공중 급유기
1. 개요
1. 개요
공중 급유기는 비행 중인 다른 항공기에 항공 연료를 공급하는 특수한 군용기를 가리킨다. 이 기체는 주로 민간 여객기나 군용 수송기를 개조하여 제작되며, 공중 급유 임무와 더불어 인원 및 화물 수송도 수행할 수 있는 다목적 공중 급유 수송기 형태로 개발되는 경우가 많다. 군사 용어로는 탱커 또는 공대공 탱커라고도 불린다.
이러한 항공기의 주요 운용 목적은 군사 작전에서 전투기나 폭격기 등의 작전 반경과 체공 시간을 대폭 늘리는 데 있다. 이륙 시 최소한의 연료만 탑재한 뒤 공중에서 추가 급유를 받으면, 항공기는 더 많은 무장을 탑재하고 더 먼 거리까지 작전을 수행할 수 있게 된다. 이는 특히 활주로 길이가 제한된 항공모함에서 함재기를 운용할 때나, 장거리 타격 임무에서 중요한 전략적 가치를 발휘한다.
공중 급유 기술은 1921년 곡예 비행 형태로 처음 시도되었으며, 1923년에는 호스를 연결하는 보다 체계적인 방식이 등장했다. 현재는 크게 붐/리셉터클 방식과 프로브/드로그 방식이라는 두 가지 주요 급유 방식이 존재하며, 각각 장단점이 있어 운용 주체의 필요에 따라 선택된다. 이 기술은 순수 군사적 목적으로 개발되었으며, 민간 항공 분야에서는 위험성과 경제성 문제로 인해 공중 재급유 시스템이 운용되지 않는다.
주요 운용 주체는 각국 군대이며, 미국, 러시아를 비롯한 여러 국가에서 운용하고 있다. 대한민국도 KC-330 시그너스 다목적 공중 급유 수송기를 도입하여 운용 중에 있다.
2. 역사
2. 역사
공중 급유의 역사는 1920년대 초반의 모험적인 시도에서 시작된다. 1921년 최초의 공중 급유는 곡예비행에 가까웠는데, 스턴트맨이 한 항공기에서 다른 항공기로 직접 연료통을 옮겨 나르는 위험한 방식으로 이루어졌다. 당시의 느린 속도의 항공기에서만 가능했던 이 실험은 1923년 호스를 이용한 보다 체계적인 연결 방식으로 발전하는 계기가 되었다.
이러한 선구자들의 실험을 거쳐, 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 사이에 오늘날과 유사한 공중 급유 장비의 기본 형태가 완성되었다. 군사 작전에서 장거리 비행과 긴 체공 시간의 필요성이 대두되면서 본격적인 개발이 촉진된 것이다. 전쟁 이후에는 항속거리와 탑재량 면에서 유리했던 폭격기를 개조한 급유기가 등장하기도 했다.
그러나 시간이 지나며 수송기의 성능이 비약적으로 향상되면서, 수송기를 기반으로 개조하는 방식이 주류를 이루게 되었다. 이는 대형 화물 공간과 경제성, 그리고 다양한 임무 수행 가능성 때문이다. 이러한 경향은 현재까지 이어져, A330 MRTT와 같은 다목적 공중 급유 수송기의 개발로 이어졌다.
한편, 항공모함에서 운용하는 함재기들은 별도의 전문 급유기 없이 전투기 간의 버디 급유로 연료를 보충해 왔다. 그러나 이 방식의 한계를 극복하기 위해 미국 해군은 MQ-25 같은 전문 무인 항공기 급유기를 개발하는 등 새로운 해법을 모색하고 있다.
3. 특징과 기능
3. 특징과 기능
공중 급유기는 철저히 군사적 목적으로 운용되는 특수 항공기이다. 민간 항공 분야에는 공중 재급유 시스템이 존재하지 않는다. 이는 민간 항공 운송의 목적이 이윤 창출이며, 경로 변경이 거의 없고, 무거운 재급유 장치를 탑재하고 인원을 훈련할 필요가 없기 때문이다. 또한 여객기의 경우 공중 급유 행위 자체의 안전상 우려도 존재한다.
주요 기능은 비행 중인 타 항공기에 항공 연료를 공급하여 장거리 운항 및 체공시간을 향상시키는 것이다. 이는 작전 달성, 위험 회피, 항공기 생존을 위해 등장한 개념이다. 특히 전투기가 이륙 직후 추가 급유를 받으면, 최대이륙중량의 제약을 극복하고 더 많은 무장을 탑재할 수 있어 작전 반경이 크게 확대된다. 이는 활주거리가 짧은 항공모함에서의 함재기 운용에도 유리하다.
