제너럴 다이내믹스 F-16 파이팅 팰컨
General Dynamics F-16 Fighting Falcon| F-16 파이팅 팰컨 | |
|---|---|
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| 2008년 이라크 사막 위를 비행하는 USAF F-16C. | |
| 역할. | 다역 전투기, 공중 우위 전투기 |
| 국원 | 미국 |
| 제조사 | |
| 첫 비행 |
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| 소개 | 1978년 8월 17일, 전 ( |
| 상황 | 사용중 |
| 주 사용자 | 미국 공군 25명의 다른 사용자(운영자 페이지 참조) |
| 제작 | 1973~2017, 2019~현재[1] |
| 제작번호 | 4,604명(2018년 6월 기준)[2][3] |
| 변종 | 제너럴 다이내믹스 X-62 VISTA |
| 로 발전. | |
제너럴 다이내믹스 F-16 Fighting Falcon은 원래 제너럴 다이내믹스(USAF)가 미국 공군을 위해 개발한 미국의 단일 엔진 초음속 다역 전투기입니다. 공중 우월의 날 전투기로 설계된 이 전투기는 1976년부터 제작된 4,600대 이상의 성공적인 전천후 멀티롤 항공기로 진화했습니다.[4] 더 이상 미 공군이 구매하지 않았지만 수출을 위해 개선된 버전이 제작되고 있습니다. 1993년 제너럴 다이내믹스는 항공기 제조 사업을 록히드에 매각했고,[5] 록히드는 1995년 마틴 마리에타와 합병한 후 록히드 마틴의 일부가 되었습니다.[6]
Fighting Falcon의 주요 특징은 조종석 시야를 강화하기 위한 프레임리스 버블 캐노피, 조종 중 제어를 용이하게 하기 위한 측면 장착 제어 스틱, 조종사에 대한 g-force의 영향을 줄이기 위해 수직에서 30도 기울어진 사출 시트, 그리고 민첩한 항공기로 만드는 데 도움이 되는 완화된 정적 안정성/플라이 바이 와이어 비행 제어 시스템의 첫 번째 사용. F-16에는 내부 M61 벌컨 대포와 11개의 하드포인트가 있습니다.
이 항공기는 미 공군, 공군 예비사령부, 공군 주방위군 부대의 현역 외에도 미 공군 썬더버드 공중 시범단, 미 공군 전투사령부 F-16 바이퍼 시범단,[7] 미 해군의 적/공격기로도 사용됩니다. F-16은 또한 25개국의 공군에 의해 조달되었습니다.[8] 2015년 기준으로 군 복무 중인 세계에서 가장 흔한 고정익 항공기입니다.[9]
발전
경량 전투기 프로그램
미국의 베트남 전쟁 경험은 공중 우위 전투기의 필요성과 전투기 조종사를 위한 더 나은 공대공 훈련의 필요성을 보여주었습니다.[10] 존 보이드 대령은 한국전쟁 경험과 1960년대 초 전투기 전술 교관으로서 수학자 토마스 크리스티와 함께 전투기의 성능을 모델링하기 위한 에너지-가용성 이론을 개발했습니다. 보이드의 작업은 가능한 최소한의 에너지 손실로 조종할 수 있는 작고 가벼운 항공기를 요구했고, 이 항공기는 증가된 추력 대 무게 비율을 포함했습니다.[11][12] 1960년대 후반 보이드는 파이터 마피아(Fighter Mafia)로 알려진 비슷한 생각을 가진 혁신가 그룹을 모았고, 1969년에는 제너럴 다이내믹스(General Dynamics)와 노스롭(Northrop)에 대한 국방부 자금을 확보하여 이론에 기반한 디자인 개념을 연구했습니다.[13][14]
