2차대전후 핵폭격의 중심으로 활약한 Boeing B-47 Stratojet 전략폭격기

폭풍을 기다리고 시련을 날개삼아 바람을 지배하는 진정한 하늘의 주인공으로 잠시 군림했던 Boeing B-47 Stratojet (보잉 지정 모델 450)는 은퇴한 미국의 장거리 6발 터보제트 추진 전략 폭격기로, 적 요격기를 회피하기 위해 고고도에서 초음속 미만의 고속으로 비행하도록 설계됐다. B-47의 주 임무는 소련 내 목표물을 타격할 수 있는 핵폭격기 역할이었다.

 

B-47의 개발은 1943년 미 육군 항공대(USAAF)가 새로 개발된 제트 엔진의 추진력을 활용한 정찰 폭격기 요구사항을 제시한 데서 시작됐다. 개발 과정에서 채택된 또 다른 핵심 혁신은 독일로부터 획득한 포획 연구를 바탕으로 한 후퇴익(後退翼)이었다. 엔진을 날개 아래의 엔진 나셀에 탑재한 B-47은 제2차 세계대전 이후 전투 제트기 설계에 있어 중대한 혁신을 이루었으며, 현대 제트 여객기 개발에 기여했다.

 

1946년 4월, USAAF는 XB-47로 지정된 두 대의 시제기를 주문했고 1년반만인 1947년 12월 17일, 첫 시제기가 첫 비행을 수행했다. North American XB-45, Convair XB-46 및 Martin XB-48 등과 경쟁 끝에 1948년 9월 3일 B-47A 폭격기 10대 제작 공식 계약이 체결됐으며 이후 훨씬 더 대규모 계약이 잇따랐다.

 

1951년 B-47은 미 공군 전략공군사령부(SAC)에 배치되어 작전 임무를 수행했으며, 1950년대 후반에는 공군 폭격 전력 핵심으로 자리매김했다. 냉전 긴장에 따른 공군의 수요를 충족시키기 위해 2,000대 이상이 생산됐다. B-47은 1965년까지 전략 폭격기로 운용됐으나, 이 시기부터 성능이 더 우수한 Boeing B-52 Stratofortress으로 대체되기 시작했다. B-47은 또한 사진 정찰, 전자 정보 수집, 기상 정찰 등 다양한 역할과 기능을 수행하도록 개조됐다. 폭격기로는 전투에 투입된 적이 없지만, 정찰용 RB-47은 소련 영공 근처나 내부에서 가끔 포격을 받기도 했다. 이 기종은 1969년까지 정찰기로 운용됐으며, 일부는 1977년까지 비행 시험기로 사용됐다.

 

1940년대 후반, 이 폭격기는  동급 폭격기 중 세계에서 가장 빠른  속도를 자랑했다. 초기 시제기에는 TG-180의 양산형인 General Electric J35 터보제트 엔진이 장착됐으며, 추력은 3,970 lbf(17.7 kN)이었다. 초기 제트 엔진은 저속에서 충분한 추력을 발휘하지 못했기 때문에, 중량 적재 시 이륙을 보조하기 위해 B-47에는 고체 연료 로켓 보조 이륙(RATO) 로켓 장착 장치가 장착됐다. 각 로켓은 약 1,000 lbf(4.4 kN)의 정적 추력을 발생시켰다. 초기 기체는 후방 동체 양측에 각각 9개의 RATO 유닛 장착대를 내장했으며, 이는 3열 3개씩 배열됐다. 상부 동체 내부의 대부분 공간은 자체 밀봉 연료 탱크가 차지했는데, 주익이 연료 저장용으로 부적합하다고 판단되었기 때문이다.

모델 450의 성능은 당시 설계 단계에 있던 전투기만큼 빠를 정도로 우수할 것으로 예상됐다. 따라서 유일한 방어 무장은 자동 사격 통제 시스템으로 조준되는 두 개의 .50인치(12.7mm) AN/M2 브라우닝 기관총이 장착된 후방 포탑뿐이었다. 총 폭탄 적재량은 25,000파운드(11톤)로 계획됐다. 양산 기체에는 항법, 폭격, 전자전, 포탑 사격 통제를 위한 최신 전자 장비가 탑재됐다. 고속 비행으로 인해 항법은 기존 항공기보다 더 어려웠다.

