<< F-16 Fighting Falcon >>
미국공군은 전통적으로 F-4 및 F-15, 해군은 F-14와 같은 대형 중량 전투기를 주력기로 선호하여 왔으나 1970년대 초 월남전의 장기화에 따른 전비 부담의 증가로 국방비에 큰 타격을 받고 있었으며, 기동성이 경쾌한 MIG기에 대항하기 위한 공대공 전투용 경량전투기의 개발이 필요하게 되었다.
한편 미공군 차세대 주력 전투기로 채택된 F-15는 제공임무를 위주로 하는 단일 목적의 기종으로 미공군에서는 F-4와 같은 다목적기의 필요성이 대두되었다. 이와 같은 배경으로 미국방성은 소형경량 전투기(LWF: Light Weight Fighter) 개발의 필요성을 절감하게 됨으로써 대형중량 전투기와 소형경량 전투기를 병합하여 개발한다는 Hi-Low-Mix 정책을 수립하게 되었다. 1971년 LWF 개발계획에 대한 구상으로 미공군은 최대속도는 Mach 2를 넘지 않으며, 대형 레이더나 대형 장거리 미사일 탑재가 불필요하고, 가속력이 양호하며 큰 받음각에서의 기동성이 양호할 것을 제시하였으며, 이에 따라 1972년 4월 LWF 연구기 개발에 G.D(General Dynamics)사와 Northrop사를 선정하고 각각 2대의 원형기 제작을 계약하였으며, 이들을 각각 YF-16과 YF-17로 명명하였다.
양 기종은 순수 연구목적에서 출발하였으나 1974년 4월 미국방성은 이를 발전시켜 공중전투기(ACF: Air Combat Fighter) 개발로 방향이 수정되었으며, 1974년 2월과 5월 YF-16 1,2호기의 첫 비행이 실시되고 6월과 8월에 YF-17의 시험비행이 실시된 후, 12월에 있은 비교심사에서 항속성능과 가속성능 및 단발전투기로서 엔진의 성능이 약간 우세한 것으로 판단된 G.D사의 YF-16이 1975년 1월 미공군의 ACF로 선정되었다.
G.D사는 1975년 1월 ACF용으로 15대를 발주받아 개발을 시작하였는데, 이 항공기가 바로 F-16A Fighting Falcon으로써 YF-16과 같은 시험용이 아니라 고성능의 사격통제장치를 장비하여 대지공격 능력을 겸비한 강력한 다목적 전투기로 탄생되었다. F-16A의 본격개발기 (FSD: Full Scale Development)는 8대가 제작되어 1976년 12월 1호기가 최초비행을 개시하였으며, 양산형 F-16A 1호기가 1978년 8월 최초 비행에 성공하였고 1979년 1월 부대배치를 시작하였다.
당초 F-16의 양산계획은 F-4 및 F-104 대체용으로 650대 정도였으나 소형 경량이면서도 다목적 전투기로서의 능력을 인정받아 1977년말 미공군이 1,338대로 발주대수를 늘렸으며 1975년 6월 벨기에, 덴마크, 네덜란드 및 노르웨이 등 NATO 4개국은 F-104 대체기로서 F-16 348대를 신청하였고, 1976년 10월 이란은 160대를 발주하였다.
이후 F-16은 성능개량 및 발전형이 속속 개발되었는데, 미국과 NATO 4개국이 참가하여 1980년 2월부터 추진한 다국간 단계적 성능향상 계획(MSIP: Multinational Staged Improvement Program)에 의해 F-16A/B는 종래의 제공전투기에서 대지공격 능력을 보유한 전술 전투기로 변모하게 되었다.
MSIP는 3단계로 실시되었는데, MSIP Ⅰ은 F-16에 가시거리밖(BVR: Beyond Visual Range) 전투능력 구비를 위한 개조가 수행되어 F-16 A/B Plus라 불리워졌고, MSIP Ⅱ에 의해 개량된 것이 F-16C/D이다.
MSIP Ⅲ은 1986년 후반부터 생산되는 F-16C/D 블록(Block) 30부터 적용되었는데, 주요 내용은 ECM, RWR 및 항법장비 등 항공전자 장비를 개선함으로써 대지공격 및 항법능력이 더욱 향상되었으며, F-16C/D 블록 40은 야간 저고도항법 및 공격장비(LANTIRN: Low Altitude Navigation and Targeting Infra-Red for Night)를 장착함으로써 야간 공격능력을 향상시켰다.
