관바의 일상: 독일의 비밀병기

이글은 사실상 영문위키를 번역한 글입니다. 허접한 부분이 있어도 그냥 아량으로 넘어가시길.. ^^ 한글 위키에도 올렸으면 하지만 왠지 귀찮아.. 번역하는데 상당히 걸렸네요. 한 3시간 정도.. 출처는 제일 밑에 있습니다. 라고 해도.. 이 블로그에 오는 사람이 있는 걸까..

- 기획과 개발

1930년대 초반 호르텐 형제는 발전된 형태의 글라이더로서 비행 날개에 대해서 관심이 많았다. 1차대전 이후 베르사유 조약 때문에 군용 항공기 생산을 금지당했던 독일 정부는 글라이더 클럽에 투자했다. 비행 날개는 그 안이 불필요하다는 표면적 이유로 제외되었는데 초반에는 이론적으로 항공적으로 가능성이 적었기 때문이었다.

닥터 라이마 호르텐

1915 4월 12일 독일 출생 - 1994 4월 14일 아르헨티나 빌라 헤네랄 벨그라노

Dr. Reimar Horten:

12 March 1915 Bonn, Germany - 14 March 1994 Villa General Belgrano, Argentina.

닥터 월터 호르텐

1913년 11월13일 독일 출생- 1998년 12월 9일 바덴 바덴

Dr. Walter Horten:

13 November 1913 Bonn, Germany - 9 December 1998 Baden, Baden

1943 괴링은 1000kg의 폭탄을 싣고 1000km를 1000km/h의 속력으로 날 수있는 폭격기의 생산을 "3 X 1000 project" 란 이름으로 지시했다. 독일 폭격기는 영국 본토의 연합군 사령부에는 도달할 수 있었지만 연합군 요격기에 의해 입은 엄청난 손실에 고통받고 있었다. 당시에 융커 Jumo 004B 터보제트가 그 스피드에는 도달했으나 엄청난 연료 소모량을 가졌었다.

호르텐 형제는 적은 마찰의 비행이 모든 목적에 부합할 수 있다고 결정지었다. : 공기 마찰의 축소, 그것은 항공력을 적게 하고 그곳에서 거리가 만족될 수 있다. 이것들은 그들의 개인 프로젝트 Ho229 의 기본이 되는 Ho IX를 촉진시켰다.
독일 공군성(Reichsluftfahrtministerium)은 호르텐 형제의 제안을 승인했지만 30mm 캐논을 추가할 것과 연합군 항공기를 능가하는 스피드를 가진 항공기로서 느낄 정도의 유용성을 가질 것을 요구했다.

Ho229는 중심 기체는 용접된 강철관으로 이루어져 있었고 날개는 나무로 만들어진 복합적인 구조였다. 날개는 2개의 얇은 탄소 강화 합판이 숯과 톱밥의 합성물로 접착되어 있었다. 날개는 내장된 제트엔진이 관통하는 주골격과 승강타를 연결한 두번째 골격이 있었다. 이것은 7g를 버티고 1.8배의 안정성을 가지도록 디자인 되었다; 그러므로 항공기는 최대 12.6g를 견딜 수 있었다.

날개의 폭/두께 비율은 15%에서 날개끝에서는 8%에 달했다. 조종은 승강타와 스포일러으로 하게되었다. 조종 시스템은 먼저 작동하는 바깥쪽의 스포일러와 함께 양쪽의 긴 Span(안쪽)과 짧은 Span(바깥쪽) 포함하고 있었다. 이런 시스템은 기존의 단일 가동판 보다 부드럽고 우아한 기동을 가능하게 만들었다.

항공기는 수납 가능한 3개의 바퀴로 구성되었고 첫번째 두개의 시제품은 He177의 미륜을 도입했다.
랜딩 파라슈트는 착륙시에 항공기의 속력을 느리게 하는데 사용 되었다. 조종사는 원시적인 탈출석에 앉았었다. 그것은 BMW003 제트엔진으로 디자인되었으나 엔진이 완성되지 않아 융커사의 Jumo004 엔진으로 대체되었다.

