3식 전투기 Ki-61 히엔(三式戦闘機 キ61 飛燕)

[管韻]

3식 전투기 Ki-61 히엔(三式戦闘機 キ61 飛燕)

Type 3 Fighter Kawasaki Ki-61 ‘Hien’ (Tony)

일본군 육군은 카와사키 사에 이용한 고고도 요격기와 중저고도용 경전투기의 개발을 요구했다. 이전에 일본은 독일에게 5대의 Bf109 E-7을 구입하였는데 기체 자체에는 별로 관심이 없었으나 해당 기체에 장착된 수랭식 엔진인 DB601에는 많은 관심이 있었고, 당시 항공업체 중에서 수랭식 엔진을 개발해 본 경험이 있는 카와사키가 독일에게 라이센스 생산을 허가받아 Ha-40이라는 이름으로 양산하게 된다. 이 엔진을 사용하여 고고도 요격기로 개발된 것이 Ki-60인데, 목표했던 속력에 훨씬 못미치는 속력과 떨어지는 비행안정성 등의 이유로 시제기 3대만이 제작된 상태에서 취소되게 된다. 결국 육군의 요구에 맞춰 당시 개발되었던 두 기종 중 살아남은 것이 중저고도용 경전투기로 개발되었던 Ki-61 히엔으로, 당시 주력 제공전투기인 Ki-43 하야부사보다 월등한 속도, 요격기인 Ki-44 쇼키보다 월등한 기동성 등으로 육군에서 호평을 하고 제식 채용하였다.

카와사키 중공업은 예전부터 항공기술의 발달을 위하여 외국의 기술자들을 초청하고 있었는데 이 과정에서 특히 독일의 영향을 많이 받았다고 한다. 카와사키 사의 기술진들이 해외의 기술 발전 상황을 어느 정도 파악할 수 있었던 것도 이 당시 해외로부터 초청한 외국 기술자들에게 기술 자문을 받았었기 때문이다. 그래서 당시 해외에서 한창 벌어지고 있던 시대적 조류에 맞춰서, 고고도용 중전투기와 중저고도용 경전투기를 굳이 따로 만들지 않고 그냥 왠만하면 하나의 전투기로 가능한 한 어지간한 상황에 다 대처할 수 있도록 만드는 게 낫다는 결론에 도달하게 된 것으로 보인다.

이후 1943년 12월에는 1540 마력의 Ha140 엔진을 장착한 Ki-61-II의 시제기가 비행하였으며 1944년부터 생산에 들어가게 된다. Ki-61-I와 Ki-61-II의 테스트 결과를 보면 수평속도에서는 상당한 발전이 있어서 680km/h의 속력을 기록하였다. 그러나 상승력은 대전 후반기 기체중에서는 제법 처지는편이다. 다만 주익에는 기관포를 장착하지 않았는데, Ki-84 하야테는 기관포를 주익에 장착해도 기체 성능에 큰 문제가 없는걸 봐서는 Ki-61의 주익 형상의 문제인 듯하다. 카와사키사가 열심히 갈고 닦아서 만든 Ki-61 II였지만, 나름 잘 설계되었다고 해도 Bf 109G형수준의 엔진을 장착한 기체였다는 것이다. 1944년부터 생산된 Ki-61 II는 동시기 연합군 기체에 비해 독보적인 성능을 보여줄 수 없었다.

이 기체는 일본군의 전투기로서는 특이하게 수냉식 엔진을 채택한 장비였다. 원래 일본군은 육군, 해군 가릴 것 없이 정비성, 내구성, 전투손상에 대한 내구성 등을 들어 공랭식 엔진을 채택하고 있었다. 히엔 이외에 수냉식 엔진을 사용한 경우는 급강하폭격기인 D4Y 스이세이의 초기형 정도지만 정비성 및 신뢰성등을 이유로 후기 생산분은 공랭식으로 교체했다.

