Tu-160 전략폭격기 개발의 역사

[하충렬]

러시아의 우크라이나 침공을 앞두고 Tu-160 전략 폭격기 투입에 미국을 비롯한 서방의 정보기관들이 촉각을 곤두세우고 있는 가운데, 중국 정보기관에서도 만약에 있을 우크라이나 전장에서의 러시아의 전략 폭격기 사용에 대해 상당한 관심을 갖고 지켜보고 있다고 합니다. 

이러한 가운데 Tu-160 전략 폭격기 개발에 대한 사항들을 소개해 드립니다. 

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1976년 Tu-160 프로토타입을 제조하기 위해 Kazan 항공기 공장은 300,000 제곱미터(square meters)의 새로운 작업장을 확장했습니다. 

새로운 작업장은 컴퓨터로 제어되는 진공 전자빔 용접 장비와 12.4m 길이를 생산하도록 특별히 설계된 어닐링로(annealing furnace)를 갖추고 있었습니다.  

폭 2.1m, 두께 120mm의 날개 상자, 상하 날개 상자를 용접할 때 소비 전력은 Kazna 도시 발전량의 절반에 이릅니다. 

낮에는 용접으로 도시 카잔 전체가 즉시 전기공급이 다른 곳에서 공급되게 합니다. 

새 공장에는 20m 길이의 화학 에칭 및 밀링 산성 탱크, 32m 길이의 전기화학 도금 탱크, 전원 배선 작업장, 로프팅 테이블, 저장 창고 및 화학 용액 하수 처리장도 포함됩니다.

1987년, 최초의 두 대의 Tu-160 폭격기가 184th Heavy Bomber Air Corps의 Priluki 공군 기지에 설치되었습니다. 

구 소련이 이제까지 제조한 폭격기들 중에서 조종면에서 최고의 폭격기였으며, 서방 정보국은 이 폭격기에 너무 관심이 많아서 Kazan 기지를 감시하기 위해 첩보원을 비밀리에 보내서 Priluki 기지 근처에 그루터기 모양의 신호 수신기를 설치하기까지 했습니다. 

소련 엔지니어들의 항공 전자 무선 주파수 신호의 외부 방수를 위해 모든 항공기를 덮을 수 있는 차폐실을 특별히 설계했습니다.

Tu-160 폭격기 동체 조립 부분

그러나 1988년 Frank Carlucci(프랭크 칼루치) 미 국방장관이 소련을 방문하여 모스크바의 Kubinka(쿠빈카) 공군기지를 방문하여 칼루치 미 국방장관이 Tu-160 폭격기를 볼 수 있게 되었고, 조종석에서 15분 동안 유심히 지켜보았습니다. 

조종석에서 'Kalucci control panel'이라고 불리는 제어판에 머리를 세게 부딪쳤다고 합니다. 

당시 Kubinka 공군 기지에는 Tu-160 폭격기가 3대 있었는데 그 중 2대가 같은 날 전시될 예정이었으나 이륙하기 전에 엔진 1개를 시동할 수 없었고, 비행은 취소되어야 했습니다.  

Tu-160 폭격기에 탑재된 4기의 HK-32 full-power digital engines의 총 추력은 매우 비정상적이며 가속도와 상승률이 매우 빠릅니다. 

가속 시 등 느낌은 승무원을 시트에 단단히 밀어 넣을 수 있을 정도이며, 저속 비행 성능도 매우 좋습니다. 

최저 비행속도는 260km/h로 낮으나 엔진 수명이 250시간에 불과하였으며 엔진 시동이 처음부터 번거로웠고, 엔진 2개도 비행에 실패하는 등 신뢰성이 떨어지는 엔진이었습니다. 

1987년 엔진 화재로 Tu-160 추락하였지만 강력한 power reserve 로 인해 엔진 3개만 성공적으로 작동하고 있어도 비행을 안전하게 마칠 수 있었다고 합니다.

Tu-160 Cockpit 조립 부분

구 소련 공군이 Tu-160 폭격기를 가능한 한 빨리 획득하라는 명령으로 인해 일선에 배치되었던 Tu-160 폭격기는 많은 제조 결함이 발생했다고 합니다.

초기 시험 비행에서는 각 비행테스트 마다 약 100개의 크고 작은 결함이 발생했으며, 사용 중 설명할 수 없는 이상 소음과 진동으로 인한 크랙이 자주 발생했습니다. 

