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| 대한민국 공군의 KC-330 시그너스 다목적공중급유수송기(MRTT) |
1. 개요
공중급유기( 空 中 給 油 機, Aerial refueling aircraft)는 항공 연료를 조달하여 비행 중인 타 항공기에 공급할 목적으로 운용되는 전술기이다. 주로 민항기나 수송기를 개조하여 급유 장비를 탑재한 기체가 사용되며, 해군용 함재기에는 전술기 간 급유(Peer-to-peer refueling) 기능을 갖추기도 한다.세부적인 영어 명칭은 '공중급유 항공기'를 가리키는 'Aerial refueling aircraft'이나, 일반적인 군사 용어로는 대형 유조선에서 유래한 이름인 '탱커(tanker)'가 사용된다. '항공 탱커(Air tanker)'나 '공대공 탱커(Air-to-air Tanker)'로도 불린다.[1] 최근의 공중급유기 시장은 공중급유 임무와 동시에 일반적인 인원화물 수송을 수행하는 다목적 전술 수송기를 염두에 두고 개발되는 경우가 많으며, 이에 '다목적공중급유수송기(MRTT, Multi role-tanker/transporter)'가 개발, 판매된다.
2. 역사
최초의 공중급유는 곡예비행에 가까웠다. 연료통을 실은 스턴트맨이 비행 중 건너편 비행기로 연료통을 들고 넘어가서 연료를 채워 넣는 위험한 묘기가 필요했다. 당시 비행기들은 글라이더에 엔진을 단 수준으로 속도가 느렸기 때문에 이런 곡예가 가능했다. 이후 선구자들이 연구를 거듭한 끝에 오늘날의 공중급유기와 유사한 급유 장비가 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 사이에 완성되었다. 군사 작전에 있어 공중급유기의 필요성을 절감했던 것이다.특히 2차대전 이후에는 폭격기들이 공중급유기로 개조되었다. 수송기보다 항속거리가 길고 탑재량도 많았기 때문이다. 그러나 연료 탑재량이 적고 붐/리셉터클(Boom and receptacle) 방식의 급유가 불가능하며, 무엇보다 수송기 성능이 날로 높아져 비주류가 되었다. 결국 수송기를 개조하는 쪽이 주류가 되었고 이 경향이 현재까지 이어진다.
한편 하술하듯 현대의 항공모함에서 운용하는 해군항공대들은 전투기인 F/A-18, F-4, Su-33 등을 급유기로도 운용하고 있으며,[2] 전술기끼리 급유하는 데 생기는 문제점을 해소하기 위해 미해군에선 차기 무인 급유기인 MQ-25를 보잉 사에서 개발중이고 미그 사 역시 유사한 공중급유무인기를 개발 중이다. 전술기를 급유 목적으로만 사용함에 따른 전력 공백을 개선할 필요가 있고, 전문적인 급유기에 비해 급유할 수 있는 연료의 양이 부족하기 때문이다.
3. 특징과 기능
공중급유기는 철저하게 군사적 목적으로 운용되는 특수 항공기로, 기착 후 급유의 경제성보다는 장거리 운항 및 체공시간 향상을 통한 작전 달성, 위험 회피, 항공기 생존을 위해 등장한 개념이다. 민간 항공 분야에는 공중 재급유 시스템이 없다. 민항기의 운용 목적은 경제성을 통한 기업의 이윤 창출로, 운행 중 경로가 바뀌는 일이 거의 없으며, 무거운 재급유 장치를 갖추고 이를 위한 인원을 훈련, 관리할 필요가 없기 때문이다. 또한 민항기 중에서도 여객기의 경우, 공중급유 행위의 태생적 위험성 때문에 공항 착륙과 비교할 때 안전상의 우려도 제기된다. 대신 민간기업이 군대를 상대로 공중 재보급 비즈니스를 제공하는 경우는 있다.공중급유기는 전투기 이륙 직후 추가 급유를 하여 아군 공군 전력의 작전반경을 넓히는 전술적 용도로 사용된다. 중량과 상관없이 가속이 가능한 차량과 달리 항공기는 '최대이륙중량'과 '최대비행중량'이 구분된다. 대부분의 항공기들은 최대이륙중량보다 최대비행중량이 더 크다. 그래서 공중급유기가 있다면 이륙하기 위한 최소한의 연료만 넣고 이륙을 쉽게 한 다음, 공중에서 추가로 급유를 받을 수 있다. 이렇게 하면 급유기가 없을 때에 비하여 훨씬 많은 무장을 탑재할 수 있어서 최대 작전반경이 훨씬 넓어진다. 따라서 작전을 짜는 사람 입장에서는 급유기가 있는 편이 대단히 유리하다.
이를테면 항공기 자체 중량 + 연료탑재량 + 무장탑재량 등등 다 합쳐서 최대이륙중량이 20톤인 항공기가 있다고 치자. 이 항공기의 최대비행중량은 22톤이라고 가정하자. 이 비행기는 22톤인 상태로 이륙은 어렵지만, 22톤인 상태로 비행상태는 유지할 수 있다. 하지만 지상급유로 22톤을 채워버리면 이륙을 할 수가 없다. 그래서 공중급유기가 필요한 것.