- 스텔스기술

전쟁후 라이마 호르텐은 나무 접착제와 혼합된 숯이 [체인홈]으로 알려진 영국의 조기 경보 지상 레이더(전기적인 파장)의 항공기 발견을 막을 수 있다고 믿고 있었다고 말했다.
지금은 호르텐 형제가 제트 엔진 비행원반이 전통적인 쌍발 전투기 보다 날개로 인한 연료 소모량이 줄어 큰 프로펠러가 필요없게 되었거나, 수직과 수평의 날개 면적에 때문에 적은 레이더 표면적을 가질수 있다고 의도했다고 알려져 있다.
호르텐의 이론은 2008년 노스롭-그루만사에 의해 테스트 되었고 전통적인 항공기에 비해 40%나 적은 표면적을 가진것으로 밝혀졌다.

- 실험과 평가

무동력인 Ho IX V1은 1944 4월 1일에 비행했다. 비행 결과는 우호적이었으나 조종사가 항공기의 기계수납 연장막대를 수납하지 않고 착륙하려는 시도를 하는 사고가 있었다.
호르텐 형제의 디자인은 고타 웨곤파브릭(Gothaer Waggonfabrik)에게 주어졌다. 고타의 팀은 몇가지 변화를 주었다: 그들은 간단한 탈출 좌석, 더 높은 하중을 견딜 수 있게 하부 구조를 극적으로 변경했고 수납된 제트엔진, 날개가 나무로 만들어졌기 때문에 제트엔진의 공랭 시스템을 바깥으로 끌어내었다.

1944년 12월 Horten Ho IX V1 은 Junkers Jumo 004-powered Ho IX V2로 되었다; BMW 003 엔진이 고려되었지만 아직 가능하지 않았다. 괴링은 제트 엔진을 달고 비행도 안한 상태에서 고타 웨곤파브릭이 RLM으로 디자인된 Ho 229를 40대 생산하도록 명령했다.

1945년 2월2일에 오레인부르크(Oranienburg)에서 만들어진 Ho IX V2이 첫비행을 했다.
다음의 테스트 비행과 개발은 고타 웨건파브릭에서 승인되었다.
이때까지는 호르텐 형제는 아메리카 폭격기사(Amerika Bomber)에서 일하고 있었고 첫번째 시험비행에는 참석하지 않았다.
테스트 파일럿은 에르윈 질러(Erwin Ziller)중위였다.
두대의 테스트 비행이 1945년 2월 2일과 18일에 행해졌다.

또다른 테스트 파일럿인 하인쯔 쉬다우버(Heinz Scheidhauer)의 평가를 인용하자면 Ho IX V2 는 평균적인 측면 안정성과 우수한 조종 성능을 보인 것으로 보고되었다.(전통적인 수평타에 의존하는 항공기)

두번째 비행은 성공적이었다, 질러가 착륙을 할 당시 착륙 파라슈트를 너무 일찍 전개한 탓에 하부 구조가 데미지를 입었다.다.
이 테스트 비행동안의 한번은 가장 처음 실용화된 제트 전투기 메서슈미트 Me 262와의 도그 파이팅을 시뮬레이팅을 하여 Ho IX V2가 Me262를 능가한 것으로 보고되었다.

2주후, 1945 2월18일 3번째 테스트 비행동안 재앙이 발생했다.
질러는 어떠한 문제도 없이 테스트 비행을 하기 위해 이륙했다. 45분후 800m 고도에서 Jumo 004 터보제트엔진이 화재를 일으키고 멈추었다. 질러는 추락하는 항공기를 띄우기 위해 몇번의 엔진가동을 했다. 질러는 날개를 20도의 횡경사롤 그리며 4번의 360도 턴을 시도했다. 질러는 그의 라디오를 사용하거나 항공기로 부터 탈출하지 않았다. 그는 엔진의 연기로 인해 이미 의식을 잃었다. 항공기는 비행장 부근에 추락했다. 질러는 항공기로 부터 튀어져 나왔고 2주후에 부상으로 사망했다. 시제품 항공기는 완파되었다.