또한 공중 급유기는 파일럿에게 심리적 안정을 제공한다. 교전 중 보조 연료탱크를 제티슨하더라도 귀환 시 급유기가 대기 중이라면 연료 부족에 대한 걱정을 덜 수 있으며, 무장이 남았다면 연료 보급 후 전선으로 재복귀할 수도 있다. 이러한 능력으로 인해 공중 급유기는 아군 공군기의 체공시간을 늘려 유연한 전술적 대응을 가능하게 하므로, 조기경보통제기와 함께 중요한 전략 자산으로 취급된다.
4. 수송 능력
4. 수송 능력
공중 급유기는 기본적으로 항공 연료를 운반하여 다른 항공기에 공급하는 임무를 수행하지만, 많은 기종이 수송기나 여객기를 기반으로 개발되기 때문에 상당한 수송 능력을 함께 보유한다. 이러한 기체는 다목적공중급유수송기(MRTT)로 분류되며, 공중 급유 임무와 더불어 인원 및 화물 수송 임무를 동시에 수행할 수 있다. 예를 들어, 대한민국 공군의 KC-330 시그너스는 에어버스 A330 여객기를 기반으로 하여, 공중 급유 장비를 탑재하면서도 기존의 객실 공간을 활용하여 많은 인원이나 화물을 수송할 수 있다.
이러한 다목적성은 기체 설계에서 기인한다. 민항기 기반의 공중 급유기는 동체 하부에 주로 급유용 연료탱크를 설치하고, 본래의 객실이나 화물칸은 그대로 유지하는 경우가 많다. 이는 기체의 중량 균형을 유지하면서도 유휴 공간을 활용하기 위한 것이다. 따라서 파병 장병 수송, 긴급 구호 물자 수송, 또는 교민 소개와 같은 다양한 군사 및 비군사적 수송 임무에 유연하게 투입될 수 있다. 미 공군의 KC-135나 KC-10과 같은 기종도 화물이나 인원을 수송할 수 있는 공간을 보유하고 있다.
그러나 민항기 기반 공중 급유기의 수송 능력에는 한계도 있다. 군용 전술 수송기와 달리 열악한 비포장 활주로에서의 운용이나 단거리 이착륙(STOL) 능력은 부족한 경우가 많다. 또한, 대부분 램프 도어가 없어 장비 탑재 시 지상 지원 장비가 필요하므로, 신속한 전술 수송에는 적합하지 않을 수 있다. 반면, 일류신 Il-76 같은 수송기를 기반으로 한 Il-78과 같은 기종은 군용으로 설계되어 더 튼튼한 구조를 가지지만, Il-78M처럼 순수 급유기 임무에 특화되어 수송 능력을 포기한 파생형도 존재한다.
결국 공중 급유기의 수송 능력 활용도는 해당 국가의 운용 여건에 크게 좌우된다. 공중 급유기의 대수가 적고 평시에 상대적으로 임무 부하가 낮은 국가에서는 수송 임무에의 활용도가 높은 반면, 항상 급유 임무가 우선시되는 환경에서는 수송 능력이 보조적인 역할로 남게 된다.
5. 분류
5. 분류
5.1. 붐/리셉터클 방식
5.1. 붐/리셉터클 방식
붐/리셉터클 방식은 공중급유 방식 중 하나로, 급유기가 장착한 급유봉(붐)을 수급기 동체 상부의 급유구(리셉터클)에 삽입하여 연료를 공급하는 방식이다. 이 방식은 주로 미국 공군과 이를 모방하는 국가들의 공군에서 사용되며, 폭격기나 수송기 같은 대형 항공기에 급유하는 데 적합하다.
이 방식의 가장 큰 장점은 빠른 연료 공급 속도이다. 굵은 급유관을 사용하기 때문에 프로브/드로그 방식에 비해 단위 시간당 더 많은 연료를 전달할 수 있다. 또한, 급유를 받는 항공기의 조종사는 급유봉을 직접 조준할 필요 없이 지정된 위치에 접근만 하면 되며, 나머지 정밀 조정은 급유기 후방에 탑승한 '붐 오퍼레이터'가 담당한다. 이로 인해 조종사의 부담이 줄어들고, 급유구를 조종석 후방에 배치하는 등 항공기 설계에 유연성을 제공한다.
그러나 이 방식은 시스템이 크고 무거워 대형 항공기에만 탑재 가능하다는 단점이 있다. 급유봉과 그 조작 장치, 그리고 붐 오퍼레이터를 위한 공간이 필요하기 때문이다. 또한, 한 번에 한 대의 항공기에만 급유할 수 있어 다수의 항공기를 동시에 지원하는 데는 비효율적일 수 있다. 헬리콥터는 메인 로터와의 간섭 문제로 이 방식을 사용할 수 없다.
