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B-2A 스피릿 스텔스 폭격기의 특징과 운용 현황

B-2는 독특한 기체 형태로 레이더 반사면적을 최대한 줄이는 데 성공했다. <출처: 미 공군>

특징

B-2는 전익기(flying wing)다. 기체 전체가 날개이며, 날개의 뒷전이 W자형으로 다듬어져 있다. 이러한 설계적 특성은 레이더 반사면적(RCS, Radar Cross Section)을 극소화하는 데 크게 기여했다. 또한 엔진에서 나오는 적외선 방출을 억제하는 스텔스성의 원칙에 충실하면서 아울러 항공역학 성능을 높인 결과 B-1을 능가하는 항속 성능까지 갖추게 되었다.

무엇보다도 전익기 형태를 선택하면 미익과 동체 엔진 나셀(nacelle)과 같은 레이더 반사면적(RCS) 증가 요소를 배제할 수 있으면서도, 날개의 중간 부분에 조종석과 폭탄창, 각종 장비를 충분히 수용할 수 있는 장점이 있다. 한마디로 폭격기로서 최적의 설계라는 말이다. 같은 스텔스 성능을 추구하면서도 F-117A가 다면체로 이루어진 것과 달리, B-2의 경우 매끄러운 곡선으로 이루어진 것은 컴퓨터를 이용한 CAD/CAM 기술의 발전에 힘입은 바 크다.

B-2의 엔진은 F110를 업그레이드한 F118 터보팬 엔진으로, 스텔스 기체로서 적외선 방출을 줄여야 하므로 애프터 버너(after burner)가 생략되어 있다. 엔진의 배기가스가 차가운 바깥공기와 섞여 온도를 낮춘 후 날개 위쪽에 설치된 배기구를 통해 배출되므로 적외선 탐지를 피할 수 있다. 애초에 엔진 자체가 동체 깊숙이 숨겨져 있어 적외선 시그너처(signature: 물체의 한 특성 혹은 일련의 특성. 그에 의해 그 물체가 인식된다)가 잘 탐지되지 않는다는 장점도 있다. 기체 구조에 적극적으로 복합재료를 사용했고, 외판 자체에는 레이더 흡수 재료를 사용했다.

B-2는 GE사의 F118 엔진 4개를 장착하고 있다. <출처: GE 에비에이션>

B-2는 당초 고고도 침투용으로 개발되었으나, 1983년경 미 공군은 저공침투 능력을 추가했으며 저공비행의 하중 증가에 대처하고자 구조를 근본적으로 변경했다. 따라서 최초에는 W자형이던 날개의 뒷전 모양이 이중 W자형으로 변경되었다. 특이한 주익평면형은 전파를 강하게 반사하는 모서리에 특히 신경을 써서 폭탄창의 문을 포함한 개폐부, 공기흡입구, 노즐 등을 모두 주익의 앞전 후퇴각도인 33도와 일치되도록 설계했으며, 평면상의 전파 반사는 주익의 앞전 후퇴각에 대응되는 네 군데의 로브로 한정된다. 이에 따라 B-2의 레이더 반사면적은 0.1㎡ 정도로 평가된다.

B-2는 독특한 형태의 공기흡입구로 공기를 최대한 냉각된 채로 흡입할 수 있도록 설계되었다. <출처: 미 공군>

B-2의 독특한 이중 W자형 날개 구조 <출처: (cc) Nova13 at wikimedia.org>

B-2의 비행제어 시스템 역시 종전의 방법과는 완전히 다르게 외익부 뒷전에 있는 4개의 조종 익면에 마련되어 있는데, 안쪽의 3개 익면은 엘리본(elevon)으로서 롤(roll)과 피치(pitch) 제어를 담당하고, 가장 바깥쪽 익면은 드래그 러더(drag rudder)라고 불리며 어느 한쪽을 상하로 열어 저항을 증가시켜 기수의 방향을 바꾸는 요(yaw) 제어를 담당한다. 또한 양쪽의 드래그 러더를 동시에 열면 스피드 브레이크(speed brake)의 역할을 하며, 엘리본은 플랩(flap)의 역할도 겸하고 있다. 중앙날개의 뒷전에 있는 삼각형 익면은 종방향 트림과 돌풍하중(gust load) 경감을 분담한다. 이러한 복잡한 조종 익면을 제어하기 위해 4중 디지털 플라이 바이 와이어(fly-by-wire)를 이륙, 착륙, 전투 등 세 가지 모드로 사용한다.

