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F-35 DSI 개발 과정에 대해 알아보자
[ F-35의 정면샷. 양쪽 흡입구를 보면 동체가 볼처럼 튀어나와 있는 데 이런 형상을 DSI (Diverterless Supersonic Inlet)라고 부른다. ][ 중국 J-20의 DSI ]미국의 5세대 스텔스기인 F-35에 처음 적용된 DSI는 이 후 중국 스텔스기인 J-20에도 채택되었는데, 그렇다보니 여기 군갤이나 일부 일반인들 사이에선 마치 내부무장창 마냥 스텔스 기술의 대명사로 받아들여지는 경향이 있다. 뒤에 설명하겠지만 DSI는 스텔스를 의도해서 개발된 게 아니다.F-35의 시작 익히 알려져 있듯이 F-35의 개발 코드명은 JSF(Joint Strike Fighter)다. 그런데 이에 기반이 된 사업이 두 개가 있었는데, 미공군과 해군이 공동으로 진행하던 JAST (Joint Advanced Strike Technology)와 DARPA에서 진행한 CALF (Common Affordable Lightweight Fighter). JAST 역시 미3군통합에 동맹국들까지 쓸 수 있게 가성비있는(Affordable) 경량(Lightweight)의 스텔스 전투기를 목표로 했기 때문에 결국 CALF 사업을 통합 흡수하고 JSF 로 출범한다.JSF는 F-22를 보조하는 멀티롤공격기 컨셉으로 최고속도는 Mach 1.5 정도면 충분하나 내부무장창에 2,000파운드 폭탄을 내장할 수 있어야 했다. 무엇보다 가격이 저렴한 걸 목표로 했다. JSF가 출범한 1990년대는 미소 냉전시대가 끝나고 소련이 붕괴되어 미 방위산업 전반에 걸친 예산삭감 압박이 극에 달하던 시기로 당시 개발중이던 F-22와 F-18 E/F 조차 프로그램이 중단될 뻔한 위기를 겪어야 했다. 복좌형인 F-22B는 결국 사업이 취소된다.따라서 향후 미 3군 (공군, 해군, 해병대)의 차기 전투기는 하나의 기종을 파생하여 개발하며 비용절감을 위해 1 seat, 1 engine을 일찌감치 확정짓고 있던 상황이었다. 2 seats, 2 engines에 익숙한 해군이 여러 차례 우려를 표명했다고 한다.그러므로 JSF에 있어 '저렴한 기체단가'는 반드시 달성해야 하는 과제였던 것이다.[ JSF 사업을 두고 경합한 X-32와 X-35. 둘 다 DSI가 적용되어 있는 걸 볼 수 있다 ]당시 차기 전투기를 위해 진행 중인 선행기술 중 하나가 ACIS (Advanced Compact Inlet System)였고 바로 여기에서 F-35 DSI 가 탄생한다.ACIS는 미공군과 NASA 그리고 주요 항공업체들(보잉, 록마 등)이 공동참여하던 프로그램으로 차기 전투기에 적용할 새로운 흡입구(inlet) 개발을 목표로 하였다. 가격(Affordable)이 최우선 과제였으며 그 외 다음과 같은 목표가 있었다. (우선순위대로 표기)1. Life cycle cost2. Weight3. Aircraft system performance4. Survivability5. Aerodynamic performance보다시피 비용절감, 경량화에 촛점이 맞춰져 있고 Survivability(스텔스)는 차순위 였음을 알 수 있다. 때마침 JSF의 Affordable, Lightweight의 목표와 부합되어 ACIS 프로그램이 채택된다. ACIS에는 몇 가지 Technology적 특징들이 있으나 가장 핵심은 Inlet의 Diverter를 삭제하는 것이었다. 동체 내부에 엔진이 장착되는 전투기는 외부공기를 흡입하여 엔진에 공급하기 위해 Inlet (흡입구)과 Air Duct를 가지고 있다. 