한편 MSIP 계획에 의해 공대공 및 공대지 공격성능은 대폭 향상되었으나, 당초 값이 싼 다목적 전투기 제작이라는 입장에서 출발한 F-16의 성격과 배치되게 됨으로써, 작전성능개량(OCU: Operational Capability Upgrade)계획이 나오게 되었는데, F-16A/B 블록 10 및 15를 개수하여 성능이 좀 떨어지더라도 가격이 저렴한 간이형을 생산하여 1985년말 미국본토 방공임무용으로 주방위공군에 270대가 납품되었다.
F-16의 발전형으로 CCV 성능을 연구하기 위하여 YF-16 1호기의 동체하부에 귀날개(Canard)를 장착한 AFTI/F-16(Advanced Fighter Technology Integration/F-16)이 생산되어 여기서 얻어진 연구결과는 미공군의 ATF에 적용되었다.
또한 초음속 순항비행 능력 및 전투능력이 우수한 F-16E(F-16XL 이라고도 함)는 미공군의 2중임무 전투기(DRF: Dual-Role Fighter)를 목표로 개발되었으나, F-15E와 경쟁하여 실패한 후 새로운 기술운용 시험이 계속되고 있으며, RF-16이 1990년 시험비행을 실시하였다.
F-16은 제공 및 대지공격 능력을 갖는 소형 경량의 다목적 전투기로 개발되었으며, 동체는 모듈방식에 의해 세부분으로 나누어지도록 설계됨으로써 비교적 용이하게 새로운 발달형 기체로 개발할 수 있으며, 주익과 동체의 연결은 Blended-Wing-Body 구조로써 표면적을 적게하여 공기저항을 줄이면서도 기내 용적은 크게하도록 설계되었다.
이 일체형 구조에 의하여 동체의 길이를 10% 정도 줄이고 중량은 750lbs 정도 경감시켰으며, 연료탱크의 유효용적을 50% 증가시켜 항속거리가 60%정도 늘어나게 됨으로써 기내 적재연료만에 의한 항속성능은 F-15를 능가할 정도로 우수하다.
주익은 전체적으로 삼각형으로써 전연플랩(Flap)이 장착되었고, 뒷전에는 플랩퍼론(Flaperon)이 부착되었다.
수평꼬리날개는 주익밑면 하중을 충분히 확보하기 위하여 비교적 넓게 설계되었으며 수직꼬리날개는 큰 받음각에서의 방향안정성 유지를 위하여 비교적 높게 제작되었다.
기체의 재질은 가격을 저렴화하기 위하여 78%가 알루미늄 합금이며, 티타늄을 비롯한 고가의 복합재질을 2∼4%로 사용을 제한하였다.
엔진은 처음부터 시장성을 감안하여 F-15와 동형의 Pratt & Whitney사의 F100 엔진을 채용하였으나, F-16C/D형부터는 General Electric사의 F110 엔진과 호완성을 갖도록 엔진격실이 개조되었으며, 1991년부터 생산되는 F-16C/D 블록 50부터는 추력이 29,000lbs급의 성능개량 엔진(IPE: Improved Performance Engine)이 장착되고 있다. 또한 단발엔진의 단점을 보완하기 위하여 비상동력원(EPU: Emergency Power Unit)을 장비함으로써 주엔진 결함시 이를 사용하면 하이드라진(Hydrazine)과 물의 화학반응에 의한 가스 압력으로 터빈을 작동시켜 이 동력으로 비상용 발전기 및 유압펌프를 구동하여 상당기간 정상비행이 가능토록 하였다. 엔진의 공기흡입구는 동체하부에 위치시켜 큰 받음각 상태의 기동시에도 유입기류가 안정되도록 하였으며, 지상활주시 이물질 흡입을 방지하기 위해 전방 착륙바퀴의 위치를 공기흡입구 후방에 위치시켰다.