평소라면 이 항공기는 장거리 임무를 뛸 때 무장을 줄이는 대신 연료를 늘려서 20톤의 최대이륙중량을 맞춰야 하지만, 공중급유기가 있다면 일단 무장을 꽉꽉채워 넣고 연료는 조금 넣은 다음 20톤을 맞춘다. 그리고 공중에 떠오른 다음 다시 공중급유를 받으면 전체무게 22톤까지도 가능해진다. 즉 같은 작전반경을 상정하여 연료를 채웠을 때, 지상에서보다 2톤의 무장을 더 싣고 올라갈 수 있다는 이야기.[3]
한계수치인 22톤까지 반드시 채울 필요가 없다 하더라도, 이륙중량이 커지면 이륙에 필요한 속도가 커지고, 그만큼 더 오랜 시간 활주로에서 가속해야 한다. 결과적으로 활주거리가 너무 길어져서 웬만한 기지에선 떠오르기가 어렵게 되고 제약조건을 많이 탄다. 공중급유기가 있으면 더 열악한 환경에서도 손쉽게 이륙할 수 있다. 이런 환경들 중 가장 대표적인 환경이 바로 활주거리가 짧은 항공모함이다.
그렇기 때문에 급유기를 사용하면 항공모함에서의 이륙이 매우 편해진다. 보통 항공모함에서는 활주거리가 짧아서 이륙가능한 중량이 더 줄어든다. 아무리 캐터펄트나 스키점프를 사용한다고 해도 기본적으로 워낙 짧은 거리에서 떠올라야 하는 함재기 특성상 이는 어쩔 수 없는 부분. 하지만 공중급유기가 있다면 무기란 무기는 다 싣고, 연료는 애프터버너를 사용해서 이륙에만 필요한 정도로 간략하게 넣은 다음, 이륙한 후에 공중급유기를 빨아대면 된다.
게다가 파일럿에게 심리적 안정을 줄 수 있다는 사실도 크게 도움이 된다. 일반적인 상황의 경우 군용기는 교전에 들어갈 때 제티슨[4]을 실시하는데, 이 경우 보조 연료탱크의 연료 잔량이 얼마든지 간에 탱크를 버리게 된다. 당연히 이경우 파일럿에게 심한 압박으로 다가오는데, 귀환시 공중급유기가 대기중이라면 연료에 대한 걱정을 조금이나마 덜 수 있다. 무장이 남았다면 연료만 보급하고 다시 전선으로 복귀할수도 있다.
전투 보조로 사용한다면 굳이 연료가 떨어진 전투기를 따라가서 급유를 해주진 않는다. 애초에 그렇게 위험한 상황에 노출될 정도로 작전거리를 상정하진 않는다. 공중급유기는 보통 아군의 베이스나 항공모함 근처에 있다가 연료를 적게 싣고 이륙한 전투기에게 공중급유를 해주는 것이다. 공중급유기가 아군 공군기의 체공시간을 늘려주면 그만큼 더 장시간 작전이 가능하고 보다 유연한 전술적 대응이 가능하므로 공군 입장에서 공중급유기는 조기경보통제기만큼 중요한 전략자산 취급을 받는다. 오죽하면 미 공군에서는 이렇게 작전거리가 늘어나 안정성이 확보된 군용기의 비용만으로도 지금까지의 공중급유기 도입+유지 비용 이상을 뽑았다는 평가가 나올 지경이다.
민간공중급유 회사가 있다. 오메가 공중급유라는 회사인데 주 고객은 영국군과 미군. 미리 약속을 잡아놓으면 비행기를 띄워서 급유를 해주는 것이다. 군에서 직접 급유기를 띄우는 것보다 저렴하다는 이유로 작전 이동 등의 장거리 이동시에 많이 쓴다고 한다. 홈페이지에 가 보면 전쟁으로 장사한다는게 어떤 건지 느낌이 확 올 것이다. 독특한 민간군사기업이라고 할 수 있다. 2011년 5월 18일 이 회사 기체 한 대가 추락하는 사고가 있었다.
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| KC-767 | F-4 팬텀 II에 연료를 공급하는 A-6에 연료를 공급하는 A-3[5] |
공중급유기의 공중급유는 다른 공중급유기가 해준다. 공중급유기의 특성상 작전 대기하다가 연료를 소모하는 경우가 많기 때문에 의외로 흔한 일이라고 한다. 그냥 교대하면 되는 거 아닌가하는 생각을 가질수 있지만, 공중급유기에 쓰이는 연료와 전투기는 쓰이는 연료가 다르다. 그러기 때문에 연료 탱크에 연료를 가득 싣고 두 기체가 왔다갔다하는 것보다 공중급유기용으로만 소량을 넣고 주입후 다시 돌아오는게 운용비를 아낄수 있으며, 작전지역에서 고정적인 작전임무 시간을 가지고 있지 않고 자신의 임무가 끝날때까지 항시 대기하고 있어야하는 공중급유기의 특수환경상 돌아갈 연료를 주입해줘야 상황이 발생하기도 한다. 실전 사례로는 포클랜드 전쟁에서 영국군이 아르헨티나 비행장을 폭격한 블랙 벅 작전에서 어센션 섬의 벌칸 1대를 포클랜드 제도로 보내기 위해서 공중급유기 빅터 15대가 투입되었고 자기들끼리 9번이나 급유를 받은 바 있다.
공중 급유는 조종사가 라이센스를 취득해야 하며 6개월마다 재갱신이 필요할 정도로 고급 기술로서 한국 공군은 F-15 도입 시 파일럿 6명이 시험을 쳐 3명이 취득했는데 재갱신을 깜빡해서 훈련때 미군 급유기가 오더라도 급유를 못 한다고 알려져 있었다. 참고로 라이센스를 취득한 파일럿은 아마도 F-15 초기형 3대 도입 때 파일럿으로 추정되는데 그 이유는 다름아닌 미국에서 자력비행으로 왔고 그 과정에서 급유를 받았기 때문. 하지만 이후 기종은 미군 파일럿이 몰았다는 소리도 있고 하니...지금은 F-15K든 KF-16이든 레드 플래그 훈련때문에 번갈아 매년 미국에 가다보니 공중급유 라이센스를 보유한 조종사가 많아진 걸로 보인다. 그도 그럴게 한국에서 미국까지 공중급유를 받으면서 한번도 안 쉬고 날아가야 하니...