이런 좌절에도 불구하고 프로젝트는 계속되었다. 1945년 4월12일 Ho 229는 비싸지 않은 "슈퍼 무기(wonder weapons)"를 가속하기 위해 Jäger-Notprogramm 에 포함되었다.
시제품 제작소는 프리드리히크로다(Friedrichroda)에 있는 고타 웨곤파브릭으로 이동되었다. 같은 달에 3번째 프로토 타입,Ho 229 V3의 제작에 착수했다.
V3는 전의 프로토 타입보다 거대했다. 형태는 몇가지 변형 부분이 있었고 20대를 주문받은 주간 전투기 Ho 229 주간 생산 전단계를 뜻하고 있었다.
V3는 2대의 Jumo 004C 엔진으로 추진되었고 날개 부분에 2개의 MK 108 30mm를 장착할 수 있었다.
복좌형의 Ho 229 V4 과 Ho 229 V5 야간 전투기, Ho 229 V6 무장형, Ho 229 V7 복좌형 훈련기 시제품 제작이 시작되었다.

전쟁의 막바지에 미국은 진격하는 소련군의 손보다 앞서 발전한 독일의 무기 연구를 습득하기 위해 다양한 연구 인력을 포획하는 노력의 일환으로 페이퍼클립 작전(Operation Paperclip)을 구상했다.
호르텐 글라이더와 마지막 분해를 마친 Ho 229 V3는 평가를 위해 보안 속에 노스롭사에 보내졌다. 노스롭사는 그들의 호르텐 형제에 의해 제안된 비행 날개를 경험하기 위해 선택했다.

잭 노스롭은 1939년의 N-1M 이래로 비행 날개를 제작하고 있었다.

-남아있는 기체

호르텐 비행날개 글라이더(Ho IV)는 캘리포니아 치노(Chino, California)에 있는 [Planes of Fame]에 있다.
유일하게 남은 Ho 229 V3 는 메릴랜드 쉬트랜드에 있는 스미스소니언 국립 항공우주 박물관의 폴.E. 가버 복구 시설에 있다.
(Smithsonian National Air and Space Museum's Paul E. Garber Restoration Facility in Suitland, Maryland)

노스롭 재생산품을 만들다.

노스롭-그루만 사의 엔지니어들은 오랜기간 Ho 229에 관심을 가져왔고 1980년 대 초반에 V3의 연구를 위해 메릴랜드의 실버힐(Silver Hill, Maryland)에 있는 스미스소니언 박물관을 몇차례 방문했다.
2008년 초반에 노스롭-그루만사는 TV 다큐멘터리 제작자이자 항공기 매니아인 마이클 요겐슨(Michael Jorgensen)와 함께 내셔널 지오그래픽 채널 Ho 229가 사실상 첫째 스텔스 전투기-폭격기 였었던가에 대해서 제작하기 위해
노스롭-그루만 사의 엔지니어 팀은 V3의 다중 목재 중앙 분할 기수에 대해 전기자장 실험을 시행했다.

원뿔은 1인치의 3/4 두께(19mm)이고 얇은 베니어로 구성되었다. 팀은 레이더 신호를 극도로 느리게 하여 콘을 통과하게 하기 위해 접착제 안에 약간의 구성된 물질이 들어있다고 결론 내렸다.

디자인의 스텔스 특성을 결정하기 위한 실험에서는 노스롭-그루만은 실물 크기의 v3를 복제된 혼합 접착제를 사용하여 원추 부분을 재현하여 제작하였다. $250,000 과 2,500인시(人時)가 투입된 실험 후에 노스롭의 Ho 229 재생산품은 캘리포니아 테존(Tejon, California)의 RCS 테스트 실험장에서 검증된 레이더 반사율(RCS)테스트를 받았다.
15m(50 ft)의 높이의 구분된 막대 위에서 다양한 각도에서 1940년대의 영국의 레이더 네트워크였던 체인홈과 같은 주파수의 전기적인 에너지에 노출되었다. RCS 테스트는 Ho 229가 프랑스로 부터 영국 해안까지 접근할 때 885 km/h (550 mph)의 속도로 15 – 30 metres (50 – 100 ft)의 높이에서 Bf 109가 발견된 80%의 거리에서 보일 수 있다는 가설을 보여주었다.
체인홈의 주파수 앞에서 Bf 109의 그것에 비해 RCS가 40% 낮았다. 항공기의 보이는 부분은 삽입된 제트 엔진과 조종석이었으나 적은 양만이 반사되었다.

테스트가 완료되고 노스롭-그루만사의 재생산품은 내셔널 지오그래픽 채널에서 2009년 6월28일 특집 방송을 타는 동안 산디에고의 항공우주박물관(San Diego Air and Space Museum)에 기부되었다.