공군 F-X 지지자들은 F-15 프로그램에 대한 위협으로 인식하여 반대했지만, 미 공군의 지도부는 예산으로 F-15 항공기를 구매하여 모든 임무를 완수할 수 없다는 것을 이해했습니다.[15] F-XX로 개명된 Advanced Day Fighter 개념은 경쟁력 있는 프로토타이핑 아이디어를 선호하는 개혁 지향적인 David Packard 국방부 차관 하에서 민간 정치적 지지를 얻었습니다. 그 결과 1971년 5월, 보이드를 주요 멤버로 하는 공군 시제품 연구 그룹이 설립되었고, 6개의 제안 중 2개는 LWF(Lightweight Fighter)입니다. 1972년 1월 6일에 발표된 제안서는 회전수, 가속도, 사거리가 우수하고 마하 0.6~1.6의 속도와 30,000~40,000피트(9,100~12,000m)의 고도에서 전투에 최적화된 20,000파운드(9,100kg)급 공대공일 전투기를 요구했습니다. 이 지역은 USAF 연구에서 대부분의 미래 공중전이 일어날 것이라고 예측한 지역입니다. 프로덕션 버전의 예상 평균 플라이어웨이 비용은 300만 달러였습니다. 이 생산 계획은 USAF가 수상자를 조달할 확실한 계획이 없었기 때문에 가상적인 것이었습니다.[16][17]
본선 진출자 선정 및 비행
이에 5개 업체가 응했고, 1972년 공군은 후속 시제품 개발 및 테스트 단계로 제너럴 다이내믹스의 모델 401과 노스롭의 P-600을 선정했습니다. GD와 Northrop은 YF-16과 YF-17을 생산하기 위해 각각 3,790만 달러와 3,980만 달러 상당의 계약을 체결했으며, 두 시제품의 첫 비행은 1974년 초로 계획되었습니다. Fighter Mafia와 다른 LWF 지지자들은[which?] 공군 계급의 저항을 극복하기 위해 고비용/저비용 병력 혼합에서 상호보완적인 전투기 개념을 성공적으로 옹호했습니다.[18] "높은/낮은 혼합"을 통해 미 공군은 전체 전투기 전력 구조 요구 사항에 대해 충분한 전투기를 구입할 수 있습니다. 이 혼합물은 시제품이 날아갈 무렵에 널리 받아들여져 LWF와 F-15 사이의 관계를 정의했습니다.[19][20]
YF-16은 로버트 H. 위드머가 이끄는 제너럴 다이내믹스 엔지니어 팀에 의해 개발되었습니다.[21] 첫 번째 YF-16은 1973년 12월 13일 출시되었습니다. 그것의 첫 비행은 1974년 2월 2일 캘리포니아 에드워즈 AFB에 있는 공군 비행 시험 센터에서 이루어졌습니다. 실제 첫 비행은 1974년 1월 20일 고속 택시 테스트 중에 우연히 발생했습니다. 속도를 올리던 중 롤 컨트롤 진동으로 좌현 윙팁 장착 미사일의 핀이 부러진 다음 우현 스테빌레이터가 지면을 긁었고, 항공기는 활주로를 이탈하기 시작했습니다. 시험조종사 필 외스트리허는 잠재적인 충돌을 피하기 위해 이륙하기로 결정했고, 6분 후에 안전하게 착륙했습니다. 경미한 손상은 빠르게 수리되었고 공식적인 첫 비행은 제때에 발생했습니다.[22] YF-16의 첫 번째 초음속 비행은 1974년 2월 5일에 이루어졌고, 두 번째 YF-16 시제기는 1974년 5월 9일에 처음 비행했습니다. 그 후 1974년 6월 9일과 8월 21일에 각각 Northrop사의 YF-17 시제품의 첫 비행이 이루어졌습니다. 비행 기간 동안 YF-16은 총 417시간 동안 330회의 비행을 마쳤고,[23] YF-17은 345시간 동안 288회의 비행을 했습니다.[24]
공중전 전투기 대회
높아진 관심은 LWF를 진지한 인수 프로그램으로 만들었습니다. NATO 동맹국인 벨기에, 덴마크, 네덜란드, 노르웨이는 F-104G 스타파이터 전투기를 대체하기 위해 노력하고 있었습니다.[25] 1974년 초, 그들은 미국 공군이 LWF 승자에게 명령을 내리면, 그들도 그것을 명령하는 것을 고려할 것이라는 합의에 도달했습니다. 미국 공군은 또한 F-105 썬더치프와 F-4 팬텀 II 전투기를 교체할 필요가 있었습니다. 미국 의회는 공군과 해군의 전투기 조달에서 더 큰 공통성을 찾았고, 1974년 8월 해군 기금을 LWF의 해군 전투기 변형이 될 새로운 해군 공중 전투기 프로그램으로 전환했습니다. 북대서양조약기구(NATO·나토) 4개 동맹국은 다국적 전투기 프로그램 그룹(MFPG)을 결성해 1974년 12월까지 미국의 결정을 촉구했고, 이에 따라 미국 공군은 시험을 가속화했습니다.[26][27][28]