우주개발사 스페이스X는 공중급유와 유사한 개념으로 우주선을 여러대 띄워서 우주급유(!)를 해가지고 화성으로 사람을 보내겠다는 야망을 발표했다. 우주정거장 건설에서 시도된 개념이지만 일반 항공기와 달리 로켓 재활용이란 게 엄청 어렵다보니 이론상으로만 가능했던 시도인데 스페이스X는 재활용 로켓에 관한 한 가장 빠른 발전을 보여주는 업체라서 이런 아이디어도 허황된 아이디어가 아니다.
4. 수송 능력
공중급유기는 보통 민항기나 수송기 기반이다. 가령 대한민국에서 도입한 A330 MRTT는 중형 민항기인 A330 기반으로, 상당한 수송 능력을 가진다. 다목적 운용능력은 여객기와 수송기 개조 공중급유기들이 일반적으로 보유하는 성능이다.대형 급유기들은 급유임무뿐만 아니라 적재공간을 살려 수송임무에도 종종 투입되는 등 여러 가지로 다양한 임무에 종사하고 있다. 대형급유기는 대부분 여객기나 수송기를 개조하여 제작하는데, 기체 하부 쪽에 추가적인 연료탱크를 가지고 있고(여객기들이 보통 승객들의 화물을 넣는 객실 아래 공간), 본래 화물칸(수송기)이나 객실(여객기)이었던 공간은 비어있으므로 여기에는 화물을 넣을 수 있다.
민항기 기반은 기체 안정을 위해서 특정 부위-동체 하부 정중앙에만 연료탱크를 설치할 수 있고, 따라서 유휴 공간이 남기 마련이다. 민항기 시설을 철거하는 것이 오히려 돈도 쓸데없이 들고 인원수송에 비효율적이므로[6], 수송 능력을 유지하는 추세다. 민항기 기반인지라, 순수 수송기보다 비용이 낮고, 초장거리 수송에 대응하기도 쉽다. 이러한 능력은 최신 기종만 해당하진 않는다. 가령 미공군의 노후화된 KC-135도 운송용 카고와 좌석이 남아있다.
구조 자체는 민항기와 90% 이상 동일하나 다만 공중급유 장비가 들어가 있고 짐칸 중에서도 주날개 근처에 급유용 항공유가 들어가는 정도의 차이가 있다. 사실 이런 이유로도 여객기 사업이 군사안보와 직결된다고 설명 가능하다.[7] 주날개 부분에만 들어가는 이유는 기체 균형을 위해서 그렇다. 2만리터급 초대형 탱크로리 10대 이상 분량인 20만 리터대 기름을 여러 부위에 나누어 실으면 균형이 망가진다. 그래서 공중급유기 전체로 봐서 급유용 기름이 들어가는 곳은 생각보다 크지 않다. 또한 윗부분은 일반 객실이 있는데 고급장교용 비즈니스석 20~30개와 이코노미석 200여 개가 똑같이 있다. 객실 부분만 놓고 보면 민항기와 똑같이 생겼다 봐도 된다.
한계도 크다. 군용 수송기는 열악한 환경의 활주로에서도 뜨고 내릴 수 있어야 하며 단거리 이착륙 능력( STOL)이 필수인데, 민항기 기반은 이 능력을 갖추지 않는다. 여객기 기반은 RORO(roll on roll off)가 가능한 램프도어가 없어, 짐을 싣을 때 리프트가 필수다. 즉 전술수송은 불가능하다는 것이다. 또한 공중급유 임무가 수송 임무보다 우선도가 높다. 운용 댓수도 적어 다급하지 않다면 수송기 활용은 드물게 된다.
Il-78 급유기 화물칸 내부
수송기 기반 공중급유기 역시 급유용 연료통과 급유포트가 탈착식으로 되어 있어 유사시 기름탱크와 포트를 모두 때버리고 수송기로 전환이 가능하다. 민항기 같이 인원탑승으로 바로 전환하지는 못하지만 민항기와 달리 군용이라 STOL이나 여러 ECM 장비가 되어있는 점이 장점이다.
그래서 해외전개시에는 여기에 급유기 스스로가 필요한 각종 장비를 탑재하고 급유임무에 나서기도 한다. 평상시에도 급유임무 이외에 정기적으로 수송임무를 맡기도 하며, 전시에도 급유임무 못지 않게 수송임무에도 많이 투입된다. 대표적인 예가 KC-10. 대형 급유기들은 이래저래 보이지 않는 뒤편에서 하는 일이 많은 편이다. 대한민국 공군만 해도 KC-330 도입 후 본래의 공중급유 임무 이외에도 파병장병 수송, 코로나 백신 수송, 교민 수송 등 다양한 임무에 쏠쏠히 사용하고 있다.
결국 국적항공사의 규모가 작아 동원할 민간 기체가 적고, 안보 상황이 느슨해 급유기가 유휴할 때가 많은 나라에서나 다목적 기능 활용도가 높을 것이다. 이러한 한계에도 파병, 교민 소개, 긴급 수송 등 유연한 활용성을 가진다는 점은 무시할 수 없다.