B-2는 최고속도가 마하 0.8 정도(아음속)로 비교적 저속으로 순항한다. 항속거리는 무장 16,919kg 탑재 시 hi-hi-hi의 경우 11,680km, hi-lo-hi의 경우 8,340km이고, 무장 10,886kg 탑재 시 hi-hi-hi의 경우 12,230km에 이른다.

기체의 중앙부에는 좌우 2개의 폭탄창이 있으며, 회전식 발사대가 각각 1기씩 설치되어 있다. 주무장으로는 SRAM(단거리 공격미사일), AGM-129 ACM 등을 모두 16발까지 탑재할 수 있으며, 그 밖에 B61·B83 핵폭탄, 범용폭탄, 유도폭탄 등을 최대 18,144㎏까지 탑재할 수 있다. 특히 2004년 업그레이드를 통해 B-2는 500파운드짜리 GBU-38 JDAM을 80발이나 장착할 수 있도록 개조되었다. 2011년부터는 최신형 순항미사일인 AGM-158 JASSM(Joint Air-to-Surface Standoff Missile)을 통합하여 16발을 운용하고 있다. 또한 2011년부터는 14톤짜리 슈퍼벙커버스터인 GBU-57 MOP(Massive Ordnance Penetrator)를 운용하고 있다.

B-2에는 GBU-38 JDAM을 80발이나 장착할 수 있다. <출처: 미 공군>

JASSM 순항미사일을 발사 중인 B-2 폭격기 <출처: 미 공군>

B-2의 본래 임무는 소련의 이동식 전략 미사일을 격파하는 것으로, 이를 위해 B-2의 노즈 랜딩 기어(nose landing gear)실 좌우에 목표물 수색용 APQ-181 위상배열 레이더가 장착되어 있다. APQ-181 레이더는 레이더 현대화 사업(Radar Modernization Program)에 따라 현재 AESA 레이더로 업그레이드된 것으로 알려져 있다.

또한 B-2는 적진에 침투하는 폭격기로서 ESM(Electronic Support Measure: 전자전지원장비) 등 스스로를 보호할 수 있는 장비가 장착되어 있는데, 이를 DMS(Defensive Management System: 방어관리 시스템)로 부른다. 최근 러시아제 S400이나 S500 등 최신예 대공미사일이 등장함에 따라 미 공군은 B-2의 DMS를 현대화하는 사업을 실시하여 현재 DMS-M 사양으로 업그레이드하고 있다.

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운용 현황과 실전 기록

B-2A는 1999년 3월 24일 NATO군의 유고슬라비아 공습작전인 ‘얼라이드 포스(Allied Force)’ 작전으로 데뷔했다. 1991년의 제1차 걸프전 당시에는 미군의 유일한 스텔스기였던 F-117A가 공격 첫날부터 바그다드(Baghdad) 중심부의 지휘·통신 중추에 폭격을 가했지만, 얼라이드 포스 작전에서는 B-2A가 작전의 선봉에 섰다. 우수한 스텔스 성능을 갖춘 B-2A는 이라크군보다 훨씬 선진화된 유고슬라비아군의 방공망을 돌파할 수 있었다.

B-2 폭격기는 1999년 코소보 항공전을 통해 최초로 실전에 데뷔했다. <출처: 미 공군>

얼라이드 포스 작전은 B-2A뿐만 아니라 JDAM의 데뷔 무대이기도 했다. 1999년 3월 24일에서 6월 19일까지 79일간, B-2A 6대가 투입되어 총 45회 출격하여 JDAM 656발을 투하했다. 당시 JDAM을 운용할 수 있었던 것은 B-2A가 유일했는데, B-2A는 NATO 전술기의 총 공격 소티에서 1%에 불과했으나 투하한 폭탄 수는 총계의 11%에 달했다. 게다가 B-2A는 8주간 세르비아 내의 주요 목표물 가운데 33%를 파괴하여 엄청난 능력을 과시했다.