F-16의 특징 중 가장 뛰어난 것은 세계최초로 비행조종 계통에 Fly-By-Wire 시스템을 채택하여 CCV(Control Configured Vehicle) 조종개념으로 설계되었다는 것인데, 완전한 CCV는 아니지만 고성능의 능동 제어기술(ACT: Active Control Technology)에 의하여 정적 안정을 최소로 하고 기동성을 향상시키는 한편, 전연플랩과 후연 플랩퍼론을 자동제어 함으로써 저항을 최소로 줄이고 고양력을 얻는데 성공했으며, 특히 전연플랩은 공중기동시 변하는 마하 수나 받음각에 대응하여 항시 최적의 위치를 유지할 수 있도록 되었다. 조종석은 캐노피가 돌출형으로 설계되어 시계가 아주 양호한데, 수평으로는 360도 전방향, 기수 앞쪽으로는 15도 밑까지, 그리고 측면은 죄우 아래쪽으로 30도까지 아주 넓은 시계를 확보할 수 있으며, 좌석이 30도 뒤로 경사지도록 장착됨으로써 9G까지의 높은 기동에서도 견딜 수 있도록 설계되었고, 재래식의 큰 조종간 대신 아주 작은 사이드 스틱을 조종석 측면에 장치하여 조작량을 최소화하였다. F-16은 고기동성을 목표로 설계된 전투기로서 탁월한 가속성을 갖고 있는데, 최대속도는 Mach 2정도이나, 마하 0.9에서 마하 1.6까지의 가속시간이 70초로써 F-15의 60초에버금가는 세계 일류급이며, 충분할 여유추력과 낮은 날개하중 및 큰 받음각에서의 뛰어난 특성으로 천음속에서의 기동성이 대단히 우수한데, 해면상에서 속도 마하 0.85일 때 최대 선회율이 초당 19.2도로서 F-15에 능가하는 세계 제 1의 선회율을 유지하고 있다.
주요 탑재 항공전자 장비로는, APG-68 펄스 도플러 거리 및 방향탐지 레이더가 장착되어 공대공 모드시 거리, 방향, 속도 탐지기능 및 10개의 목표물에 대하여 동시추적이 기능이 있으며, AIM-7 스패로우(Sparrow) 공대공 미사일에 대한 표적조사가 가능하고, 공대지 모드에서는 Ground Mapping Doppler-Beam-Sharpening 및 이동 또는 고정된 지상목표물 추적과 지상거리 측정 등 다양한 기능이 가능하다.
또한 야간 대지공격 장비인 야간 저고도항법 및 공격장비(LANTIRN: Low Altitude Navigation and Targeting Infrared for Night)는 주·야간 자동 목표물 포착, 원거리 목표물 식별, 자동 목표물 식별, 자동 목표물 지시, 자동 레이더 유도 폭탄투하 능력 및 정밀 공대지 레이더 거리포착 기능이 가능하며, 위성 항법장비(GPS: Global Positioning System)를 장착하여 위성으로부터의 전파를 수신하여 3차원의 정확한 위치를 지시할 수 있게 해주고 또한 새로운 ECM 장비인 ALQ-165 ASPJ(Airborne Self Protection Jammer)를 장착함으로써 생존성을 향상시켰다.
무장 적재능력은, 전방동체 좌측 주익 스트레이트 상부에 M61A1 20㎜ 기총 1문이 탑재되며, 외부 무장장착대는 날개끝, 동체하부 및 주익하부에 총 9개소가 설치되어 있어 5.5G의 기동시 최대 20,450lbs 까지 탑재가 가능하고, 9.0G의 기동시에는 최대 11,950lbs까지 무장탑재가 가능하다.
공대공 미사일로는 AIM-9J/L 사이드와인더(Sidewinder)를 비롯하여 AMRAAM, 매직 2(Magic 2) 및 스카이 플래쉬(Sky Flash)를 장착할 수 있고, 공대지 미사일로는 AGM-65 매버릭(Maverick)공대공 미사일, ALAAM, HARM 및 쉬라이크(Shrike)레이더 파괴용 미사일과 펭귄(Penguin) 공대함 미사일을 적재할 수 있으며, 여러 가지 종류의 로켓, 유도폭탄 및 재래식 폭탄의 장착이 가능하다. 또한 GPU-5 / A 30㎜ 기총포드 및 정찰용 포드와 레이저조사 포드 등의 장착 운용이 가능하다.
1978년 8월 미공군에 납품된 이래 F-16 계열은 오늘날 NATO 4개국 및 아시아, 남미를 포함하여 세계 16개국에서 운용중에 있으며, 특히 우리 나라는 1986년부터 40대의 F-16C/D 블록 30을 도입 운용중이며, 1991년 4월 차세대 전투기 사업(KFP: Korea Fighter Program)에 의해 F-16C/D 블록 50이 선정됨으로써 1990년 중반 120대를 추가로 도입하여 운용할 예정이다.
