MiG-25 폭스배트, 마하 3에 가까운 전투기의 비밀｜알루미늄 대신 강철로 만든 이유
전투기는 가벼워야 한다. 무게가 늘어나면 가속과 기동 성능에 불리하기 때문이다.
그런데 1960년대 소련에서는 일반적인 전투기와 다른 설계 방식을 선택한 항공기가 등장했다.
기체에 강철을 대량으로 사용하고, 거대한 제트엔진 두 개를 장착한 MiG-25 폭스배트(Foxbat)였다.
MiG-25는 마하 2.83의 고속 비행 능력을 갖춘 요격기이자 정찰기로 알려져 있다.
하지만 이 항공기는 단순히 속도가 빠른 전투기가 아니었다. 높은 고도에서 빠르게 비행하는 항공기에 대응하도록 설계된 특수한 목적의 항공기였다.
왜 소련은 무거운 강철을 선택했을까? 그리고 마하 3에 가까운 속도를 내면서도 일반적인 전투기처럼 자유롭게 기동하기 어려웠던 이유는 무엇일까?
1. MiG-25는 어떤 목적으로 개발됐을까?
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| 출처 : wikimedia commons |
MiG-25의 개발은 냉전이 진행되던 1950년대 말부터 1960년대 초에 걸쳐 시작됐다.
당시 항공 기술이 발전하면서 높은 고도와 빠른 속도로 비행하는 항공기가 등장하고 있었다.
소련은 이러한 항공기에 대응하기 위해 고고도 고속 요격 능력을 갖춘 새로운 항공기를 개발했다.
개발은 미코얀 설계국이 담당했으며, 1964년 3월 MiG-25 계열 시제기가 첫 비행에 성공했다.
이후 시험과 개량을 거쳐 1970년부터 실전 운용이 시작됐다.
MiG-25는 처음부터 모든 종류의 공중전을 수행하는 다목적 전투기로 설계된 것이 아니었다.
특정한 고속·고고도 임무에 필요한 성능을 우선한 항공기였다.
2. 마하 2.83은 얼마나 빠른 속도일까?
MiG-25의 대표적인 특징은 최고속도다.
미국 국립공군박물관 자료에 따르면 MiG-25의 최고속도는 마하 2.83이다.
마하는 항공기의 속도를 주변 공기의 음속과 비교한 값이다.
따라서 마하 2.83은 해당 고도와 기온에서의 음속보다 약 2.83배 빠르다는 뜻이다.
음속은 고도와 기온에 따라 달라지므로 마하 2.83을 언제나 동일한 시속으로 환산할 수는 없다.
중요한 점은 MiG-25가 당시 기준으로 매우 높은 속도를 낼 수 있도록 설계됐다는 사실이다.
그러나 최고속도는 실제 운용에서 언제나 유지하는 순항속도와는 다르다.
3. 왜 알루미늄 대신 강철을 많이 사용했을까?
일반적인 항공기는 무게를 줄이기 위해 알루미늄 합금을 널리 사용한다.
그런데 MiG-25는 기체 구조에 스테인리스강을 대량으로 사용했다.
이유는 고속 비행에서 발생하는 공기역학적 가열과 관련이 있다.
항공기가 매우 빠르게 날면 기체 표면 주변의 공기가 압축되고 마찰 및 유동 효과로 온도가 높아진다.
이때 구조재는 높은 온도에서도 필요한 강도를 유지해야 한다.
MiG-25 개발진은 내열성과 제작 비용, 당시 확보할 수 있었던 생산 기술 등을 고려해 강철을 주요 구조재로 선택했다.
일부 부위에는 티타늄과 알루미늄 합금도 사용됐다.
강철은 무겁지만 높은 온도에서의 구조적 특성과 제작상의 장점이 있었다.
MiG-25는 가벼운 기체보다 고속 비행에 필요한 구조적 요구를 우선한 사례였다.
4. 거대한 엔진 두 개가 필요한 이유
MiG-25의 뒤쪽을 보면 매우 큰 엔진 배기구 두 개가 눈에 들어온다.
대표적인 요격기형에는 투만스키 R-15 계열 터보제트 엔진 두 개가 장착됐다.
이 엔진은 애프터버너를 사용해 높은 추력을 낼 수 있도록 설계됐다.
애프터버너는 터빈을 통과한 배기가스에 연료를 추가로 분사해 연소시키는 장치다.