특히 작전 개시일인 3월 24일, 미주리 주 화이트맨(Whiteman) 공군기지를 발진한 제509폭격항공단의 B-2A 2대는 공중급유를 받으며 13시간 만에 유고슬라비아 상공에 진입했다. B-2A는 레이더망에 탐지되지 않고 몇 시간 동안 적지 상공을 돌며 2,000파운드짜리 JDAM과 GBU-32/B 레이저 유도폭탄을 여러 방공시설과 지휘·통신 벙커에 모두 32발 투하한 후 기지로 귀환했다. 작전에 소요된 시간은 불과 31시간이었다.

B-2A는 성공적인 데뷔를 마쳤고, 이후 JDAM을 투하할 수 있는 유일한 폭격기로서 무기생산공장이나 항공기지, 지휘·통신시설 등을 정밀타격하는 데 성공했다. 또한 도나우(Donau) 강 인근의 교량들에 대한 정밀폭격 임무를 수행했는데, 특히 노비 사드(Novi Sad) 인근의 교량 폭격 임무가 제일 커다란 도전이었다. 미 공군은 유고슬라비아 제2의 도시인 노비 사드 인근의 제젤리(Žeželj) 다리를 폭격하기 위해 F-15E의 GBU-15 화상유도폭탄과 F-117A의 레이저 유도폭탄을 투하했지만, 모두 실패했다. 결국 문제를 해결한 것은 B-2A였다. 목표 인근을 비행 중이던 B-2A 중 1대가 노비 사드 인근의 교량 2개를 향해 GBU-32 폭탄 각각 6발과 2발을 투하하여 다리를 붕괴시키는 데 성공했다. GPS 위성수신 상태가 양호하여 정확한 유도 및 타격이 가능했다.

한편 B-2A의 폭격 때문에 외교 분쟁이 발생하기도 했다. B-2A의 목표 가운데 하나가 유고슬라비아의 조달청 건물이었는데, 문제는 이 건물이 실은 중국 대사관이었다는 데 있다. 1999년 5월 7일 화이트맨 공군기지에서 발진한 B-2A 편대는 23시 46분에 JDAM 5발을 목표 3개소에 투하했고, 투하한 JDAM이 중국 대사관에 떨어져 대사관 직원과 언론사 특파원 여러 명이 사망했다. 원인 조사 결과, CIA가 목표 선정 시에 조달청 이전 사실을 모르고 옛날 지도를 사용하는 바람에 이러한 실수가 일어난 것으로 밝혀졌다. 중국이 미국에 엄중히 항의하자, 미국은 이에 대해 사과했다.

B-2는 제2차 걸프전에서 무려 680톤의 폭탄을 투하하면서 그 능력을 톡톡히 발휘했다. <출처: 미 공군>

B-2A는 2001년 아프가니스탄 전쟁 당시 항구적 자유 작전(Operation Enduring Freedom)에 참가하여 9·11 테러 보복 작전의 선봉에 섰다. 2001년 10월 7일부터 시작된 아프가니스탄 공습에 B-2A 6대가 3일간 투입되었다. 미주리 주 화이트맨 공군기지를 출발한 B-2A는 6회의 공중급유를 받으며 40시간 동안 12,000km, 거의 지구의 반 바퀴를 돌아서 아프가니스탄에 도착했고 곧장 폭격 임무를 수행했다. 그 뒤 B-2A는 인도양에 있는 디에고 가르시아(Diego Garcia) 섬의 기지에 착륙했다. 폭격 임무를 수행한 조종사들은 여기에서 대기하고 있던 조종사들과 교대했고, 교대한 조종사들은 B-2A를 다시 30시간 동안 조종하여 모기지인 화이트맨 기지로 돌아갔다. 이 작전은 작전시간이 무려 왕복 70시간에 달해 미군의 항공 작전 사상 가장 긴 시간을 기록했다.

항구적 자유 작전은 아라비아 해에 전개 중이던 미 해군과 영국 해군의 함정에서 발사한 토마호크(Tomahawk) 순항미사일들이 미 동부 표준시 10월 5일 오후 목표에 떨어지면서 시작되었다. 그러나 미사일 발사에 앞서 10월 5일 새벽 미명에 화이트맨 공군기지에서 B-2A가 이륙함으로써 미국의 대테러 전쟁이 시작되었다.