F-16은 다목적 전투기로 개발됨으로써 다양한 임무를 수행하고 있는데 제공 및 대지공격을 비롯하여 공중정찰, 대공제압 임무와 전투훈련시 가상 적기로서의 역할과 신기술 개발을 위한 시험비행 임무 등 실로 폭넓은 임무를 수행하고 있다.
1990년대말 현재 F-16 계열은 세계 16개국에서 2,800대 이상 운용되고 있으며, 200년대까지 1,300대 정도가 추가롤 운용될 것이다.
F-16이 최초로 전투에 참가한 것은 1981년 6월 이스라엘 공군이 이라크의 오시라크 원자로를 폭격한 것이다. 이 폭격은 F-15 6대의 엄호하에 전개되었는데, 시나이 사막내 Etzion 공군기지에서 이륙한 8대의 F-16은 2,000lbs 폭탄을 적재하고 요르단 및 사우디 상공을 저고도 고속으로 통과하여 50분 후 바그다드 남방 12MM에 위치한 원자로 돔에 2000lbs 폭탄 8발을 투하하였다. 이 전투에서 F-16은 공중재급유 없이 540MM밖의 목표물을 폭격함으로써 대지공격능력 및 우수한 항속능력을 입증하였다.
F-16이 공중전에 참전한 것은 1982년 6월부터 시작된 이스라엘과 시리아간의 레바논 전투(일명 베카 계곡 전투)이다. 이스라엘 공군의 F-16은 F-15와 함께 베카 계곡내 시리아 방공포망을 폭격하기 위해 이륙한 A-4 및 F-4 전폭기의 공중 엄호기로 출격한 시리아의 MiG-21/23기 85대를 격추하였다.
미국측 자료에 의하면 격추된 시리아기 중 약 40대가 F-15에 의해 약 44대는 F-16에 의해 격추되었으며, 이러한 성과는 이스라엘 조종사의 월등한 기량과 E-2C 조기경보기의 확실한 정보지원 및 이스라엘 공군의 우수한 무리체계 성능에 기인한 것으로 평가되고 있다.
또한 F-16은 1991년 1월 발발한 걸프전시 다국적군의 주력전투기로 총 210대가 참가하여 공대공, 후방차단, 근접지원 빛 대 레이더 공격임무에 총 1만 1천회를 출격하였다.
주요 임무로는 이라크의 수도 바그다드 주변의 전략목표를 정밀 폭격하는 후방차단에 전체 F-16출격의 88.2%인 10400소티를 지원하였으며 이중 야간출격 횟수는 전체 작전기의 38%를 차지하였다. 특히 야간 저고도항법 및 공격장비(LANTIRN)는 AGM-65 매버릭 공대지 미사일과 재래식 폭탄의 발사에서 높은 적중률로 그 성능을 과시하였다.
F-16의 제 유형
YF-16
미공군의 소형경량 전투기(LWF: Light Weight Fighter) 개발계획에 의해 제작된 것으로 2대의 시제기가 제작되어 1974년 2월 첫 비행에 성공하였고 YF-17과 경합하여 미공군 ACF로 선정되였으며,이후 AIM-7 및 스카이 플래쉬 공대공 미사일발사 시험 등 각종 시험기로 사용되고 있다.
F-16 A/B
미공군 ACF용으로 1975년 8년 첫비행에 성공한 것으로써 F-16A/B는 YF-16과 같은 간이형이 아니라 고성능의 사격통제 시스템(FCS: Fire Control System)을 장비하여 대지공격 능력을 겸비하였으며, 무장탑재량을 증가시키기 위하여 YF-16에 비하여 주익면적을 7.1% 확대하고, 수평미익도 15.3%가 넓어지는 등 기체 구조가 더욱 강화되었다. 이 개조를 통하여 당초 목적의 제공전투기로부터 대지공격 능력을 갖춘 본격적인 전술전투기로 변모하였다.
F-16 C/D
F-16 C/D형은 F-16에 가시거리 밖(BVR: Beyond Visual Range)의 공격능력 구비를 위해 1981년 11월부터 추진된 다국간 단계적 개량계획(MSIP: Multinational Staged Improvement Program)에 의해 무기체계와 항공전자 장비 및 기타 소프트웨어가 개선되었다.