공중급유기의 수송 임무에 대한 비용효용은 해당 링크에서 참고하자. 공중급유기 수송성능 비교 (DC군사마이너 갤러리)
5. 분류
급유방식은 2가지로 나뉘는데 미 공군이 주로 사용하는 붐/리셉터클 방식과 미 해군과 유럽, 러시아 등지에서 사용하는 프로브/드로그 방식으로 나뉜다. 두 방식은 각각의 장단점이 뚜렷하기 때문에 어느 한쪽이 우월하거나 뒤떨어진다고 평가하기는 힘들다. 그래서 해당 군의 사정과 운용 방식에 따라 급유방식을 맞추는게 보통이다.5.1. 붐/리셉터클 방식
'붐/리셉터클(Boom and receptacle)' 방식 또는 '플라잉 붐(Flying boom)' 방식은 공중에 떠 있는 막대(붐, boom)와 소켓(리셉터클, receptacle)을 사용한 급유 방식이다. 공중급유기는 꼬리 쪽에 급유용 파이프(급유봉)을 달고 다니다가, 급유 시에 이를 아래로 늘어트린다. 이 급유관은 항공기에 완전히 고정된 것이 아니라 미세한 각도로 움직이며, 급유관의 정확한 위치유지를 위해 급유관 중간 쯤에는 V자 형태의 조종용 날개가 달려 있다.|
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| 미국 주방위군 공군(Air National Guard) 소속 공중급유기의 모습 |
이 방식의 장점은 빠른 연료 공급이 가능하다는 점. 밑에 언급할 프로브/드로그 방식에 비하면 굵은 급유관을 사용하기 때문에 한 번에 많은 양의 연료를 보낼 수 있다. 가령 KC-10 기준으로 붐/리셉터클 방식은 분당 4200리터, 프로브/드로그 방식은 분당 1700리터 주입이 가능하다. 미공군의 KC-10 설명
또한 급유를 받는 항공기 입장에서는 붐 오퍼레이터의 지시에 따라 일정 위치까지만 항공기를 가져다 대면 나머지는 오퍼레이터가 알아서 조작하므로 상대적으로 급유가 쉽다. 심지어 급유를 받을 조종사는 급유봉이 보이지 않아도 된다. 이 때문에 급유를 받는 항공기는 조종석보다 뒤쪽에 공중급유장치를 설치해도 되며, 설계자 입장에서는 연료도관을 설계하기 편해진다.[8]
그리고 붐/리셉터클 방식으로 급유를 받는 쪽은 붐이 꽂힐 구멍만 내면 되므로 밑에 설명할 프로브/드로그 방식에 비해 상대적으로 설계가 쉽다. 사실 이 붐/리셉터클 방식은 빠른 연료공급, 급유 받는 항공기가 급유봉에 자신의 급유구를 가져다대기 위하여 세세하게 움직이지 않아도 된다는 점 때문에 폭격기같은 대형항공기를 많이 운용하는 미 공군이 선호하는 방식이다.
붐/리셉터클 방식의 단점은 공중급유기 자체가 매우 커야 한다는 점. 먼저 급유봉 자체의 크기가 상당히 크고 무거우며, 이것이 공중에서 미세하게나마 각도도 조절되어야 하다보니 전체 급유 시스템이 꽤나 크고 무겁다. 또한 뒷좌석에 붐 오퍼레이터가 탑승해야 하니 이를 위한 공간도 있어야 한다. 그렇기에 대형 수송기나 여객기가 아니면 급유기로 제작할 수 없다. 미 해군이 이러한 대형 급유기를 운용하지 못하는 이유도 이 때문.
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미국 공군 KC-135 공중급유기가 미국 공군 F-22 랩터에게 연료를 공급하는 영상 Andersen Air Force Base, Guam에서 촬영 |
| 미국 해군 F/A-18 슈퍼 호넷이 미국 공군 공중급유기 KC-135에게서 급유를 받는 영상 |
또한 붐/리셉터클 방식은 보통 대형 급유기라 하더라도 1개의 붐을 가지는 것이 고작이다. 이는 바꿔 말하면 동시에 1대의 항공기에만 급유를 해줄 수 있다는 점. 붐/리셉터클 방식의 급유속도가 빠르다고는 해도 한 번에 한 대의 항공기에만 급유를 해줄 수 있으므로, 여러 대의 항공기가 동시에 급유를 받아야 하는 상황에서는 전체 편대가 급유를 받는 시간이 한 번에 여러 대가 동시에 급유를 받을 수 있는 프로브/드로그 방식에 비해 느릴 수 있다.
그리고 헬리콥터의 경우, 붐/리셉터클 방식으로 연료를 주입하면 메인 로터에 급유봉이 걸리기 때문에 붐 방식으로 연료를 주입하는 것은 불가능하다.
더불어 붐/리셉터클 방식의 연료 이송 속도가 빠르다고는 해도 받는 쪽 항공기의 연료계통이 이 속도를 버틸 수가 없으면 말짱 도루묵. 실제로 대형 폭격기에 비하여 전투기급은 펌프 등의 한계로 한 번에 급유를 받을 수 있는 속도가 더 느리기 때문에, 같은 붐/리셉터클 방식의 급유기에서 받는다고 해도 폭격기에 비해 급유받는 속도가 느리다. 그래도 단일 전투기 기준, 급유속도는 아래 프로브 방식보다는 빠르다. 그저 대형항공기 대비 급유속도가 느릴 뿐... 하지만 최근 소재와 모터의 발달로 그런 장점도 없어졌다. 당장 IL-478의 신형 프로브 주입 방식은 분당 3000 리터로 여전히 붐/리셉터클 방식에 비해 느리지만 예전 KC-10 시절 붐/리셉터클과 프로브의 차이(분당 1700리터, 4200리터)처럼 2배 이상 차이가 나는 수준은 아니며 전투기 같은 소형 항공기에 연료를 주입할때는 분당 900 리터 까지도 떨어트린다. 다시 말해서 소형 기종에 연료를 넣을 땐 프로브 방식이 차고도 넘친다는 것이다.