그리고 Inlet, Duct를 포함하여 엔진에 공기를 공급하는 데 관여하는 여러 장치들을 통틀어서 Intake System이라 부른다. [ F-22의 S 형상 덕트 ]Intake system의 목표는 전투기의 다양한 비행조건들(속도, 고도, 기동)에서 양질의 공기를 엔진에 공급하는 데 있다. 보통 여기서 '양질'이라 함은 터보팬에 도달하는 공기의 속도가 마하 0.5 정도, 흡입구에서의 공기압력이 90%이상 유지한 체 도달하는 것을 말한다. 전투기가 비행할 때 전방 동체를 타고 흐르는 기류가 마찰력에 의해 속도가 감소하는 현상이 발생하는데 이렇게 느려진 기류가 흡입구에 들어가면 엔진성능이 저하되고 심한 경우 엔진이 멈추기도 한다. 따라서 동체표면의 저속 기류가 흡입구에 들어가지 않도록 흡입구를 동체로부터 이격시키게 되는 데 이 부분을 'Diverter = 경계층' 이라고 한다.[ F-18 E/F의 Inlet 형상. Diverter는 어떤 기구나 장치가 아니라 사진과 같이 흡입구와 동체간 이격으로 생긴 빈공간(혹은 경계층)을 지칭하는 단어이다. F-18E/F 은 대형 LEX(Leading Edge Extention, 흡입구 위에 지붕처럼 덮여있는 부분)가 있어 흡입구를 LEX하고도 이격시켜놓은 걸 볼 수 있다. ] [ F-15 Diverter Inlet. 동체와 떨어져 있다 ][ 유로파이터의 Diverter inlet. 저렇게 동체 하부에 달린 Inlet을 Chin(턱) Inlet 이라 부른다 ][ F-16 Chin Inlet ][ 라팔 Diverter Inlet ][ F-22 Diverter Inlet ]ACIS 프로젝트는 이 Diverter를 없앤 Inlet 시스템을 고안하는 것이 목표다. Diverter를 삭제함으로써 몇 가지 장점이 생기는데. Diverter로 인한 무게와 비용이 감소한다. 논문에 따르면 DSI는 기존 Traditional Diverter Inlet (Caret inlet)시스템 대비 무게는 약 30%, 비용은 20% 감소하는 것으로 보고하고 있다. . Diverter로 인한 항력(Drag)이 감소한다. . Diverter 공간만큼 공기량을 추가 흡수할 수 있다. . Diverter로 인한 RCS가 감소한다. 다만 RCS 증가는 주로 4세대급 Inlet을 말하는 것으로 5세대인 F-22 의 것은 직선과 경사 등 스텔스형상에 충실한 모습을 지니고 있어 상대적으로 RCS 증가는 크지 않다. 또한 F-35 DSI는 Diverter가 없는 대신 3차원 곡면의 Bump가 추가되었기 때문에 이로 인한 RCS 상승을 감안해야 한다. [ F-35 DSI. 양쪽 Inlet으로 볼처럼 볼록 튀어 나와 있다. 공기가 부딪히는 구조라 해서 Bump inlet이라고도 부른다 ] F-35 DSI는 어떻게 개발되었을까? Diverter를 없애기 위해 적용한 형상적인 특징은 Bump compression surface를 가졌다는 점이다. 여기서 Bump란 기체 표면에 볼록 튀어나온 형상을 말한다. [ 미라지 2000 inlet. Bump 혹은 Half-cone inlet이라고 부른다 ]Bump inlet은 Oblique shock(경사파)를 발생시켜 흡입구의 효율을 높이는 역할을 한다. 이 글에선 이게 주제가 아니므로 자세한 건 생략..컴퓨터 기술(CFD)이 발달하면서 Bump의 형상을 좀 더 복잡하고 정교하게 설계하는 게 가능해 졌고 이를 더 발전시켜 경계층 분리(Boundary layer diversion) 목적으로 쓸 수 있게 되었다.[ 동체상에 가상의 Cone을 상정하여 Bump의 각도와 그에 따른 효과를 분석한다 ][ Bump형상의 곡률 위치와 크기에 따라 경계층 분리효율이 달라진다 ][ F-35 DSI 주위의 기류를 컴퓨터를 통해 시각화한 것으로 Bump가 저속의 기류(빨간선)를 Inlet 바깥으로 분산시키는 역할을 한다. ]록히드마틴은 시뮬레이션을 수행해 본 결과 DSI가 충분히 기존 Diverter inlet을 대체할 수 있다는 결론을 냈고 후속 작업으로 실증기(Demonstrator)를 통해 확인하는 과정을 거쳤다.