B-2A가 미 공군에 크게 기여할 수 있었던 것은 놀라운 항속 능력 덕분이었다. 아프가니스탄 전쟁 시 미군은 주변 지역에 충분한 수의 항공기지를 설치할 수가 없었고, 해군 함재기는 아라비아 해에 있는 항공모함으로부터 아프가니스탄의 목표까지 왕복 8시간을 비행해야 했다. 공군 전술기는 페르시아 만 등으로부터 왕복 9시간, 폭격기도 디에고 가르시아 섬으로부터 역시 편도 8시간 이상 비행해야 작전을 수행할 수 있었다. 게다가 이러한 작전에는 공중급유기의 급유나 공중조기경보기(AWACS)의 비행관제 등 대규모 지원이 필요했고, 특히 승무원들이 받는 피로와 스트레스가 컸다. 이런 점에서 본토에서 날아올 수 있는 B-2의 항속 능력은 지원 소요를 크게 낮춰 효율적인 작전 수행에 크게 기여했다.

2003년 이라크 자유 작전(Operation Iraqi Freedom)에서도 B-2A는 개전 초기부터 투입되었다. B-2A는 화이트맨 공군기지에서 34시간을 날아와 이라크 핵심 시설들에 폭격을 가했다. 도로나 교량, 발전소 등 사회기간시설을 목표로 삼았던 걸프전 때와는 달리, 미군은 행정기관, 사령부, 대통령궁, 공화국 수비대 시설 등을 대상으로 했다. 이 기간에 B-2A는 모두 49소티를 출격했고, 이 가운데 27소티는 본국인 화이트맨 공군기지에서, 22소티는 디에고 가르시아 섬에서 발진했다. 2003년 한 해 동안 B-2A는 680톤의 폭탄을 투하했는데, 그중 583발이 JDAM 정밀유도폭탄이었다.

B-2는 무려 30시간이 넘는 작전을 수행하는 경우가 많은데, 그럴 경우 2명의 승무원은 비좁은 공간에서 번갈아가며 수면을 취해야 한다. 사진은 B-2 조종석에 앉은 딕 체니(Dick Cheney) 부통령(오른쪽)의 모습. <출처: 미 백악관>

아프가니스탄 전쟁 시에도 B-2A는 폭격을 마친 승무원 교대를 위해 디에고 가르시아 섬을 잠시 이용했다. 하지만 이라크 자유 작전에서는 처음부터 본국 이외의 장소에 전개하여 작전을 수행했다. 사우디아라비아가 공격 작전을 위한 기지 사용을 금지했기 때문에 미군은 아랍에미리트와 쿠웨이트 영내의 기지, 페르시아 만의 항공모함, 그리고 디에고 가르시아 섬의 기지로부터 항공작전을 펼쳤다.

한편 이라크 전쟁 시 전쟁 자체의 정당성 여부를 놓고 미국은 전통적인 동맹국인 프랑스나 독일과 대립했고, 터키도 미 육군 부대의 자국 통과를 허용하지 않았다. 따라서 미국 본토의 기지에서 출격하여 지구상의 모든 지점에 폭격을 가할 수 있는 B-2A의 ‘범지구적 작전 전개(Global Reach)’ 능력은 한층 더 중요해졌다.

2008년 2월 23일 B-2 1대가 앤더슨(Andersen) 공군기지에서 추락하는 사건이 발생했다. 추락한 기체는 AV-12 스피릿 오브 캔자스(Spirit of Kansas)였다. 사고 원인은 포트 트랜스듀서 유닛(Port Transducer Unit)에 습기가 맺혀 대기측정 데이터에 엉뚱한 값이 입력됨으로써 비행제어 소프트웨어가 계산에 착각을 일으켰기 때문이다. 한편 2010년 2월에는 지상에서 AV-11 스피릿 오브 워싱턴(Spirit of Washington)에 화재가 발생했다. 기체의 손상은 심각했으나 약 18개월간의 수리를 거쳐 현역에 복귀했다. 이로써 B-2는 생산분 21대 가운데 20대가 현역에서 운용 중이다.

2008년 앤더슨 공군기지에서 추락한 B-2의 잔해 <출처: 미 연방항공청>

2011년 3월에는 리비아 내란을 지원하는 ‘오디세이의 새벽’ 작전(Operation Odyssey Dawn)에 B-2 3대가 참가하여 리비아 공군기지에 40발의 폭탄을 투하했다. 한편 같은 해 5월에는 빈라덴(Osama bin Laden)을 제거하기 위한 참수작전에 B-2의 사용이 고려되었으나, 빈라덴 저택 주변의 민간 가옥에 대한 부수피해의 염려로 인해 작전 기획 단계에서 무산되었다.