하지만 앞서 언급한대로 이러니저러니 해도 대형 폭격기나 수송기에게 급유해주기에는 붐 방식이 더 적합하므로 이런 항공기를 많이 운용중인 미 공군은 여전히 붐/리셉터클 방식을 고수 중이다. 더불어 붐/리셉터클 방식 항공기는 필연적으로 대형기인데, 이런 대형 공중급유기는 평상시나 긴급 해외 전개시에는 수송기로도 쓸 수 있다. 또한 대형 수송기나 폭격기를 운용하지는 않지만, 미 공군과 거의 같은 항공기를 운용중인 나라들도 이 방식의 급유기를 운용 중이다. 일본, 싱가포르, 한국 등이 있다.
또한 밑에 언급할 프로브/드로그 방식은 붐/리셉터클 방식에 비하여 공중급유기에 장착하기 그리 어려운 시스템이 아니기 때문에, 아예 붐 방식 공중급유기이면서 프로브 방식용 호스+드로그를 함께 장착한 공중급유기도 많다. 위의 F/A-18 슈퍼 호넷이 공중급유를 받는 영상을 자세히 보면 붐/리셉터클 방식인데도 프로브 방식 장비가 달려 있는 걸 볼 수 있다. 한국 공군의 공중급유기인 A330 MRTT 또한 KC-330 시그너스 4번기에 이 방식이 적용되어 있다.
5.2. 프로브/드로그 방식
'프로브(probe)' 방식 또는 '프로브/드로그(Probe and drogue)' 방식은 프로브와 드로그를 연결하여 이루어지는 급유 방식이다.프로브란 급유를 받는 쪽 항공기에 달려 있는 긴 관을 말한다. 보통 더듬이 비슷하게 생겼다. 드로그란 급유용 호스 끝에 깔때기처럼 생긴 물체를 말한다. 급유용 호스가 뒤로 일직선으로 뒤로 잘 늘어져 적당히 팽팽함을 유지하도록 호스 끝에서 공기저항을 만드는 물건이 바로 드로그의 역할. 이 방식은 급유를 받을 항공기가 공중급유기가 뒤로 늘어트린 호스 끝에 있는 드로그에 프로브를 꽂아 넣는 식으로 공중급유 작업이 진행된다.
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| KC-130에서 급유받는 블랙호크 |
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| Su-30LL, Su-32FN을 급유하는 Il-78 | Su-30을 급유하는 A400M |
한편 붐 방식은 급유기의 꼬리에서 아래로 대각선 방향으로 내려오므로 급유를 받는 항공기 입장에서는 붐이 위에서 내려온다. 이 때문에 머리 위에서 로터가 열심히 돌아가고 있는 헬리콥터는 붐 방식으로 급유를 받을 수 없다. 반면 드로그가 달린 급유용 호스는 거의 수평에 가갑게 늘어지므로, 헬기도 앞쪽으로 프로브를 좀 길게 내 뻗으면 급유를 받을 수 있다. 또한 호스는 어느 정도 유연성이 있으므로, 일단 항공기의 프로브에 드로그를 꽂고 나면 돌풍 등이 불어서 약간 항공기가 흔들려도 다시 빠져버리는 일 없이 계속 급유를 받을 수 있다.
프로브 방식의 단점은 거의 붐/리셉터클 방식의 장점을 반대로 생각하면 된다. 호스를 사용해야 하므로 연료이송 속도 자체는 붐/리셉터클 방식에 비해 더딜 뿐더러, 급유기 입장에서는 그냥 고도/속도만 적당히 유지하며 날면 되지만 급유를 받아야 하는 항공기 입장에서는 자신의 급유용 프로브를 공중에 떠 있는 드로그에 가져다가 정확히 꽂아야 한다. 그렇기에 한 번에 엄청난 양의 연료를 받아야 하고 움직임도 상대적으로 둔한 대형 항공기는 프로브 방식의 급유가 여러모로 힘들다.
또한 급유를 받는 항공기의 조종사는 자신의 프로브가 드로그에 정확히 꽂히는지 파악해야 하므로 프로브 끝은 반드시 조종사 앞쪽으로 와야하며, 바깥으로 빠져나와 있어야 한다. 그렇기에 연료도관이 동체 뒤쪽에서 조종석 앞쪽까지 길게 뻗어야 하므로 항공기 설계자 입장에서는 그리 맘에드는 방식은 아니다. 또한 프로브가 바깥으로 빠져나와 있어야 하므로 평상시에는 이것이 안쪽으로 접혀 들어가도록 설계 하든지( F-14, F/A-18, F-35B/C, Su-27 계열기) 아니면 바깥에 나와있기는 하지만 동체에 거의 붙도록 반 매입식으로 만들든지( AV-8), 그것도 아니면 그냥 조종석 앞쪽에 고정형으로 두어야 한다( 라팔, A-6 등). 접혀들어가는 방식은 접히는 구조물까지 만들어야 하기 때문에 가뜩이나 공간이 별로 없는 조종석 근처 공간의 공간을 더 좁게 만드는 원인이 되며( Su-27 계열기의 경우 이 내부 공간문제 때문에 IRST의 위치를 옮겼다), 외부에 고정해두면 공기저항 및 스텔스에 문제가 생긴다.[11]
그렇다고 대형 항공기중에 프로브 방식을 사용하는 항공기가 아예 없는 것은 아니다. 대형 항공기가 있음에도 그냥 더 급유기 제작이 간편하다는 장점 때문에 유럽의 여러 공군도 사용 중이다. 영국, 러시아 등 몇몇 나라는 그냥 대형 항공기임에도 프로브 방식을 사용한다. 가령 러시아 항공우주군의 Tu-22M, Tu-95와 Tu-160 같은 대형 폭격기도 프로브 방식이다.
