐다.
기존 S-3 바이킹이 수행하던 임무는 2개의 F/A-18E/F 슈퍼호넷 비행대대에 의해 일부 대체됐으며, 주야간 감시 및 전자전, 지휘·통제·통신 임무 등은 향후 F-35C 라이트닝 II에 의해 수행될 예정이다.
아래는 2013년 미 남서부 애리조나주 데이비스몬선 공군기지(Davis-Monthan AFB)의 보관창고와 애리조나 투손에 위치한 아막(AMARC - 309th Aerospace Maintenance &amp; Regeneration Center)에 보관중인 미 해군 퇴역 바이킹 항공기 현황이다.
대한민국 오버홀 재운용 검토.
- &lt;3&gt;: 미 해군에서 현역으로 활동 중인 VX-30 소속 S-3B 바이킹, 《유용원의 군사세계》 2013-05-29