주여 개선내용은 레이더가 APG-66에서 APG-68로 강화되었으며, 조종석에 2개의 복합기능 시현장비를 장착하고 광각의 신형 전방시현장비(HUD)가 장착되었으며, 1986년 후반부터 생산된 F-16 C/D 블록 30에는 신형 ECM 장비인 ALQ-165 ASPJ(Airborne Self Protection Jammer)를 탑재하기 위한 개조가 수행되었고, 레이더 경보 수신장비(RWR: Rader Warning Receiver)도 ALQ-69에서 신형 ALQ-74로 개선되었으며, 위성항법장비(GPS: Global Positioning System)가 탑재되어 항법능력이 더욱 향상되었다.
1988년 12월 납품을 시작한 F-16C/D 블록 40은 야간의 정밀지상공격 능력을 향상시킨 것으로써 야간 저고도항법 및 공격장비(LANTIRN)를 장착함으로써 야간 저공비행시 목표식별 및 정밀공격 능력을 갖추게 되었다.
1991년 후반기부터 생산되는 F-16C/D 블록 50은 추력 29,000lbs 급으로 성능이 향상된 엔진이 장착되며 신형 ECM 장비가 장착됨으로써 생존성의 향상을 도모하였다.
F-16E(F-16 XL)
F-16E는 초음속 순항기 개조계획(SCAMP: Supersonic Cruise Aircraft Modification Program)에 의한 초음속 순항전투기 개발을 목표로 한 시제기로 제작되어 1982년 시험비행을 실시하였다.
초음속 순항을 위하여 날개면적을 F-16A에 비해 2배이상 증가시키고, 동체는 1.42m 연장되었으며, 무미익 삼각(Delta)형 주익의 형태로 설계되었다.
F-16E는 공대공/ 공대지 공격기능이 우수한 파생형으로써 F-16 계열의 후기 발전형으로 양산이 예상되며 현재 생산된 2대의 시제기는 시험비행과 새로운 기술 응용 시험에 사용되고 있다.
AFTI/ F-16
1978년 2월 CCV 기술을 포함한 새로운 기술을 종합적으로 개발하기 위한 AFTI(Advanced Fighter Technology Integration) 계획에 의해 F-16이 선정되어 F-16A를 개조한 AFTI /F-16이 1982년 7월 첫 선을 보이게 되었다.
AFTI /F-16은 동체하부에 귀날개(Canard)를 달고 조종시스템을 4중 아날로그 방식에서 3중 디지털 Fly-By-Wire 시스템으로 발전시켜 신뢰성을 향상시켰으며, 화력통제 통합(IFF: Integrated Flight & Fire Control) 시스템을 채용함으로써 레이더나 적외선 전방탐지장비(FLIR) 또는 레이더 거리 측정기에 의하여 기동공격 능력을 대폭 향상 시켰다. AFTI /F-16은 1982년 7월 첫 비행 후 기술개발을 위한 시험비행을 계속하여 여기서 얻어진 기술적인 결과를 미공군의 차기전투기(ATF: Advanced Tactical Fighter)에 반영하였다.
F-16 RECCE(RF-16)
1990년초 최초로 모습을 나타낸 F-16 RECCE는 정찰형 F-16으로서 기존의 전술 정찰기가 필름에 의존한데 반하여, F-16 RECCE는 진보된 전술항공 정찰 시스템(ATARS: Advanced Reconnaissance System)을 장착함으로써 전자광학에 의한 디지털 링크에 의해 선명한 양질의 정보를 실시간 화면으로 전송이 가능하다.
F-16은 1990년대 초까지 미공군용 및 수출용 F-16의 생산이 계속될 예정이며 F-16 A/B에 대해서는 2000년까지 조종석 및 항공전자 장비의 성능향상이 계속될 것이며 F-16 C/D는 1995년까지 추력이 증가된 블록 50의 생산이 계속되며, 주て 야간 대지공격 능력 향상을 위한 성능개량이 계속될 전망이다.
[ 제원 및 성능 ]
제 원 (F-16C)
- 전 장 : 15.03m(49.3ft)
- 기 폭 : 10.00m(32.75ft)
- 기 고 : 5.09m(16.7ft)
- 자 중 : 7,618㎏(15,200lbs)
- 최대이륙중량 : 19,187㎏(42,300lbs)
- 엔진(블록 50): GE F110-GE-129 터보팬 옜Ａ?또는 PW F-100-PW-229 터보팬 엔진
성 능 (F-16C)
- 최대속도 : Mach 2.0 이상
- 실용상승고도 : 15,240m(50,000ft)
- 전투행동반경 : 925㎞ 이상(500NM)
- 최대항속거리 : 3,890㎞(2,099NM)
- 추력대 중량비 : 1.1: 1