대형 공중급유기 탑재가 불가능한 항공모함를 운용하는 미 해군과 러시아 해군, 프랑스 해군은 당연히 프로브 방식의 급유기를 사용 중이다. 미 해군은 KA-4, KA-6, KA-7, S-3 바이킹, F/A-18 등을 급유기로 사용하고 있고, 러시아 해군은 Su-33을 프랑스 해군은 라팔을 급유기로 사용 중이다.
한편 미 공군도 MH-53 같은 헬리콥터에 공중급유를 해주기 위하여 호스, 드로그를 가지고 있는 MC-130 컴배트 탤론을 운용 중이다. 뿐만 아니라 미 공군이 운용 중인 KC-10은 위에 언급한바와 같이 붐/리셉터클 방식의 공중급유기임에도 미 해군을 위하여 프로브 방식용 급유장치도 함께 가지고 있으며, KC-135는 지상에서 붐 끝에 어댑터를 달고 이륙, 프로브 방식의 급유기에 공중급유를 해줄 수 있도록 만드는 것이 가능하다.
영화 퍼펙트 스톰에서 미합중국 해안경비대 소속 UH-60이 폭풍우 속에서 프로브 방식의 공중급유를 시도하다가 실패하고 연료부족 때문에 승무원들이 비상탈출하는 장면이 있다.
5.3. 미 공군 vs 미 해군
언급한 바와 같이 미국은 공군과 해군 항공대의 공중급유 방식이 다르다. 여기에는 나름 고충이 있다.급유 방식 표준화는 예전부터 논의되어 왔다. 미 공군은 수송기/폭격기 같은 대형항공기 때문에 프로브 방식을 쓰기를 꺼린다. 미 해군은 붐이 탑재된 대형 항공기를 항모에서 운용하기 어렵다. 때문에 중요한 핵폭격 임무를 맡은 F-105는 아예 양쪽 연료를 뽑아 먹을 수 있도록 붐/리셉터클 방식의 급유구와 급유용 프로브를 둘 다 갖추었다. 허나 모든 항공기를 이런 식으로 설계하면 낭비일 것이다.
미 공군이 시범적으로 운용했던 F-5C/D는 프로브 방식의 급유장치가 달려 있었다. 내부공간이 협소한 소형 전투기이다 보니 프로브를 바깥으로 고정설치하는 편이 쉬웠기 때문. 헬리콥터 역시 붐/리셉터클 방식으로 급유를 받기 어려우므로, 미 공군이 소속 특수목적의 헬리콥터들은 프로브 방식이다. 결국 붐 vs 프로브 문제는 KC-10처럼 붐과 호스, 드로그를 다 갖춘 급유기가 등장하여 어느 정도 해결되었다.
현재 미 해군용 공중급유기로 활동하던 KA-6 인트루더가 전부 퇴역하기도 했다. 해군기로는 충분한 급유 지원이 불가능할 정도로 긴 작전거리를 보이는 사례가 늘었다. 아프가니스탄 공습 직후부터는 미 해군기 급유를 공군 공중급유기가 담당하는 일이 많아졌다. 함재형 급유기는 크기에 한계가 있어 많은 연료를 탑재하기 어렵다. 이전에 쓰던 KA-6도 A-6 기반에 장비를 덜어내고, 급유장비와 탱크를 증설한 정도였다. 인트루더는 페이로드가 커서 퇴역이 미뤄지기도 했지만, 근본적인 체급 문제를 극복할 정도는 아니었다.
현재는 F/A-18이 미 해군의 급유기로 활동 중이며 프랑스도 전투기인 라팔을 급유기로 이용 중이다. 같은 기종끼리 급유를 Buddy Refuel이라고 부른다. 참고로 이런 소형 전투기들 뿐만 아니라 KC-10 같은 대형 급유기도 같은 대형 급유기끼리 서로 공중급유가 되는 기종들이 몇몇 있다. 다만 이은 KA-6 처럼 완전한 급유기는 아니다. 급유장치가 달린 포드를 탑재하고, 무장 없이 연료탱크만 더 단 정도이다. 즉 전투기 재전환이 편리해 잔적에 유연성이 생긴다. 기종 공통화로 항공모함이 호넷 일색으로 말벌집이 되어, 비행단 유지에 비용 절감에 도움이 되었다.
또한 대형 급유기에 비하면 연료보급이 가능한 양이 많지 않기 때문에, 실질적으로는 작전거리 연장용이라기 보다는 항모에 착륙하기 위해 대기하고 있다가 연료가 다 떨어졌을때 조금씩 연료 더 보급해주는 용도이다.[12]
하지만 이러한 방법은 연료의 탑재량이 적어서 충분한 연료를 제공할 수 없었고, 또한 전술기를 공중급유기로 쓰는 것 때문에 전투력의 감소가 일어난다는 단점 역시 존재하기 때문에 현재는 MQ-25 무인 공중급유기 개발을 하고 있다.
미 공군에서 사용하는 기체는 프로브 급유구가 없어, 프로브 방식을 사용하려면 개조가 필요하다. 이스라엘은 붐 방식 급유기를 아직 도입하지 못했던 시절, 일부 F-4에 급유용 프로브를 다는 개조를 했었다. 본래 F-4는 미 해군에서 운용하던 항공기이므로 프로브를 가지고 있는 모델도 있지만, 이스라엘이 운용했던 F-4는 미 공군 사양이었으므로 프로브가 없었다. 말레이시아나 브라질 역시 본래는 급유장치가 없는 F-5에 급유용 프로브를 추가하였다.
