[불운의 명작, 항공기] 1부. F-15E와 경쟁에서 패해 역사 속으로 사라진 F-16XL 전투기

F-16XL은 베스트셀러 전투기 F-16을 기본으로 성능을 최대로 이끌어 낸 역사적 전투기다. 비록 미 공군의 신형 전투기 사업에서 탈락해 역사 속에 묻혔지만 F-16XL을 통해 연구됐던 기술은 오늘날까지 영향을 미치고 있다.

F-16XL은 미 공군이 F-111 단거리 폭격기를 대체하기 위해 1980년대 추진한 ETF(Enhanced Tactical Fighter) 사업이 계기가 됐다. 폭격기를 폭격기로 교체하지 않고 전투기 개발 사업으로 추진한 이유는 별도의 호위 전투기 없이 폭격 임무를 수행하고, 필요시 공중전까지 완벽하게 수행할 수 있도록 하기 위함이었다.

<미(美) 항공우주국(NASA)의 드라이든 비행연구센터(Dryden Flight Research Center)에서 시험비행 중인 F-16XL (사진출처:NASA Dryden Flight Research Center)> 

폭격기와 제공전투기를 단일 기종으로 교체하겠다는 야심찬 계획에 당시 맥도널 더글러스(現 보잉)와 제너럴 다이내믹스(現 록히드마틴)가 경쟁에 뛰어들었다. 우수한 공중전 성능이 필요했기 때문에 폭격기를 전투기로 개조하는 것보다 전투기를 폭격기로 개조하는 것이 쉬웠다. 따라서 당대 최고의 전투기 제작사가 경쟁에 참여한 것이다.

양 사는 각각 F-15와 F-16 플랫폼을 이용해 장거리 폭격이 가능하도록 항속거리를 증가시키는 방안을 제시했다. F-15는 대형 기체였기 때문에 내부 공간의 여유가 많아 연료량 증가가 상대적으로 쉬웠다. 맥도널 더글러스는 F-15 형상을 유지하면서 내부 연료탱크를 추가하고, 외부에 컨포멀 연료탱크를 부착시킨 F-15E형을 제안했다.

반면 소형 경량 전투기였던 F-16은 연료량 증가가 쉽지 않았다. 이에 제너럴 다이내믹스는 델타익의 특성에 주목하고 F-16의 무미익 델타형을 제안했다. 기존 F-16 구성품을 그대로 활용하면서 날개를 대형으로 교체해 많은 연료를 내부에 탑재할 수 있게 한 것이다. 그리고 동체를 연장해 내부 연료탑재량도 증가시켰다. 기체 내부는 거의 유사하지만 외형은 확연히 달라진 새로운 F-16, 즉 F-16XL형이 탄생한 것이다.

F-16XL에 적용된 주익은 후퇴각이 70도인 내익과 후퇴각 50도인 외익이 결합된 형태다. 비교적 복잡한 형상이지만 단순 델타익에 비해 양력을 증가할 수 있고, 초음속에서의 항력을 감소시키는 데 효과적이었다. 새로운 주익으로 F-16XL의 날개면적은 기존형에 비해 2배 이상 넓어졌고, 내부 연료탑재량도 약 73%가 증가했다. 중량이 소폭 증가한 데 비해 항력은 감소하고, 연료탑재량이 증가했기 때문에 항공기 성능은 크게 향상됐다.

예컨대 기존 F-16의 최대속도는 무장을 탑재하면 마하 0.9에 불과했지만 F-16XL은 무장을 탑재하고도 마하 1.6의 비행이 가능했다. 초음속 공대지 무장 투하가 가능했던 것이다. 무장탑재 스테이션도 총 17개소로 늘어나 500파운드 폭탄 22발 탑재가 가능했다. 기존 F-16과 비교하면 F-16XL은 같은 무장탑재에서 항속성능이 2.24배, 2배의 무장을 탑재해도 1.45배의 항속성능이 향상된다고 제작사는 밝혔다.

<날개면적을 기존형에 비해 2배 이상 넓혀 연료탑재량과 무기장착량을 대폭 늘렸던 F-16XL (사진출처:NASA Dryden Flight Research Center)> 

F-16XL은 모듈화된 F-16의 구성품과 동체를 그대로 활용했기 때문에 기존 F-16과의 공통성이 72%에 달했다. 따라서 기존 F-16 생산라인의 활용이 가능해 개발비는 물론 획득가를 크게 낮출 수 있었다. 비용뿐만 아니라 F-15E에 비해 낮은 레이더반사단면적(RCS)과 무장 투하 후 고속으로 귀환이 가능했던 F-16XL은 여러모로 우수성이 있었다. 하지만 보다 높은 공격 능력을 원했던 미 공군의 눈높이를 맞추지 못해 F-16XL은 경쟁에서 패하고, 결국 역사 속으로 사라지고 말았다.

<임상민 국방기술품질원 기술기획본부> 

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