대표적인 붐/리셉터클 방식 공중급유기로는 KC-135와 KC-10, KC-46 등이 있으며, 대한민국 공군의 KC-330 시그너스와 일본의 KC-767도 이 방식을 주력으로 채택하고 있다. 많은 현대 다목적 공중급유수송기(MRTT)는 호환성을 높이기 위해 붐 방식과 함께 프로브/드로그 방식의 장비를 함께 탑재하는 경우도 흔하다.
5.2. 프로브/드로그 방식
5.2. 프로브/드로그 방식
프로브/드로그 방식은 급유기를 받는 항공기의 기수나 동체에 설치된 급유용 탐침(프로브)과 급유기가 뒤로 늘어뜨린 호스 끝에 달린 깔때기 모양의 연결구(드로그)를 서로 연결하여 연료를 공급하는 방식이다. 이 방식은 급유기 측의 장비가 상대적으로 간단하여 대형 수송기뿐만 아니라 A400M 같은 중형 수송기나 F/A-18 같은 전투기에도 급유 포드를 장착하여 급유기 역할을 수행할 수 있게 한다. 또한 한 대의 급유기가 여러 개의 호스와 드로그를 동시에 늘어뜨려 MiG-29나 F-16 같은 다수의 전투기에 동시에 급유가 가능하며, 헬리콥터도 수평으로 늘어뜨린 호스에 접근하여 급유를 받을 수 있다는 장점이 있다.
반면, 이 방식은 급유를 받는 항공기 조종사가 직접 자신의 프로브를 공중에 흔들리는 드로그에 정확히 꽂아야 하므로 고도의 조종 기술이 요구된다. 또한 호스의 직경 한계로 인해 붐/리셉터클 방식에 비해 연료 이송 속도가 상대적으로 느리다. 따라서 Tu-160이나 B-52 같은 대형 폭격기에 많은 연료를 신속하게 공급하기에는 다소 부적합한 면이 있다. 이러한 특성 때문에 미 해군이나 러시아 공군 등 함재기 운용이 주류이거나 대형 급유기 운용에 제약이 있는 군대에서 선호하는 방식이다.
5.3. 미 공군 vs 미 해군
5.3. 미 공군 vs 미 해군
미 공군과 미 해군은 각각의 작전 환경과 운용 항공기에 맞춰 서로 다른 공중 급유 방식을 채택하고 있다. 미 공군은 주로 대형 폭격기와 수송기를 운용하며, 이들에게 빠르게 대량의 연료를 공급하기 위해 붐/리셉터클 방식을 선호한다. 이 방식은 급유관이 굵어 연료 이송 속도가 빠르고, 급유를 받는 항공기가 정밀한 위치 조정을 크게 요구하지 않는다는 장점이 있다. 반면, 미 해군은 항공모함에서 운용하는 함재기를 위한 급유 시스템이 필요하다. 항공모함에는 대형 공중 급유기를 탑재하고 운용하기 어려우므로, 상대적으로 시스템이 간단하고 중소형 항공기에도 적용 가능한 프로브/드로그 방식을 사용한다. 이 방식은 F/A-18 같은 전투기에 급유 포드를 장착하는 것만으로도 급유기 역할을 수행할 수 있게 한다.
두 군의 상이한 요구사항은 급유 방식의 표준화를 어렵게 만드는 요인이다. 미 공군의 대형기는 프로브 방식으로 급유받기에 불리하고, 미 해군은 함상에서 붐 방식을 운용할 대형 급유기를 보유하기 힘들다. 이러한 문제를 해결하기 위해 KC-10 같은 일부 공중 급유기는 양쪽 방식을 모두 장착한 '듀얼 롤' 설계를 채택하기도 했다. 이를 통해 미 공군의 KC-135나 KC-10이 미 해군의 함재기에게도 급유 지원을 할 수 있게 되었다.
그러나 함재기 기반의 버디 급유는 연료 탑재량에 한계가 있어 장거리 작전 지원에는 부족함이 있었다. 이는 미 해군이 전용 무인 공중 급유기인 MQ-25를 개발하는 배경이 되었다. 한편, 모든 미 해군기가 프로브 방식을 사용하는 것은 아니다. E-6나 P-8처럼 지상 기지에서 운용하는 대형 해상초계기는 미 공군과의 연계성을 위해 붐 방식으로 급유를 받는다.
6. 운용 국가
6. 운용 국가
6.1. 대한민국 공군
6.1. 대한민국 공군
대한민국 공군은 2018년부터 에어버스 A330 기반의 다목적공중급유수송기인 KC-330 시그너스를 도입하여 운용하고 있다. 공군의 공중급유기 도입 논의는 1990년대부터 시작되었으나, 외환위기 등의 영향으로 지연되다가 2013년 방공식별구역 관련 논란을 계기로 필요성이 재조명되었다. 이에 따라 KC-X 사업이 본격화되어 2015년 에어버스사의 A330 MRTT가 선정되었고, 2018년 11월 1호기가 인도되었다.