3식전 1형 병(丙)의 무장은 기수의 12.7mm 기관총 2정과 주익에 20mm MG 151 기관포 2문을 장착하여 매우 강력한 수준이었는데, 400기 정도만 제작되고 말았다. 그 이유는 3식전 1형 병(丙)에 단 MG 151/20E 기관포를 양산할 수 없었기 때문이다. 물론 MG 151/20E의 카피를 시도했으나 일본의 공업수준으로는 지속적인 생산, 정비 및 운용이 불가능했다. 결국 잠수함으로 수입한 800정의 MG 151/20E를 마우저포라는 별칭을 붙이고, 특수장비로 분류하면서까지 소중하게 사용해야했고 결국 MG 151/20E 대신 Ho-5를 탑재한 3식전 1형 정(丁)을 내놓는다. 비록 MG 151/20보다 성능이 떨어지기는 하지만 영 못쓸 물건은 아닌데다가 Ho-5가 보다 작고 가벼워서 기수에 2문을 장착할 수 있게 되기는 했다.

또한 해군기와는 달리 나름대로 방어에도 신경을 쓴 기체이기도 하다. 조종석 뒤에는 방탄판이 설치되어 있었고 주익에 연료탱크가 달려있기는 하였으나 이 또한 자동방루탱크여서 방어에 제법 신경을 쓴 기체이기도 하다.

기존의 일본 전투기들과는 다른 엔진, 설계 덕분에 선회전 올인이 아닌 일격이탈 전술이 가능한 기체였으며, 제로센과는 달리 엔진의 출력이 올라가면서 기체의 설계에 여유가 생겨 충분한 구조강도를 확보하고도 요구되는 성능을 달성하여 급강하성능 또한 매우 우수했다. 이로 인해 깜짝 놀란 미국 육군 항공대 지휘관들은 "P-40 워호크로는 역부족입니다, P-38 라이트닝의 배치가 필요합니다."라고 외쳐댔다. 아무래도 당시 태평양 방면에 배치된 미 육군 전투기들의 성능이 모자르다보니 히엔의 성능이 더욱 부각되었을 것이다.

엔진을 제작할 카와사키에서도 고출력 수랭식 엔진 생산의 노하우가 없어서 품질이 들쭉날쭉 했다. 기체를 정비할 정비인원들도 수랭 엔진은 처음이라 제대로 된 정비가 안 된 상태에서, 혹사에 가까울 정도의 소모전과 예비 기체와 부품을 수송하는 수송선이 자꾸만 격침이 되는 바람에 그다지 활약을 못했다.

그리고 이 문제는 해군의 함상폭격기인 D4Y 스이세이에서도 되풀이 됐는데. 기껏 독일에서 DB 601엔진을 라이센스를 받고(육군과는 별개로 받았다.) 기체 설계도 수랭엔진에 맞추어서 설계를 했지만, 잦은 고장과 빈약한 엔진 생산량과 정비인원들의 불만으로 인해 버려졌고 나중에는 공랭 성형엔진으로 탑재하고 다시 비행을 했다.

또한 황당하지만 같은 독일제 DB 601엔진을 기반으로 만들어진 육군의 하40 엔진과 해군의 아츠타 엔진은 서로 호환이 되지 않는 다는 점이다. 이 사실은 육군이 니켈을 전략광물로 지정하에 사용을 금지하는 바람에 하40 엔진 성능이 떨어지자 해군이 쓰던 아츠타 엔진으로 대신하려다 밝혀졌다.

게다가 히엔이 본격적으로 배치되기 시작했던 것은 1943년이다. 이미 유럽 전선에서는 Bf109G가 B-17에게 맞서고 있을 시기였다. 사실 히엔의 성능이 좋았다는 이야기는 당시 태평양 방면의 미군기들이 영 시원찮았던 것이 크다. 미 육군 항공대는 P-40이 주력이고 해군 항공대는 F6F 헬캣이 1943년 9월에나 투입되었고 그 이전에는 F4F 와일드캣이 주력이었다. 2식전 쇼키보다 느리고, 제로센 후기형과 별 차이 나지 않음에도 불구하고 히엔은 '고속기' 취급이다.

이후 도입된 Ki-61-II형이 있고 속력도 제법 빠르고 화력도 괜찮아서 제대로 생산만 되었다면 활약할 수 있었겠지만 생산이 1944년에 시작되었고 본격적으로 생산에 들어간 것은 1944년 8월이다. 결국 선행생산분 30대를 포함해서 404대를 만들었는데 엔진이 부족해서 실제로 완성된 기체는 99대가 전부이다. 안 그래도 공업능력이 바닥을 기는 상황에서 Ha140 엔진을 생산하는 공장이 B-29의 공습에 파괴되는 상황까지 발생하였으니 엔진이 부족할 수 밖에 없었다.