새로운 전투기를 구입하려는 이러한 심각한 의도를 반영하기 위해, LWF 프로그램은 미국 국방부 장관 제임스 R의 발표에 의해 새로운 공중 전투기(ACF) 대회로 시작되었습니다. 1974년 4월 슐레진저. ACF는 순수 전투기가 아니라 다역이 될 것이고, 슐레진저는 LWF에 대한 반대를 소멸시킨 F-15 외에 ACF 명령이 있을 것임을 분명히 했습니다.[27][28][29] ACF는 또한 GD와 Northrop의 지분을 높이는 이유는 당시 "세기의 무기 거래"로 선전된 것을 확보하려는 경쟁사의 의도를 반영했기 때문입니다.[30] 이들은 다쏘-브레게가 제안한 미라지 F1M-53, 영국-프랑스 SEPECAT 재규어, 그리고 사브 37E "유로파이터"였습니다. Northrop은 YF-17과 비슷한 P-530 코브라를 제공했습니다. 재규어와 코브라는 일찌감치 MFPG에 의해 투하돼 유럽과 미국 후보 2명이 남았습니다. 1974년 9월 11일, 미 공군은 승리한 ACF 설계에 5개의 전술 전투기 날개를 장착하도록 명령할 계획을 확인했습니다. 컴퓨터 모델링이 막상막하의 경쟁을 예고했지만, YF-16은 한 기동에서 다음 기동으로 가는 것이 훨씬 더 빠르다는 것이 증명되었고, 두 항공기를 모두 조종한 조종사들의 만장일치 선택이었습니다.[31]
1975년 1월 13일, 존 L. 맥루카스 공군장관은 ACF 대회 우승팀으로 YF-16을 발표했습니다.[32] 비서가 제시한 주요 이유는 YF-16의 낮은 운영 비용, 더 큰 사거리, 그리고 특히 초음속에서 YF-17보다 "상당히 더 나은" 기동 성능 때문이었습니다. YF-16의 또 다른 장점은 F-15와 동일한 발전소인 프랫 & 휘트니 F100 터보팬 엔진을 사용했다는 점입니다.[33] 맥루카스 장관은 미 공군이 최소 650대, 최대 1,400대의 F-16 생산을 주문할 계획이라고 발표했습니다. 1975년 5월 2일, 해군 항공 전투기 대회에서, 해군은 맥도넬 더글러스 F/A-18 호넷이 될 YF-17을 기반으로 선정했습니다.[34][35]
생산.
미 공군은 당초 8대(F-16A 1인승 6대, F-16B 2인승 2대)로 축소한 비행시험 프로그램용 FSD(Full-scale) 항공기 15대(1인승 11대, 2인승 4대)를 주문했습니다.[36] YF-16 설계는 F-16 생산을 위해 변경되었습니다. 동체는 10.6인치(0.269m) 연장되었고, AN/APG-66 레이더에 더 큰 코 래돔이 장착되었으며, 날개 면적은 280제곱피트(26m2)에서 300제곱피트(28m2)로 증가했으며, 꼬리지느러미 높이가 감소하고, 배지느러미가 확장되었으며, 상점 스테이션 2개가 추가되었으며, 단일 문이 원래의 코휠 이중 문을 대체했습니다. 이러한 변화로 인해 F-16의 무게는 YF-16보다 25% 증가했습니다.[37][38]
FSD F-16은 1975년 말 텍사스 포트워스에 있는 제너럴 다이내믹스에 의해 미국 공군 제4공장에서 제조되었으며, 첫 번째 F-16A는 1976년 10월 20일에 출시되어 12월 8일에 첫 비행을 했습니다. 최초의 2인승 모델은 1977년 8월 8일 첫 비행을 달성했습니다. 1978년 8월 7일 최초의 생산 표준 F-16A가 최초로 비행을 시작했고 1979년 1월 6일 미국 공군이 인도를 수락했습니다. 이 항공기는 1980년 10월 1일 유타주 힐 AFB에서 제34전술전투비행단, 제388전술전투비행단과 함께 미 공군 작전 임무에 들어갔습니다.[39]
