美 F-22 랩터, 애프터버너 없이 마하 1.5…슈퍼크루즈 압도적 성능

미 공군과 해군, 해병대는 물론 전 세계 주요 동맹국에 대량 배치되며 현대 공중전의 다목적 주력기로 자리 잡은 5세대 스텔스 전투기 F-35 '라이트닝 II(Lightning II)'. 그러나 후기연소기(애프터버너·Afterburner)를 켜지 않은 '순수 비행 성능' 상태에서 가장 빠른 미군 전투기 왕좌는 여전히 원조 5세대 스텔스기인 F-22 '랩터(Raptor)'가 굳건히 지키고 있는 것으로 나타났다.

8월 15일(현지 시각) 미국 군사·기술 전문 매체 '슬래시기어(SlashGear)' 등에 따르면, F-22는 후기연소기를 가동하지 않고도 음속을 돌파해 초음속 상태를 지속 유지하는 '초음속 순항(슈퍼크루즈·Supercruise)' 능력에서 미군 전력은 물론 현용 전 세계 모든 전투기를 압도하고 있다.


통상 제트 전투기는 배기가스 통로에 고압의 항공유를 직접 분사해 순간적으로 막대한 폭발적 추진력을 얻는 '애프터버너'를 점화해야만 마하 1 이상의 초음속에 도달할 수 있다. 하지만 애프터버너는 막대한 양의 연료를 순식간에 집어삼키는 '연료 폭식' 탓에 실전 교전이나 긴급 이탈 등 극히 제한적인 상황에서 수 분 동안만 짧게 사용된다.
다목적 전폭기로 설계된 F-35의 경우 기본 순항 속도가 음속 미만인 '아음속'에 머문다. F-35가 최고 속도인 마하 1.6(시속 약 1930㎞)에 도달하려면 반드시 애프터버너를 점화해야 하며, 이는 급격한 연료 소모로 이어진다.

반면 순수 공중우세(Air Superiority) 제공 전투기로 태어난 F-22는 애프터버너를 전혀 켜지 않은 '기본(Dry) 추력' 상태만으로도 마하 1.5 이상(시속 1850㎞ 이상)의 초음속 순항이 가능하다. 애프터버너를 점화할 경우 최고 속도는 마하 2.25(시속 약 2414㎞)까지 치솟는다.

슈퍼크루즈는 단순히 속도만 빠른 것이 아니다. 연료를 아끼면서 적 방공망 침투 시간을 획기적으로 단축하고 작전 반경을 대폭 늘릴 수 있다. 아울러 애프터버너 사용 시 발생하는 막대한 고열 배기가스를 원천 차단함으로써 적의 적외선 탐지·추적(IRST) 장비와 열추적 미사일에 대한 피탐율을 낮춰 스텔스 생존성을 극대화하는 결정적인 무기다.


전투기가 음속 돌파 시 급격히 치솟는 '천음속 항력(Transonic drag·공기저항)'을 애프터버너 없이 뚫어내기 위해서는 압도적인 기본 엔진 출력과 날렵한 공기역학적 동체 형상이 필수적이다.

유로파이터 타이푼, 다소 라팔, 중국의 청두 J-20 등도 제한적인 슈퍼크루즈 능력을 보유하고 있으나, F-22만큼 높은 속도로 장시간 순항할 수 있는 기체는 전무하다.
비결은 막강한 쌍발 엔진과 가벼운 기체 무게다. F-22는 프랫 앤드 휘트니(P&W)의 F119-PW-100 터보팬 엔진 2기를 장착해 기체당 총 5만 2000파운드(엔진당 2만 6000파운드)에 달하는 막대한 기본 추력을 뿜어낸다.

단발 엔진인 F-35 역시 P&W의 최신 F135 엔진을 통해 단일 엔진 기준 세계 최강인 2만 5000파운드(애프터버너 점화 시 4만 파운드)의 기본 추력을 발휘한다. 그러나 F-35는 대형 무장창과 각종 전자전·다목적 센서 체계로 인해 기체 총중량이 약 7만 파운드(약 31.7톤)에 달한다. 반면 공대공 제공권 장악에 최적화된 F-22의 자체 중량은 약 4만 3340파운드(약 19.6톤) 수준으로 훨씬 가볍다.

항공 군사 전문가들은 "F-35가 뛰어난 센서 융합과 다목적 지상 타격 능력을 갖춘 '전장의 지휘관'이라면, F-22는 쌍발 엔진의 압도적 추력 대 중량비와 독보적인 슈퍼크루즈 능력을 갖춘 '하늘의 절대 암살자'"라며 "F-22가 왜 20여 년간 세계 최강의 제공 전투기 자리를 내주지 않는지를 증명하는 대목"이라고 평가했다.


노정용 글로벌이코노믹 기자 noja@g-enews.com