실증기는 F-16이 활용됐다.[ F-16 Inlet 개조설계 Modeling ][ F-16 Block30 에 적용된 DSI ][ 1996년 12월에 총 12소티를 수행했다. 수평비행은 마하 2까지 확인했으나 기동시험은 1.6 까지만 확인하였다 ]F-16의 기존 Inlet (MCID)와 DSI 의 흡입성능 비교. 상단이 100%이며 한 칸이 5% 단위다. Pressure Recovery가 5% 감소하면 엔진출력은 대략 6%정도 떨어진다. 저속영역에서 DSI가 일부 열세. 천음속은 동등수준. 초음속 구간에서 DSI 약간 우세. MACH 1.6 이상에선 양쪽 다 성능이 급격히 떨어지는 걸 알 수 있다. 어차피 F-35 최고속력이 Mach 1.6이라 의미없긴 하다F-35에 Caret inlet과 DSI를 적용했을 때 예상되는 무게 비교. Caret은 쉽게 얘기하면 다이아몬드 형상을 말한다보고서는 이 결과를 가지고 DSI의 무게가 30% 가볍다고 설명하고 있으나 이는 다소 과장된 것이다. 비교대상인 Caret inlet 은 당시 F-18 E/F와 F-22에 적용 되었는데 Bleed, Bypass system이 포함된 Caret inlet은 F-22 뿐이다. F-22 inlet은 고기동, 고출력을 목표로 설계된 것으로 경전투기인 F-35의 비교대상으로 적합하지 않다. 같은 Caret inlet인 F-18 E/F는 Bleed / Bypass system이 없으며, F-35가 대체할 대상인 F-16 역시 두 System이 없다. 따라서 Diverter 만을 감안하면 대략 5%내외의 차이가 있는 것으로 DSI의 무게 감량효과가 과장되었음을 알 수 있다.같은 맥락으로 DSI의 유지비 감소효과(약 20%) 역시 대부분 Bleed / Bypass system으로부터 얻어진 것이기 때문에 Diverter가 고정체임을 감안하면 유지비도 큰 차이가 없을 것이다.참고로 KF-21 보라매의 Intake system은 KAI가 독자개발한 게 아니다. 국과연, 항우연은 물론 대학들도 설계에 관여했는데, 공개된 지 20년도 더 된 DSI 기술이 없어서 KF-21에 적용 못 한 것일까? 결론을 말하면 KF-21엔 DSI가 적합하지 않아 적용하지 않았다. 이걸 설명하자면 글이 또 한참 길어지기 때문에 다음 기회에... 올릴 지 말지는 몰루?
작성자 : 우쭈고정닉
크고 아름다운 것들 ㅗㅜㅑ
고구려 안학궁 고구려 법궁으로 장수왕의 평양 천도이래 고구려 후기 240여년의 역사를 간직한 곳이다 하지만 나당연합군 손에 평양이 함락되자 안학궁도 불길에 휩싸이며 사라졌다 근데 불태우라고 지시한건 신라 장군이 아니라 당나라 장군 이세적이다 이게 안학궁 치미인데 치미란 동아시아 건축물에서 지붕의 양끝을 뿔이 난거서럼 장식하는 장식품이다 근데 안학궁의 치미는 무려 210cm 크기다 거대하다고 알려진 신라 황룡사의 치미가 180cm이니 안학궁의 전각들이 얼마나 웅장하고 컸는지 알 수 있다 (치미는 지붕 크기에 비례해서 그만큼 커진다)그 중 안학궁의 정전 중궁 1호의 규모가 정말 어마무시한데 높이가 86m에 좌우길이가 27m이였다고 한다 이는 경복궁 근정전과 세계 최대 목조 건축물 일본의 동대사 대불전 합친것보다 더 크다 만약 안학궁이 남아 있었다면 당연히 세계 최대의 전통 목조 건축물이였을 것이다 (대불전은 20세기 초중반에 해체하고 지붕과 내부를 철근 콘크리트로 떡칠해서 재건한거라 겉만 목조인 근현대 건축물임)이는 아파트 30층 높이라고 하는데 어디는 20층 높이라고 하고... 