F-16은 1980년 7월 21일에 "파이팅 팰컨"이라는 이름이 붙여졌습니다. 조종사와 승무원들은 종종 "바이퍼"라는 이름을 사용하는데, 이는 F-16이 취역할 당시 방송된 TV 프로그램 배틀스타 갤럭티카의 가상의 콜로니얼 바이퍼 스타 파이터뿐만 아니라 독사 뱀과 유사하다는 인식 때문입니다.[40][41]
1975년 6월 7일, 현재 유럽 참여 그룹으로 알려진 네 개의 유럽 파트너들은 파리 에어쇼에서 348대의 항공기를 등록했습니다. 이것은 벨기에 116명, 덴마크 58명, 네덜란드 102명, 노르웨이 72명으로 유럽 참여 공군(EPAF)에 의해 나뉘었습니다. 네덜란드의 Fokker's Schiphol-Oost 시설과 벨기에 SABCA의 Gosselies 공장의 두 유럽 생산 라인은 각각 184대와 164대를 생산할 것입니다. 노르웨이의 콩스버그 바펜파브릭과 덴마크의 테르마 A/S도 EPAF 항공기의 부품과 서브어셈블리를 제작했습니다. 유럽 공동 생산은 1977년 7월 1일 포커 공장에서 공식적으로 시작되었습니다. 1977년 11월부터 포커사에서 생산된 부품들은 동체 조립을 위해 포트워스로 보내졌고, 1978년 2월 15일 벨기에 공장에서 EPAF 항공기의 최종 조립을 위해 유럽으로 다시 운송되었습니다. 최초의 네덜란드 왕립 공군 항공기는 1979년 6월에 인도되었습니다. 1980년, 최초의 항공기는 Fokker에 의해 노르웨이 왕립 공군으로, SABCA에 의해 덴마크 왕립 공군으로 인도되었습니다.[42][43]
1980년대 후반과 1990년대 동안 터키 항공우주산업(TAI)은 터키 공군의 면허를 받아 앙카라의 생산 라인에서 232대의 블록 30/40/50 F-16을 생산했습니다. TAI는 또한 1990년대 중반에 이집트용 블록 40 46대, 2010년 이후부터는 블록 50대 30대를 생산했습니다. 한국항공우주산업은 1990년대 중반부터 2000년대 중반까지(10년간) 140대의 블록52를 생산하는 KF-16 프로그램 생산라인을 개설했습니다. 만약 인도가 F-16을 선택했다면중형 다목적 전투기 조달을 위해 인도에 6번째 F-16 생산 라인이 건설되었을 것입니다.[44] 2013년 5월, Lockheed Martin은 2017년까지 F-16을 계속 생산할 수 있는 충분한 주문이 있다고 말했습니다.[45]
개선 및 업그레이드
생산 중에 변경된 한 가지 사항은 높은 공격 각도에서 딥 스톨 조건을 피하기 위한 증강 피치 제어였습니다. 스톨 문제는 개발 중에 제기되었지만 원래는 할인되었습니다. 랭글리 연구 센터에서 실시한 YF-16의 모델 테스트에서 잠재적인 문제가 발견되었지만 다른 실험실에서는 이를 복제할 수 없었습니다. YF-16 비행 테스트는 문제를 드러내기에 충분하지 않았습니다. 나중에 FSD 항공기에 대한 비행 테스트는 실제 문제를 보여주었습니다. 이에 대응하여 1981년 블록 15 항공기에서 각 수평 스태빌라이저의 면적이 25% 증가하고 이후 이전 항공기로 개조되었습니다. 또한, 수평 스태빌라이저 비행 제한기를 비활성화하기 위한 수동 오버라이드 스위치가 제어 콘솔에 눈에 띄게 배치되어 조종사가 수평 스태빌라이저(비행 제한기가 고정되지 않은 경우)를 다시 제어하고 복구할 수 있었습니다. 더 큰 수평 꼬리는 깊은 포장마차의 위험을 줄이는 것 외에도 안정성을 향상시키고 더 빠른 이륙 회전을 가능하게 했습니다.[46][47]