모든 미해군기가 프로브 방식으로만 공중급유를 받는 건 아니다. E-6와 P-8은 해군기임에도 붐 방식으로 급유를 받는다. 보면 알겠지만 이들은 지상기지에서만 운용하는 대형 기체들이다.[13]
6. 운용 국가
공중급유기를 운용하고 있는 대표적인 나라는 미국, 러시아 등이다. 유럽 지역에서는 독일, 영국, 프랑스, 이탈리아, 네덜란드 등이다. 아시아-오세아니아 지역에서는 대한민국 ( KC-330 시그너스), 일본( KC-767, KC-46), 중국(IL-78), 호주( A330 MRTT), 이스라엘 ( 보잉 707 8대, 공중급유 능력을 추가형 C-130 12대) 싱가포르 ( A330 MRTT), 이란 (팔레비 왕조 때에 도입한 보잉 707 10대, 보잉 747 5대), 인도 등이 공중급유기를 운용한다.미국이 운용하는 공중급유기는 KC-135, KC-10, KC-130 등이 있다. 또한 미 해군은 A-6와 F/A-18에 급유장치를 달아서 급유기로도 운용 중. 영화 파이널 카운트다운에서 A-6 1기가 F-14 2기에게 공중급유를 하는 장면이 있다.
러시아의 대표적 공중급유기인 Il-78은 Il-76 수송기를 기반으로 하며, 프로브 방식을 사용하여 최대 4대의 MiG-29에게 급유를 해 줄 수 있다. Tu-160 같은 대형 폭격기에도 급유가 가능하며, 최근엔 Il-476을 기반으로 Il-478을 도입해 기름 적재량과 항속거리가 늘어났다. 물론 러시아 해군은 저런 대형 급유기를 운용하지 못하고 Su-33, MiG-29K끼리 버디 급유가 가능하다.
중국 공군은 2005년에 러시아로부터 IL-78형 공중급유기를 주문하기 전까지 기존에 보유하던 H-6폭격기에 공중 급유 장비를 부착하여 1989년부터 배치를 시작한 H-6U형 공중급유기를 다수 보유하고 있으나 폭격기 개조 급유기의 한계[14] 등으로 수송기를 개조해서 사용하는 IL-78을 구매한 것이다.
6.1. 대한민국 공군
2018년 11월 12일 처음으로 인도된 A330 MRTT 기종 KC-330 'Cygnus'
대한민국 공군의 공중급유기 도입은 1990년대부터 논의되었지만 외환위기 이후 계획은 보류되었다. 그러던 중 2013년 중국의 KADIZ 침공 논란으로 급유기의 필요성이 다시금 대두되었고, 공중급유기 도입을 위한 KC-X 사업을 2014년 1월 공식적으로 공지했다. 동년 6월 공개입찰을 마감한 뒤 2015년 6월 30일 에어버스 사의 A330 MRTT를 최종 후보로 선정해 2018년 말 1호기를 인도받았다.
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2018년 11월 12일에 공군 공중급유기 1호기가 대한민국 비행장에 안착했다. 품질검증작업으로 최소 1개월 뒤에나 실전배치라고 한다.
2019년 3월 27일 2호기를 도입 받았다.
2019년 7월 21일, 스페인에서 출발한(현지시각 19일) 공군 공중급유기 3호기가 20일 앵커리지 중간기착을 거쳐 21일 김해공항에 도착하였다.[15]
2019년 11월 28일에 4호기가 도착하면서 사업이 종결되었다. 4호기는 나머지와 달리 드로그가 같이 장착되어있는데, F-35B 도입 가능성을 고려한 것.
7. 주요 기종
이 항목에는 현재 운용중인 공중급유 전용기 또는 수송기 임무를 겸할 수 있는 다목적기를 등록한다. 버디 급유가 가능한 기종은 제외한다.| 제작사 | 기종 | 급유가능량 |
| 록히드 마틴 | KC-130J | 27.83t (61,364lb) |
| 맥도넬 더글라스 | KC-10 | 160.2t (356,000lb) |
| 보잉 |
KC-135 KC-767 KC-46 |
90.71t (200,000lb) 73.02t (160,999lb) 96.29t (212,299lb) |
| 빅커스 | VC10 | |
| 에어버스 |
A310 MRTT A330 MRTT A400M[16] |
42t (92,594lb) 111t (245,000lb) 61t (134,481lb) |
| 엠브라에르 | KC-390[17] | 23.4t (51,588lb) |
| 일류신 | Il-78 | 85.72t (188,584lb) |
| 시안항공공업 | H-6 |
8. 미디어
- DCS World
- 공중급유하는 만화: 팬더빙도 나왔다.
- 스텔스: 실존하지는 않는 기구 타입의 무인 기지에서 프로브 방식으로 급유를 하는데 역시나 털린다. 급유관 중 하나를 망가트려서 연료를 유출시킨뒤 주인공이 급유받을 때를 노려 공격해 폭발. 무인 기지였기 때문에 가능한 연출. 프롭기구타입인데 항속도가 전투기 급인건 무시하자. 이 영화가 좀 말이 안되긴 하자만 아마 작중 전투기는 수직이착륙 VTOL기동이 기본옵션이라는 듯하다.
- 애프터 버너 2: 세가의 체감형 게임으로 급유 및 미사일의 보충을 한꺼번에 해주는 고마운 역할을 담당한다. 그런데 등장 후부터 급유까지의 제한시간이 붙어있어 일정 시간안에 안정 자세를 취하지 못하면 매몰차게 그냥 지나가버린다.
- 에어 포스 원: 테러범들이 장악한 에어포스 원에 급유하러 왔다가 털린 기종은 KC-10 Extender. 붐 방식이다.