또는 리벳이 헐거워지고 공기 흡입구의 앞쪽 가장자리가 최종 변경되고 보강 된 후 진동 문제가 개선되었습니다. 

Tu-160 폭격기의 기골 구조도 미흡했고, 고속 비행 시 꼬리의 수평 꼬리가 이탈되곤 했습니다. 

구 소련 공군은 모든 Tu-160 폭격기를 지상에 배치해야 했고, 투폴레프 설계국은 더 짧은 날개 폭으로 수평 안정기를 재설계했으며,

기존 랜딩 기어가 동체에 자주 끼이는 문제를 해결하기 위해 랜딩 기어를 교체를 위한 매우 복잡한 설계로 기존 랜딩 기어의 단순화된 버전을 재설계했습니다. Tu-160 폭격기의 또 다른 문제에는 신뢰할 수 없는 브레이크 패드도 포함되었습니다. 

Engels 공군기지에 배치된 Tu-160 폭격기 노즈 기어 앞에 서 있는 4명의 조종사, 항법사

Tu-160 후방 동체의 전자 캐빈에는 2톤의 전자 장비가 있습니다. 

주 날개 각도가 65°일 때 무게 중심이 뒤로 이동하고, 꼬리가 지면에 닿습니다. 

따라서 수평 위치 복원이 쉽지 않아 20°까지만 조절이 가능하며, 엔진 작동 중 진동으로 인해 전자 캐빈이 정상적으로 작동하지 않으며, 개선 후에도 수시로 고장이 나는 경우도 있었습니다.

Tu-160 폭격기의 각 부분

카잔 공장에서 동체 조립 부분을 위에서 바라본 모습.

Tu-160 폭격기는 복잡하고 거대한 전략 폭격기입니다. 

비행 1시간당 유지보수에는 64시간이 소요되고, 복잡한 무기체계 유지보수에는 36시간이 소요됩니다. 

이 전략 폭격기를 정비하려면 8x8 트랙터로 견인해야 하는데 30,000리터 연료 트럭 3대를 포함하여 15~20대의 지상 차량이 필요합니다. 

질소는 항공유에 주입됩니다. 질소는 비행 중에 항상 방출됩니다.

연료가 모두 소모된 후 연료 탱크는 질소로 채워집니다. 연료 탱크를 채울 때 거의 170톤의 항공유가 필요합니다. 

비행을 위해 40톤의 항공유도 추가해야 합니다. 질소 함량이 높은 이러한 종류의 항공유는 고농축의 헬륨 가스를 생성하고 항공기 꼬리를 매우 선명한 주황색으로 보이게 합니다.

Tu-160 폭격기가 항공유를 연소하면서 이륙하는 모습

초음속 비행에서 발생하는 열을 방지하기 위해 Tu-160 폭격기는 부식성이 강한 7-50S3 유압유를 사용합니다. 

보호 장비 없이는 교체하거나 점검할 방법이 없습니다. 따라서 Tu-160 폭격기의 많은 유압 부품은 유지 관리가 매우 어렵습니다. 

Tu-160 폭격기도 운용 중에 개선되었습니다.

전면 동체와 공기 흡입구는 흡수재로 코팅되었습니다. 엔진 블레이드 앞과 조종석 주변에도 금속 차폐망을 설치했습니다. 

항공 전자 공학은 업그레이드되었고 점차적으로 점점 더 신뢰할 수 있게되었습니다.

오렌지색 배출가스를 내뿜으며 이륙하는 Tu-160

그러나 우크라이나가 이 전략 폭격기가 부담이 되었다는 사실을 깨닫는 데는 그리 오랜 시간이 걸리지 않았습니다. 

Tu-160 전략 폭격기의 연간 유지비는 140만 달러였습니다. 

Tu-160 전략 폭격기의 항공유는 Azerbaijan에서 생산되었고, 바퀴는 Yaroslavl에서, 엔진은 Kuibyshev에서, 항공기 공장과 디자인 설계국은 러시아에 있었습니다. 

우크라이나는 유지하는 비용뿐만 아니라 연료, 부품 및 인력도 부족하였습니다. 