이를 통해 추력을 크게 높일 수 있지만 연료 소비량도 증가한다.
MiG-25의 고속 비행 능력은 강력한 엔진과 공기흡입구, 고속 비행에 맞춘 기체 설계가 결합된 결과였다.
5. 마하 3 이상으로 날면 엔진이 손상될 수 있을까?
MiG-25는 마하 3을 넘는 속도로 비행한 사례가 알려져 있다.
하지만 이는 정상적인 운용에서 권장되는 최고속도와 구별해야 한다.
지나치게 높은 속도에서는 엔진 내부의 온도와 회전 조건, 기체에 가해지는 열적 부담이 커질 수 있다.
특히 초기 고속 제트엔진은 운용 한계를 넘어서는 조건에서 손상 위험이 있었다.
따라서 MiG-25의 마하 2.83이라는 수치는 단순히 더 빠르게 날 수 없다는 의미보다 운용상의 제한을 포함한 성능으로 이해하는 편이 정확하다.
항공기의 순간적인 최고 기록과 안정적으로 반복할 수 있는 비행 성능은 서로 다르다.
6. 빠른데 왜 기동성에는 한계가 있었을까?
전투기의 성능을 이야기할 때 속도와 기동성을 같은 의미로 생각하기 쉽다.
하지만 두 가지는 서로 다른 특성이다.
MiG-25는 높은 고도에서 빠른 속도로 이동하는 능력을 중요하게 고려한 항공기였다.
반면 급격한 방향 전환이나 지속적인 선회 성능은 기체 중량, 날개 설계, 구조적 제한 등 여러 조건에 영향을 받는다.
MiG-25는 큰 엔진과 무거운 기체 구조를 가지고 있었고, 고속 요격에 맞춰 설계됐다.
따라서 저속에서의 근접 공중전이나 높은 선회 성능을 중심으로 설계된 전투기와는 성격이 달랐다.
이는 단순히 기술이 부족했다기보다 개발 당시의 임무 요구가 달랐기 때문이다.
7. 1976년 일본에 착륙한 MiG-25
MiG-25 역사에서 중요한 사건 가운데 하나는 1976년 9월 6일 발생했다.
소련 공군 조종사 빅토르 벨렌코가 MiG-25P 요격기를 몰고 일본 홋카이도의 하코다테 공항에 착륙한 것이다.
당시 MiG-25는 서방 국가에서 실제 내부 구조를 자세히 확인하기 어려운 항공기였다.
일본에 착륙한 기체를 조사하면서 엔진과 레이더, 기체 구조에 관한 정보가 공개됐다.
특히 강철을 많이 사용한 구조와 진공관을 활용한 전자장비 등이 주목받았다.
이 사건은 MiG-25의 실제 설계 철학을 이해하는 중요한 계기가 됐다.
8. 진공관을 사용한 레이더는 뒤처진 기술이었을까?
1976년 MiG-25를 조사하면서 주목받은 부분 가운데 하나가 진공관을 활용한 전자장비였다.
당시 서방에서는 이미 반도체 기술이 빠르게 발전하고 있었기 때문에 이러한 구성은 다소 오래된 방식으로 보일 수 있었다.
하지만 장비를 평가할 때는 단순히 부품의 세대만 볼 수 없다.
전자장비는 출력과 내구성, 생산 가능성, 정비 환경 등 다양한 조건에 맞춰 설계된다.
MiG-25의 레이더는 고속 요격 임무에 필요한 탐지 기능을 제공하도록 설계됐다.
다만 진공관의 사용이 모든 면에서 더 우수했다는 의미도 아니다.
MiG-25의 전자장비는 당시 소련의 기술과 생산 환경, 운용 요구가 반영된 결과로 이해할 수 있다.
9. MiG-25는 어떤 무기를 사용했을까?
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MiG-25 요격기형은 장거리 공대공 미사일을 중심으로 무장했다.
대표적인 무장은 R-40 계열 공대공 미사일이다.
이 미사일은 NATO에서 AA-6 아크리드(Acrid)라는 명칭으로 분류했다.
R-40 계열에는 레이더 유도형과 적외선 유도형이 있었다.
MiG-25는 일반적인 근접 공중전보다 고속으로 접근하는 항공기를 탐지하고 요격하는 임무에 맞춰 설계됐다.
따라서 무장 구성 역시 그러한 운용 목적을 반영하고 있었다.