내가 아파트 안살아서 모르겠네당연히 이런 우람하고 웅장한 전통 건축물이라면 랜드마크도 되고 뽕빨기 이보다 좋은게 어딨겠노? 그래서 북괴가 안학궁 터 옆에다 안학궁이랍시고 지었는데문제는 남북 모두 삼국시대는 건물이 하나도 이어진게 없어서 양식을 전혀 모른다 당연히 이 가짜 안학궁도 상상에 기반해 지은거다 (근데 2017년에 정은이가 해체 했다고 한다)이렇듯 고구려의 안학궁은 어떤 건축물과도 비교가 힘든 한민족 최대규모의 건축물이였다소실된게 참으로 통탄스러울뿐.. 이세적 개새끼...정릉사정릉사는 고구려 최대 사찰로 백제의 미륵사, 신라의 황룡사와 함께 고대 3대 사찰이라 불린다 근데 배치구도가 좀 특이한편이다 원래는 대웅전이 중심에 있어야 하는데 정릉사는 탑이 가운데에 있다 아마 고구려인들은 탑을 메인으로 내세웠던게 아닐까 싶다 당연히 북괴가 복원을 한다고 했는데 목탑 대신 쥐좆만한 크기의 석탑을 지어버렸다 그래서 지금도 가장 많은 비판 받는 부분도 이 석탑이다 지을 능력이 없으면 짓질 말던가 정은이 씹쌔끼야특이한건 단청인데 우리는 삼국시대 건축물도 그냥 조선시대 단청으로 떡 발라서 대중적으로 욕을 뒤지게 처먹는데 (예: 부여 백제 왕궁)북괴는 조선 단청 빼고 다른 단청을 칠했는데 이 단청 출처가 4~6세기 고구려 고분군의 그려진 단청 문양이라 한다이는 조선시대 단청으로 떡칠 하는 것보다 낫긴하다 하지만 이게 옳다는건 아니다 달리 말하면 고구려의 단청 양식이 한두개가 아닐텐데 무덤에 있는 몇개의 단청으로 다 도배해버린거니까다만 이건 그만큼 자료가 부족해서 그런거라 참작이 가능할 뿐... 청암리 대사찰 청암리 대사찰은 정릉사,황룡사,미륵사 등 네임드들에 밀린 비운의 대사찰이다 왜냐면 청암리는 이름이 아니라 현재 대동군 청암리에 있다해서 붙혀진 이름이다 배치 구조는 위에 정릉사와 비슷하게 탑이 중심에 있다 근데 이 사찰이 중요한 것은 탑의 기단을 보면 8각형 모양인데 그 규모가 상당해서 청암리 사지의 탑도 높이가 최소 60m에서 크게는 80~90m까지 보고 있기 때문이다 그야말로 탑으로 치면 황룡사의 9층 목탑과 쌍벽을 이룬다고 할 수 있다 백제미륵사 그야말로 백제 모든 문화재 중 최대의 문화재로 백제의 상징과도 같다 미륵사를 지은 왕은 백제 마지막 왕의 아버지 무왕으로 무왕 재위기간이 40년인데 미륵사 공사기간이 35년이다즉 무왕은 재위기간 내내 지어진 고대 건축물이였던 셈 그래서 현재 미륵사가 있는 익산시의 상징물에도 이 미륵사와 관련 된 것이 많다 하지만 현재는 이 석탑 빼면 전해져 오는 미륵사의 유적 건물은 없다 그마저도 이렇게 두부 깨진 모습이다 특히 이 석탑은 총 2개인데 윗잘 오른쪽에 현대에 복원 된 석탑이 보이는데 저건 현대 한국 건축사에서 최악의 복원 중 하나라고 손꼽히고 있다 특히 저 석탑 밑에서 이 유물들로 학계가 뒤집힌 적이 있었는데 오른쪽 종이에 무왕의 아내는 선화공주가 아니라 사택적덕의 딸이라고 적혀 있기 때문이다이제껏 무왕하면 선화공주와 서동요로 유명했는데 정작 백제인들이 기록한 문헌엔 선화공주 얘기가 없다? 그래서 현재 학계에서는 선화공주는 실존 인물이 아니라 신라가 백제 유민들을 억누르기 위해 퍼뜨린 선전이라고 주장도 한다쉽게 말해 "봐라 느그 왕비도 신라인이였으니 백제와 신라 왕가는 한집안이나 다름 없다 그러니 신라의 통치에 순응하라" 는것당연히 반박도 있는데 가장 유명한 반박은 일부다처제 설로 무왕은 선화공주,사택적덕의 딸과 쓰리썸 관계였다는 것 ㅗㅜㅑ 정말로 선화 공주와 서동요 모두 신라의 프로파간다였을까? 진실은 저 너머에... 