우크라이나 공군은 비행 훈련 횟수를 1년에 4~5회로 줄일 수 밖에 없고, 다른 Tu-160 폭격기가 사용할 Tu-160 폭격기의 부품을 유지 보수하기 위해 당시 우크라이나 정부는 폭격기 운영을 포기하기로 결정했습니다. 

미국에 대항하기 위한 목적으로 만들어진 핵 공격 능력이 가능한 Tu-160 전략 폭격기는 당시 우크라이나 정부로서는 비싸고 쓸모가 없었습니다. 

우크라이나는 카자흐스탄이 Tu-95MS 전략 폭격기 사용을 하는 것을 선례로 러시아의 전투기 교환은 이 항공기를 러시아에 각각 7,500만 달러에 판매할 예정이지만 러시아는 1대 또는 교환 전투기에 대해 2,500만 달러를 기꺼이 입찰할 용의가 있었음에도, 우크라이나는 이에 만족하지 않았으며, 양측은 몇 년 동안 20여차례의 협상을 벌였습니다. 

사실 우크라이나는 Tu-160 폭격기가 러시아의 손에 넘어가는 것을 원하지 않는 인사들이 많이 있었습니다. 

이때 미국은 1998년 12월 4일, 이전에 이미 노후화되기 시작한 Tu-160 폭격기의 해체를 우크라이나에 요청했습니다. 

우크라이나 국가안보국방위는 이에 동의했고, 우크라이나 국방부와 미국은 Tu-160 폭격기 16대를 포함해 중폭격기 44기와 X-55 순항미사일 1,068기를 각각 2천만 달러에 해체하기로 합의했습니다. 

미국은 1300만 달러의 해체 자금과 다수의 해체관련 중장비 기계를 제공할 예정이었습니다. 

 "Red 24"라는 번호의 Tu-160 폭격기는 Richard Lugar 및 미국의 Raytheon Company가 현장에서 해체를 감독했습니다. 

해체되는 Tu-160

미국에서 훈련을 받은 해체 엔지니어들은 먼저 거대한 단두대를 작동시켜 Tu-160의 노즈부분을 한 번에 자른 다음 유압 가위를 사용하여 몸체와 날개를 절단했습니다. 

이러한 Tu-160의 해체된 조각을 1제곱미터로 부수고 불을 내뿜는 기계로 다시 태웠습니다. 

두 번째 해체된 Tu-160 폭격기는 44시간 동안만 비행한 "Red 14"였습니다.  그러나 미국 엔지니어들은 윙박스를 완전히 분해하지 못했고, 윙박스 부분은 기본적으로 온전했었습니다.

그러나 이러한 미국과 우크라이나의 Tu-160 및 핵무기 폐기에 관한 거래는 전략무기감축조약의 2단계를 위반했다고 러시아가 강력히 반대했습니다.

결국 미국은 협상을 포기하고 해체 작업을 지연시켰습니다.

우크라이나는 폭격기를 수송기로 교환하기 위해 러시아와 협상해야 했습니다. 

1999년에는 우크라이나는 러시아에 2억 7500만 달러 천연가스 부채를 상환할 돈이 없기 때문에 약 2억 8500만 달러에 상당하는 Tu-160 폭격기 8대, Tu-95MS 폭격기 3대, 순항 미사일 575개, 지상 장비 전체 세트를 러시아에 반환하는 대가로 교환할 수 있었습니다. 

1999년 10월 러시아 공군 제37 부대(The 37th Army of the Air Force)는 Tu-160 폭격기를 받기 위해 65명을 우크라이나로 보냈습니다. 

도착하자마자 Tu-95MS 폭격기 3대를 러시아로 다시 수송되었습니다. 

그런 다음 그들은 Priluki에 가서 Osipov 사령관과 대화를 나누고 매일 Tu-95MS 폭격기를 2대씩 견인하기로 결정했습니다. Tu-160 폭격기가 활주로에 도착했지만 기지 전체에 기름 한 방울도 없었기 때문에 러시아군은 특수 트레일러로 수송할 수 있었습니다. 

러시아군은 Il-78 수송기에서 Tu-160 폭격기에 항공유를 펌핑할 계획을 세워야 했습니다. 

당시 제 37부대의 연대장인 Makogon은 "Red 10" 이라고 호칭되었던 오일 한 방울이 없었던 Tu-160 폭격기 연료 탱크에 두 대의 항공유 탱크로리를 동원해서 연료탱크에 채워야 했습니다.

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