- 에이스 컴뱃 시리즈: 종종 등장하는 급유 미니게임에서는 붐과 프로브 방식 둘 다 나온다. 시리즈와 전투기 기종에 따라서 약간씩 차이가 난다. 착륙과 이륙 공중급유 세 가지를 조작해 볼 수 있는데, 기체에 따라 착륙이 끔찍하게 힘든 경우가 종종 있으나 일반적으로는 공중급유가 제일 어렵다. 관제사가 갈구건 말건 대충 날아가서 땅에 내려놓으면 장땡인 착륙과 달리 공중급유는 그야말로 정확하게 급유기에 달라붙어야 하기 때문. 게다가 선회력이 좋은 고기동 기체는 피치를 조금만 줘도 기수가 널을 뛰기 때문에 한 번 꼬이면 골치가 아프다. 그래도 원패턴인지라 한번 익숙해지면 시작하자마자 애프터버너를 키고 급유기에 찰싹 붙을 수 있다.
- 최후의 카운트다운: 정찰 중인 함재기 급유를 위해 정말 쓸데없이 자세하게 프로그 방식 급유씬이 나온다. 이 영화는 시간여행에 대한 나름 진지한 구성도 있지만 1980년대 당시 미 해군 항모를 다큐 수준으로 자세히 묘사한 수작이기도 하다.
- 콜 오브 듀티: 블랙 옵스: WMD미션에서 SR-71 블랙버드에게 공중에서 연료를 지급해준다.
- 탑건: 급유 조작이 개떡같이 어렵다는 이유로 AVGN이 신나게 깐 요소이기도 하다.
- 팰콘 4.0: F-16의 공중급유를 아주 사실적으로 경험해볼 수 있다. 등장하는 공중급유기는 KC-135.
[1]
미 공군에서의 공중급유기에 대한 속칭은
젖소이다.
[2]
급유용 호스가 달린 외부 연료탱크를 하드포인트에 달아서 사용하는 식이다.
[3]
거기에 공중급유를 중간에 여러번 더 하겠다고 작정하면 무장량이 계속 증가할 수도 있다. 교전 같은 긴박한 전시상황에서는 공중급유기가 특정 위치에 여유롭게 대기할 순 없겠지만, 수송 등 일반적인 환경에서는 이러한 활용도 충분히 가능하다.
[4]
보조 연료탱크, 폭탄 등 공중전에 필요하지 않은 외부 장착물을 버리는 것.
[5]
급유기끼리 체공시간이 길어지면 저런 케이스도 나온다고 한다.
[6]
지하철처럼 옆으로 보고 가는 CN-235보다는 현행 이코노미석이 훨씬 편한 것은 당연하다.
[7]
구조적으로 여객기에 플레어 장착도 가능하고 무장장착도 당연히 가능하다. 이란의 공중급유기는 이란 혁명 이전 시대에 보잉이 합법적으로 개조한 제품이며 현재 이란-미국 관계를 상상하면 더이상의 공중급유기(는 물론이고 보잉 여객기 자체의) 도입은 불가능하다. 물론 공중급유기에 핵폭탄을 실어서 발사하는 것도 지금 당장 가능한 정도의 기술이 있다.
[8]
급유를 받는 항공기의 조종사가 급유봉 끝을 직접 보면서 꽂아 넣어야 한다면 조종석 앞쪽에 급유장치가 와야 하고, 보통 연료탱크는 조종석 뒤쪽 동체에 있다. 즉 앞에서 뒤로 보내줄 시스템을 고려해서 설계해야 하기 때문에 일부 기능을 넣고 싶어도 못 넣는 문제로 골머리를 앓을 수밖에.
[9]
사진에 있는
Il-78의 경우 동시에 4대까지 가능하다. 대열 유지하기가 힘들어서 그냥 3대로 할 뿐이다.
[10]
다만 이는 Mig-29 같은 비교적 작은 전투기 기준이다.
Tu-160 같은 초대형 기종들은 그 부피 때문에 4대를 동시에 급유해 줄 수 없다.
[11]
그래서
라팔 등의 외부에 프로브를 고정해두는 항공기는 임무에 따라 급유가 필요 없다면 지상에서 프로브를 떼어버릴 수도 있도록 설계되어 있다.
[12]
항공모함에 내려 앉기 위해서는 활주로에 앉을 때 보다도 기체를 더 가볍게 해야 한다. 이 때문에 함재기들은 상당히 적은 양의 연료만 남기고 착함을 시도하는데(필요하면 그냥 남은 연료는 공중에 버려버린다.), 만약 착함에 실패하면 다시 빙 돌아서 다음 착함 순번을 기다려야 한다. 만약 두어 번 착함 실패하면 더 이상 공중에 떠 있기도 힘들기 때문에 항모 근처에 대기중인 급유장치를 단 전투기나 공격기로부터 약간의 연료를 다시 공급받고 다시 착함 시도를 하게 된다.
[13]
사족이지만 미해군과 미해병대에서 운용하는
C-130 계열기들은 붐/리셉터클 방식이든 프로브 방식이든 공중급유를 받는 장치가 없다고 한다.
[14]
초창기 공중급유기는 대부분 폭격기를 개조해서 만든 것이였음.
[15]
태풍
다나스의 영향으로 김해공군기지에 있던 비행기들도 죄다 중부지방 위로 재해대피를 했던 상황이라 하루 늦어진 듯하다.
[16]
수송기로 설계 되었지만 기본적으로 급유기능을 가져 전용 급유포드만 설치하면 2시간 안에 급유기로 변형 가능하다.
[17]
개발 중일때는 KC-390이라는 이름으로 알려졌으나, 출시 후 C-390이라는 이름에 상술한 A400M처럼 급유포드를 장착한 모델을 KC-390으로 별도 출시했다. 싼 가격을 핵심 마케팅으로 가져간 제품이라 급유포드마저도 옵션으로 빼서 기 본가격을 더욱 내렸다.