10. MiG-25에도 정찰기와 폭격기형이 있었을까?
MiG-25는 요격기뿐 아니라 정찰기 계열로도 개발됐다.
대표적인 기종이 MiG-25R 계열이다.
고속과 고고도 비행 능력을 활용해 정찰 임무를 수행하도록 설계됐다.
이후 MiG-25RB처럼 정찰과 폭격 능력을 결합한 형식도 등장했다.
같은 MiG-25라는 이름을 사용하더라도 세부 모델에 따라 레이더와 정찰장비, 무장 구성이 달랐다.
따라서 MiG-25의 성능을 비교할 때는 어떤 형식인지 구분할 필요가 있다.
11. F-15 이글과 MiG-25는 어떻게 다를까?
MiG-25와 미국의 F-15 이글은 모두 쌍발 엔진을 갖춘 고성능 전투기로 알려져 있다.
하지만 설계 목적에는 차이가 있다.
MiG-25는 고속·고고도 요격 임무에 중점을 두었다.
반면 F-15는 높은 추력과 기동성, 레이더 성능을 결합한 제공전투기로 개발됐다.
MiG-25의 특징이 특정 조건에서의 높은 속도와 상승 성능이었다면, F-15는 다양한 공중전 상황에 대응하는 능력을 중요하게 고려했다.
따라서 두 항공기를 단순히 최고속도만으로 비교하는 것은 적절하지 않다.
전투기의 성능은 어떤 임무를 수행하도록 만들어졌는지에 따라 평가 기준이 달라진다.
12. MiG-31 폭스하운드는 MiG-25와 어떤 관계일까?
MiG-25의 뒤를 이어 등장한 대표적인 고속 요격기가 MiG-31 폭스하운드(Foxhound)다.
MiG-31은 MiG-25에서 얻은 개발 경험을 바탕으로 발전한 항공기다.
두 기종은 모두 고속·고고도 요격 능력을 중요하게 고려했지만, MiG-31은 센서와 항공전자장비, 장거리 요격 능력을 더욱 발전시켰다.
MiG-31에는 두 명의 승무원이 탑승하며, 다수의 표적을 탐지하고 추적하는 데 적합한 레이더 체계가 적용됐다.
이러한 변화는 단순히 빠르게 비행하는 능력뿐 아니라 주변 상황을 파악하고 정보를 처리하는 능력이 중요해졌다는 점을 보여준다.
13. MiG-25는 지금 어디에서 볼 수 있을까?
미국 오하이오주 데이턴에 있는 국립공군박물관은 MiG-25RB를 소장하고 있다.
이 기체는 2003년 이라크의 알타카둠 공군기지 인근 모래 속에서 발견됐다.
이후 미국으로 옮겨졌으며, 2006년 박물관에 도착했다.
박물관이 보유한 기체는 일부 구조가 완전하지 않지만 MiG-25의 거대한 엔진과 독특한 기체 설계를 살펴볼 수 있는 중요한 자료다.
14. MiG-25가 항공 역사에 남긴 의미
MiG-25는 모든 면에서 뛰어난 만능 전투기가 아니었다.
무거운 구조와 큰 연료 소비량, 기동성의 한계 등 여러 제약이 있었다.
하지만 개발 목적을 생각하면 이 항공기의 설계는 분명한 방향을 가지고 있었다.
높은 고도에서 빠르게 비행하는 항공기에 대응하기 위해 강력한 엔진과 내열성을 고려한 구조, 장거리 요격용 장비를 결합한 것이다.
특히 알루미늄 대신 강철을 대량으로 사용한 선택은 항공기 설계에서 무게를 줄이는 것만이 항상 최우선은 아니라는 사실을 보여준다.
MiG-25는 빠른 속도를 얻기 위해 어떤 기술적 선택이 필요했으며, 그 선택이 다른 성능에 어떤 영향을 미쳤는지를 이해하는 좋은 사례다.
오늘날의 전투기는 스텔스와 센서 융합, 전자전 능력 등 다양한 요소를 중요하게 고려한다.
그렇지만 MiG-25가 보여준 고속 비행 기술과 설계상의 고민은 여전히 항공 기술사에서 살펴볼 가치가 있다.
참고 자료
National Museum of the United States Air Force, Mikoyan-Gurevich MiG-25
미국 국방부 및 미국 국립기록보관소의 MiG-25 사진 자료