이 항공기의 한 가지 문제는 순수 터보제트 엔진이 우수한 연비 효율을 발휘하는 고고도에서 날개 성능이 크게 저하된다는 점이었다. B-47의 최고 비행 한계 고도인 약 35,000피트(11,000m)에서는 “coffin corner” 상태에 진입했다. “관 코너(Coffin corner)”는 고고도에서 항공기의 실속 속도와 임계 마하수(압축성 효과가 현저해지는 속도)가 매우 근접해 안정적인 비행이 가능한 좁은 범위가 형성되는 위험 구역을 가리킨다. B-47의 경우 연료 소모량 기준 대부분의 중량에서 최대 항속 거리를 제공하는 고도에서, 최대 마하 속도와 실속 속도 사이에 5노트(9.3km/h)의 안전 한계가 존재함을 의미한다. B-47이 대서양을 횡단하려면 이처럼 높은 고도에서 비행해야 했다. 초보적인 자동조종장치로 인해 조종사는 이를 꺼둔 채 최대 8시간 동안 꼼꼼히 대기 속도를 주의 깊게 모니터링하고 스로틀을 조정하여 실속에 빠지지 않도록 해야 했다. 현대의 Boeing 757 여객기는 매우 무거운 중량에서도 41,000피트(12,000m) 고도에서 50노트(93km/h) 이상의 차이를 보인다. 연료 용량은 17,000 US 갤런(64,000 L)으로 엄청났으며, 이는 B-29 폭격기의5,000 US 갤런(19,000 L)보다 세 배 이상 많은 양이었다. 따라서 안정적인 무게 중심을 유지하기 위한 연료 트림 조절은 부조종사의 핵심 임무였다.

 

이 항공기는 공기역학적으로 매우 정교하게 설계되어 고속 순항 고도에서 착륙 패턴으로 급강하(“침투”)할 때 전개된 후방 착륙 장치를 끌어야 했다. 상대적으로 높은 날개 하중(무게/날개 면적)으로 인해 180노트(330km/h)라는 높은 착륙 속도가 필요했다. 착륙 주행 거리를 단축하기 위해 미 공군 시험 비행사 Guy Townsend 소령은 독일에서 발명된 32피트(9.8m) 길이의  "ribbon" drag chute (추력 역전 장치는 당시 개발되지 않았음) 추가를 제안했다. 같은 이유로 B-47은 양산기 최초로 바퀴의 미끄러잠을 막는 anti-skid 브레이크 시스템을 장착했다.

이와 관련 착륙 접근 시 엔진 출력을 줄여야 한다는 문제가 있었다. 출력을 다시 최대까지 올리는 데 최대 20초가 소요될 수 있어, 폭격기는 “터치 앤드 고” 순간 착륙을 쉽게 수행할 수 없었다. 16피트(약 4.9m) 길이의 "approach chute"(드로그 낙하산)은 공기역학적 항력을 제공하여 엔진을 즉시 가동 가능한 중간 출력으로 감속한 상태에서도 접근 속도로 비행할 수 있게 했다. 지상에서는 조종사들이 32피트(약 9.8m) 길이의 “브레이크 낙하산”을 사용했다. 브레이크 낙하산은 앞쪽 노즈 기어에 강하게 착륙한 후 항공기가 “돌고래처럼 뛰는 현상”(porpoising) 또는 바운싱을 방지하기 위해 전개될 수 있었다.훈련에는 일반적으로 접근 낙하산을 끌고 착륙 패턴을 여러 차례 연습 착륙하는 1시간이 포함됐다.

 

착륙과 항속거리 문제 해결을 위해 개발한 XB-47D은 터보제트 엔진을 터보프롭으로 교체하는 것으로 1951년부터 B-47B 기체 두 대를 개조한 실험 플랫폼이다. 각 기체의 안쪽에 위치한 쌍발 제트 엔진 포드를 라이트 YT49-W-1 터보프롭 엔진으로 교체했으며, 이 엔진은 거대한 4엽 프로펠러를 구동했다.그러나 엔진 개발 문제로 인해 XB-47D의 첫 비행은 1955년 8월 26일까지 지연됐다. 성능은 기존 B-47과 비슷했으며, 가역 프로펠러로 착륙 주행 거리를 단축시켰으나 이 개념은 더 이상 추진되지 않았다.