익산 왕궁 익산은 백제의 수도가 된 적은 없지만 무왕 시절 무왕의 전폭적인 지지를 받은 곳이다조선으로 치면 정조대왕과 수원 같은 관계라 보면 된다근데 수원엔 왕궁이 없다이는 즉 무왕은 정말로 익산으로 천도할 큰그림을 그리고 있던게 아닌가 추측이 가능하다 백제는 삼국 중에 가장 수도를 많이 옮겼는데 그 중 익산 왕궁은 그 터가 뚜렷해서 매우 중요한 유적지다신라황룡사신라의 전성기를 연 진흥왕께서 창건한 절로 약 100년뒤엔 선덕여왕이 백제한테 뒤지게 처맞자 정신승리 할려고 9층 목탑을 추가했다 당연히 하이라이트는 이 9층 목탑인데 높이가 81m라 못도 없는 시대에 아파트만한 크기를 나무로만 올렸다근데 정작 이 9층 목탑을 설계한 총 책임자는 백제 사람 아비였다는게 아이러니 세간에는 아비지로 알려져 있으나 지는 존칭이지 이름이 아니다(현대로 치면 "님 같은 포지션이라 보면 됨)그러나 고려 광종때 번개가 한번 굽고 이후 더 작은 크기로 재건 됐으나 몽골이 처들어와 캠프파이어 땔감으로 쓰면서 완전 몰락했다 오리지널 불국사 신라의 황룡사와 함깨 신라 건축물 원투펀치나 다름 없다 그런데 현재의 불국사는 조선 영조가 다시 재건한 사실상 조선시대 사찰이다역사는 신라시대에 지어졌다가 통일신라 가서 더 벌크업 했다 (다보탑 쓰까탑 모두 이 때 지어졌다)이후 몽골의 침입도 견디며 쭉 이어오다 왜란 때 쪽군 장수 가토 기요마사 씨발놈이 다 태워버렸다 이는 승병의 저항도 쌘대 불국사에서 대량의 무기가 발견 됐기 때문이다 웃긴건 이새낀 불교신자다 불교 신자면 시발롬이 좀 봐주지 이걸 태우냐.....그렇게 조정의 관심 밖이 되어 쭉 이어지다 드디어 영조 때 이르러 다시 재건 됐다근데 상록하단의 단청을 가진 전형적인 조선시대 사찰 모습으로 복원 됐을 뿐...그러나 이후 다시 버려졌고 폐사지 되어 구한말에 오면 상당수가 처참한 모습으로 변해 있었다는 사실 계단만이고 전각들은 상당수가 구한말까지 그대로 쭉 이어졌다 위에 사진 잘 보면 부숴진건 계단들이지 전각들은 형태를 갖추고 있다보통 불국사 폐허하면 위에 사진이 유명해서 착각을 많이 한다 정작 중요한 전각을 안보고... 참고로 조선시대 기록을 보면 불국사의 규모는 무려 천칸이였다고 한다 지금과는 비교도 안되는 대사찰이였던 것번외 - 현재 위치조차 모르는 대유적지서울 백제 왕궁 백제는 장수왕한테 서울을 내주기 전 까지 서울 위주로 돌아간 수도권 왕조였다 무려 서울에서 지낸 기간이 493년으로 동서울 지역은 백의 수도 위례성이 있던 곳이다 근데 500여년간 수도였는데 왕궁터가 어디에도 없다 왕들의 무덤으로 추측되는 돌무덤들은 많은데 백제의 왕들이 살았던 궁궐 유적지가 모호하다현재는 사진의 풍납토성부터 몽촌토성까지 별별 설이 다 나오고 있지만 확실한 증거가 전혀 없다 그러다 드디어 작년에 잠실진주 아파트 공사 도중 첨으로 위례성 유물들이 쏟아져 나왔는데 첨에는 다들 백제 지역이니까 그냥 백제 유물인가 보다 했다 근데 6세기 신라 유물들도 섞여있었다는 것이 중요하다 이는 즉, 백제 뿐 아니라 신라도 이 지역을 중요하게 사용 했다는건데 이 정도로 두왕조의 유물이 겹쳐서 쏟아져 발견 됐다는건 이곳이 중요한 지역이였다는 것일거고 그렇다면 유추되는 장소는 하나 뿐 백제의 수도 위례성이다 실제로 풍납토성 몽촌토성과 거리가 멀지 않다만약 이 가설이 맞는다면 백제의 서울 왕궁은 현재 잠실과 그 주변에 있을 수도 있다 물론 그 위에 이미 아파트부터 상가가 다 점거 하고 있어서 지금처럼 공사나 아니면 발굴 작업이 있기 전까진 땅 밑에 잠들어 있겠지만... 그래도 얼추 유추할 단서라도 나온 것에 큰 의의가 있다 본다 요약 고구려의 정릉사,안학궁,청암리 대사찰백제의 미륵사,익산 왕궁,서울 왕궁 신라의 황룡사, 오리지널 불국사 모두 실제로 노무 보고 싶다!!!
작성자 : ㅇㅇ고정닉
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