이 기체는 주로 붐/리셉터클 방식을 사용하지만, 4호기에는 F-35 등 프로브/드로그 방식을 사용하는 항공기를 지원하기 위한 드로그 장비도 추가로 장착되었다. KC-330의 운용으로 F-15K, KF-16 등 주력 전투기의 작전 반경과 무장 탑재량이 크게 향상되어 독도와 이어도를 포함한 원거리 지역에 대한 공군의 작전 능력이 확대되었다.
연도 | 주요 사건 |
|---|---|
2018년 11월 | KC-330 시그너스 1호기 인도 |
2019년 3월 | 2호기 인도 |
2019년 7월 | 3호기 인도 |
2019년 11월 | 4호기 인도 및 사업 종결 |
공중급유기는 단순한 연료 보급 임무를 넘어 다목적공중급유수송기로서의 능력을 발휘하고 있다. 실제 운용에서 파병 장병 수송, 코로나19 백신 수송, 해외 교민 소개 등 다양한 수송 임무에도 활발히 투입되어 대한민국 공군의 전략적 기동성을 한층 높이는 핵심 자산으로 자리 잡았다.
7. 주요 기종
7. 주요 기종
공중 급유기로 운용되는 주요 기종은 대부분 기존의 민간 여객기나 군용 수송기를 개조하여 제작된다. 이는 개발 비용을 절감하고, 이미 검증된 기체의 신뢰성과 정비성을 활용하기 위한 것이다. 대표적으로 보잉사의 KC-135는 보잉 707 여객기를 기반으로 한 초기 모델로, 미국 공군의 주력 급유기로 오랜 기간 운용되어 왔다. 보다 대형급인 KC-10은 맥도넬 더글라스 DC-10 광동체 여객기를 개조한 것으로, 매우 많은 연료를 탑재할 수 있다.
최근에는 다목적 운용성을 강조한 다목적공중급유수송기(MRTT)가 주류를 이루고 있다. 에어버스사의 A330 MRTT는 A330 여객기를 기반으로 하여 공중 급유 임무와 더불어 인원 및 화물 수송 능력을 동시에 갖추고 있다. 미국 공군의 차기 급유기인 KC-46 페가수스 역시 보잉 767을 기반으로 한 MRTT 개념의 기체이다. 군용 수송기를 기반으로 한 기종으로는 록히드 마틴의 C-130을 개조한 KC-130이 있으며, 주로 미국 해병대와 해군에서 운용하여 헬리콥터 및 전투기에 급유를 지원한다.
제작사 | 기종 | 기반 기체 | 비고 |
|---|---|---|---|
보잉 | KC-135 | 보잉 707 | |
맥도넬 더글라스 | KC-10 | DC-10 | |
보잉 | KC-46 페가수스 | 보잉 767 | |
에어버스 | A330 MRTT | A330 | |
록히드 마틴 | KC-130 | C-130 | |
일류신 | Il-78 | Il-76 |
러시아에서는 일류신 Il-76 중형 수송기를 개조한 Il-78을 주력 공중 급유기로 운용하고 있다. 또한 에어버스 A400M 수송기도 공중 급유 장비를 탑재할 수 있어 유럽 여러 국가에서 다목적 기체로 활용된다. 이러한 주요 기종들은 각국의 작전 개념과 호환되는 급유 방식(붐/리셉터클 방식 또는 프로브/드로그 방식)을 탑재하여 운용된다.
8. 미디어
8. 미디어
공중 급유기는 영화, 드라마, 게임 등 다양한 미디어에서 등장하며, 군사 작전의 긴장감과 현실감을 더하는 소재로 활용된다. 특히 군사 시뮬레이션 게임에서는 플레이어가 직접 공중 급유를 시도하는 미니게임이 포함되기도 한다.
에이스 컴뱃 시리즈와 팰콘 4.0 같은 비행 시뮬레이션 게임에서는 공중 급유를 핵심 조작 요소 중 하나로 구현하여, 플레이어가 KC-135나 KC-10 같은 급유기에 정확히 접근하고 연결하는 도전을 경험하게 한다. 콜 오브 듀티: 블랙 옵스의 한 미션에서는 SR-71 블랙버드 정찰기에 공중에서 연료를 공급하는 장면이 등장한다.
영화에서는 작전의 현장감을 높이는 데 활용된다. 에어 포스 원에서는 KC-10 급유기가 등장하며, 최후의 카운트다운에서는 미 해군의 A-6 인트루더가 F-14 톰캣에게 프로브 방식으로 급유하는 장면이 상세히 묘사된다. 탑건에서는 주인공이 공중 급유를 수행하는 장면이 나오며, 이는 게임판에서 조작 난이도가 높은 요소로 재현되기도 했다.