도쿄 대공습 이후로는 국지 전투기로 잠시 각광을 받았는데 일본기 중 B-29가 날아다니는 고도까지 올라갈 수 있는 몇 안 되는 기체였고 실제로 성과를 올리기도 했다. 그러나 (앞서 언급한) 공업능력과 생산력의 한계로 새로 생산되는 기체는 성능이 더욱 떨어졌고 나중에는 엔진까지 부족했다. 결론은 성능 자체는 나쁘지 않은데 제조한 국가의 공업능력의 부족으로 그 성능을 못 살린 전투기이다.

남은 기체는 히엔의 공랭식 버전인 Ki-100 용으로 돌려졌다. 그러나 해당 기체는 여러보로 히엔II보다 성능이 떨어지는 항공기였고 이후 남아있던 히엔은 미국에 압류되었다가 일본에 반환되어 1960년대 중반까지 날아다녔다. 현재까지 남아있는 히엔은 총 3대가 확인되었으며 일본의 박물관에 II형 1대, 미국에 I형 1대와 형식을 알 수 없는 1대가 보존되어있다.

표를 보면 각각 장단점이 확실히 보일 것이다. 이중 유독 기동성이 떨어지는 히엔 정(丁)을 제외하면 거의 엇비슷한 성능을 보인다. 히엔 정에 대해서는 후술한다. Bf 109E-3, C.202, 히엔 을(乙) 셋 중 가장 큰 기체는 히엔이다. 동체길이는 다들 비슷비슷하지만, 히엔의 주익은 Bf 109와 비교하면 날개가 무려 2미터 이상 길다. 하지만 중량은 정작 제일 무거운 것은 C.202 폴고레(Folgore)이다.(공허중량 기준) 원래 덩치가 작은 Bf 109는 그렇다고 쳐도 날개가 1.5m가량 차이나는데 불구하고 히엔이 폴고레보다 가볍다는 것을 볼 수 있는데, 이는 히엔의 골격이 상대적으로 가볍다는 의미이기도 하다. 정작 전비중량을 기준으로 하면 히엔 을이 폴고레보다 무거워지는데, 왜냐하면 히엔은 연료탱크가 크며, 연료를 그만큼 더 싣기 때문이다. 이 점은 항속거리를 보면 히엔 을이 폴고레보다 3배 이상 긴 항속거리를 보유하고 있음으로 확인 할 수 있다.

기동성은 히엔 을이 가장 좋다. 왜냐하면 히엔 을은 날개가 긴 만큼, 넓은 주익을 기반으로 가장 작은 익면하중을 가지고 있기 때문이다.(156.5kg/m^2) 다만 속력만 따지면 폴고레가 더 우수한데, 이건 히엔이 반대로 날개가 길기 때문이다. 날개가 길어서 공기저항이 더 크기 때문. 그렇지만 최고속력의 차이가 고작 10km/h정도인 것을 보면 히엔의 설계는 유체역학적으로 좋은 설계라는 증거이다. 한편 Bf 109E-3의 최고속력이 좀 모자른 모습을 보이는데, 이점은 Bf 109E형이 상대적으로 매끈한 동체형상을 가지고 있지 않기 때문이다.

마지막으로 히엔 정인데, 히엔 정의 기동성 하락은 중량 증가와 기관포 탑재가 그 원인이다. 특히 히엔 정은 히엔 병(丙)에 장착된 MG 151이 부족해서 대신 자국제 ホ5포를 장착한 모델인데이다. 히엔 병은 히엔 을에 비해 동체가 길어지고 상대적으로 무거운 탄약과 기관포를 장착해서 히엔 병의 기동성은 히엔중에서 가장 떨어진다. 히엔 정으로 개량하면서 기관포를 교체했고, 주익에 툭 튀어나온 기관포가 동체안으로 들어가서 좀더 기동성이 상승했지만 일본이 느낀 것은 늘어난 중량에 비해 엔진 출력이 부족하다는 것이다.