한편 2013년 3월 28일, 미국 본토의 화이트맨 공군기지로부터 B-2 2대가 한반도로 비행했다. B-2는 직도에서 폭탄 투하 훈련을 실시하며 돌아갔다. 북한의 3차 핵실험에 대항하여 김정은 정권에 대한 경고 메시지를 보내기 위한 비행이었다.

2017년 1월 18일 B-2 2대가 리비아 시르테(Syrte)의 ISIS 기지에 대해 공습을 실시했다. 500파운드 JDAM 폭탄을 100발 투하했으며, 이 공격으로 반군 100여 명이 사망했다. B-2는 미국 본토에서 출격하여 34시간을 비행했고, 비행 기간 동안 무려 15회나 공중급유를 실시했다.

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변형 및 파생 기종

격납고에 대기 중인 B-2 폭격기 <출처: 미 공군>

● 블록 10
초도생산형으로 핵무기 전용 사양. 재래식 무장으로는 범용폭탄만을 투하할 수 있을 뿐이다. 1990년까지 10대를 생산했다.

● 블록 20
재래식 무장의 운용이 가능한 사양으로 CBU-87/B폭탄과 범용폭탄을 운용한다.

● 블록 30
JDAM과 JSOW 등 정밀유도무기를 운용할 수 있는 사양으로, AV-20 (Spirit of Pennsylvania)부터 적용했다. 기존의 블록 10/20 양산기들도 1995년부터 블록 30 사양으로 개수하기 시작하여 2000년 업그레이드를 종료했다.

기체

B-2 폭격기는 F-22, F-35와 함께 미 공군의 스텔스 전력의 중추를 이루고 있다. <출처: 미 공군>

2008년 항공호함 3척과 함께 미군의 위용을 과시하고 있는 B-2 폭격기의 모습 <출처: 미 해군>

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제원

GBU-57 슈퍼벙커버스터 폭탄을 투하하고 있는 B-2 스텔스 폭격기 <출처: 미 공군>

- 기종: B-2A 블록(Block) 30
- 형식: 스텔스 전략폭격기 
- 전폭: 52.12m
- 전장: 20.9m
- 전고: 5.18m
- 주익면적: 460㎡
- 자체중량: 71,000kg
- 최대이륙중량: 171,000kg
- 엔진: GE F118-GE-100 터보팬(17,300파운드)×4
- 최고속도: 764km/h
- 실용상승한도: 50,000피트
- 최대항속거리: 10,400km
- 무장: 
  └ 18,144kg 탑재 가능
  └ AGM-154 JSOW 16발
  └ 250파운드급 GBU-39 SDB 216발 
  └ 500파운드급 GBU-30 JDAM 80발 
  └ 750파운드급 CBU-87 36발 
  └ 2,000파운드급 GBU-32 JDAM 16발
  └ AGM-158 JASSM 16발 
  └ B61/B83 핵폭탄 16발
- 항전장비: APQ-181 레이더, DSM-M 장비 
- 승무원: 2명
- 초도비행: 1989년 7월 17일
- 가격: 순수 기체 가격 7억 3,700만 달러(1997년 산정가) 

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저자 소개

양욱 | 군사전문가
서울대학교 법대를 거쳐 국방대학교 국방관리대학원에서 군사전략을 공부했고, 줄곧 국방 분야에 종사해왔다. 중동지역에서 군 특수부대를 훈련시키기도 했고, 아덴만 지역에서 대(對)해적 업무를 수행하는 등 민간군사요원으로 활동했다. 현재는 군사컨설팅과 교육, 훈련을 제공하는 민간군사서비스(PrivateMilitary Service) 기업인 AWIC(주)의 대표이사다. 또한 한국국방안보포럼(KODEF) 수석연구위원이자 국방부·합참·방위사업청 자문위원, 해·공·육군 정책자문위원으로 우리 국방의 나아갈 길에 대한 왕성한 정책제안활동을 하고 있다.

B-2A 스피릿 ‘스텔스’ 폭격기 개발사 양욱

B-2 폭격기 김대영

 
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