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드론형 회전익기 벨 보잉 V22 Osprey Tilt Rotor의 롤링 불안정성

coding art 2017. 1. 5. 17:37
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V22 Osprey 개발 제안의 배경은 1979년 지미 카터 대통령 재임 말기에 이란 혁명군이 이란에서 신병 치료차 방미한 팔레비 국왕의 인도를 요구하였으나 이를 거부함으로 인해 이란 혁명 수비대가 미대사관 주재 인력 다수를 인질로 잡는 사태가 발생하였다. 지미 카터 대통령에서 정권이 교체된 레이건 대통령은 이들 인질을 구축하기 위한 사막의 발톱 작전을 추진하게 되었다. 당시까지 스텔스 항공기 개발이 이루어지지 못한 시대여서 적의 방공 레이더 망을 회피하기 위해 300m 저공으로 침투하도록 헬리콥터를 투입하였다. 하지만 중동 사막의 거센 모래 폭풍으로 인하여 헬리콥터가 제대로 기동하지 못해 작전 시간을 맞추지도 못했으며 공중 급유기와 헬기의 충돌 사고까지 발생되었다. 이 사고로 인해 8명이 사망하고 급유기에 탑승했던 40명의 델타포스 요원들이 모조리 뛰어 내리는 최악의 작전 실패가 일어났다.
이를 계기로 1983년에 미국방성이 중동에서의 신속한 군부대 투입 군사 작전에 대응할 수 있도록 쿼드콥터와 상당히 유사한 형태로 수직 이착륙이 가능하면서 터보 프롭 항속 성능이 뛰어난 V22 Osprey 개발 프로그램이 제안되었고 1989년에 개발이 되었다.
틸트 로터의 특징으로서 수직 이착륙 시에는 로터가 수직 방향으로 회전하여 쿼드콥터처럼 이착륙 기동이 가능하며 이륙 후 로터를 다시 수평으로 기울여 고정익 터보 프롭 항공기처럼 운항을 할 수 있다. 사진에서처럼 넓은 면적의 꼬리 날개를 가지고 있어 수직 이착륙 기동 시에 기체의 회전을 최대한 방지 할 수 있는 구조 이며 로터를 일정 각도 기울인 상태에서 이륙하게 되면 약간의 추진력 발생할 수 있는 구조이다.

하지만 인해 1991년에 이륙 시 심한 좌우 롤링 불안정성으로 인해 큰 사고가 있었다. 자세 제어를 위한 트림(Trim) 범위를 벗어난 사례로 보인다. 작은 드론 이륙 시에도 4개의 모터 추진력이 잘 제어 되지 않을 경우 쉽게 뒤집히는 현상과 유사한데 실제로 거대한 크기의 V22 에도 동일한 사고가 있었다. 그럼에도 불구하고 V22 Osprey는 많은 수가 제작되었으며 특히 아시아 권에서는 일본 오끼나와 공군기지에 배치되어 물자 및 인력 수송을 담당하고 있다.
V22 Osprey는 생산 단종되었으며 향 후에는  V22처럼 틸트 로터 형식의 비행체로서 수직 이착륙 기동이 가능하며 C-130 허큘리스 군용 수송기 규모의 유상하중을 적재할 수 있도록 4개의 추진 프로펠러를 갖춘 쿼드 틸트 로터 제작을 추진하고 있다. 결국 뒤늦게나마 항공업계에서도 쿼드콥터의 상대적인 안정성을 인정하는 모양새일 것이다.