1980년대에는 F-16의 능력을 진화시키고 기술 개발 중 위험을 완화하며 항공기의 가치를 보장하기 위해 다국적 단계적 개선 프로그램(MSIP)을 실시했습니다. 이 프로그램은 F-16을 3단계로 업그레이드했습니다. MSIP 프로세스를 통해 기존의 독립적인 업그레이드 프로그램에 비해 새로운 기능을 보다 저렴한 비용과 적은 위험으로 신속하게 도입할 수 있었습니다.[48] 2012년, 미 공군은 F-35의 취역을 기다리는 동안 350대의 F-16을 업그레이드하기 위해 28억 달러(~2022년 35억 5천만 달러)를 할당했습니다.[49] 주요 업그레이드 중 하나는 지형으로의 통제된 비행 사례를 줄이기 위한 자동 GCAS(지상 충돌 회피 시스템)입니다.[50] 온보드 전원 및 냉각 용량은 업그레이드 범위를 제한하며, 이는 종종 전력 소모가 많은 항공 전자 장치를 추가하는 것을 수반합니다.[51]
록히드사는 외국 사업자들의 F-16을 업그레이드하기 위해 많은 계약들을 따냈습니다. BAE Systems는 또한 한국, 오만, 튀르키예, 그리고 미국 공군으로부터 주문을 받아 다양한 F-16 업그레이드를 제공합니다. BAE는 2014년 11월 가격 위반으로 인해 한국의 계약을 잃었습니다. 2012년 미국 공군은 전체 업그레이드 계약을 록히드 마틴에 할당했습니다.[56] 업그레이드에는 여러 아날로그 비행 계기를 단일 디지털 디스플레이로 대체하는 레이시온의 센터 디스플레이 장치가 포함됩니다.[57]
2013년 격리 예산 삭감으로 인해 미국 공군은 대만의 F-16 업그레이드와 같은 보조 프로그램의 일부인 CAPES(Combat Avionics Programmed Extension Suite)를 완성할 수 있을지 의문을 갖게 되었습니다.[58] 공군 전투 사령부의 마이크 인질 사령관은 만약 그가 SLEP나 CAPES를 위한 돈만 있다면, 그는 SLEP에 그 항공기가 계속 비행할 수 있도록 자금을 지원할 것이라고 말했습니다.[59] 록히드 마틴은 외국인 사용자를 위한 고정 가격 업그레이드 패키지로 CAPES 취소에 대해 언급했습니다.[60] 국방부의 2015년 예산 요청에 CAPES는 포함되지 않았습니다.[61] 미 공군은 업그레이드 패키지가 여전히 대만의 중화민국 공군에 제공될 것이라고 밝혔고, 록히드는 F-35와 공통적인 요소들이 레이더의 단가를 낮출 것이라고 말했습니다.[62] 2014년 USAF는 SLEP 300 F-16 C/D에 RFI를 발행했습니다.[63]
생산이전
새로운 F-35 라이트닝 II 전투기를 조립할 수 있는 더 많은 공간을 마련하기 위해 록히드 마틴은 F-16 생산품을 텍사스 포트워스에서 사우스 캐롤라이나 그린빌에 있는 공장으로 옮겼습니다.[1] 록히드는 2017년 11월 14일 포트워스에서 이라크 공군에 마지막 F-16을 인도하여 그곳에서 40년간의 F-16 생산을 종료했습니다. 이 회사는 2019년에 생산을 재개했지만 엔지니어링 및 현대화 작업은 포트워스에 남아 있습니다.[64] 이라크의 마지막 구매에 대한 주문을 완료한 후,[65] 회사는 그린빌에서 생산될 F-16 판매를 바레인에 협상하고 있었습니다. 이 계약은 2018년 6월에 [3]체결되었으며 2023년에 그린빌 라인에서 첫 비행기가 출시되었습니다.[66]
설계.
개요
F-16은 단일 엔진으로 기동성이 높고 초음속이며 다역 전술 전투기입니다. 이전 모델보다 훨씬 작고 가볍지만, 향상된 기동 성능을 얻기 위해 완화된 정적 안정성/플라이 바이 와이어(RSS/FBW) 비행 제어 시스템을 최초로 사용하는 등 첨단 공기 역학 및 항공 전자 장치를 사용합니다. 민첩성이 뛰어난 F-16은 9g 기동력을 끌어올리기 위해 제작된 최초의 전투기로 마하 2 이상의 최고 속도를 낼 수 있습니다. 더 나은 가시성을 위한 프레임리스 버블 캐노피, 측면 장착형 컨트롤 스틱, 조종사에 대한 g-force 효과를 줄이기 위한 리클라인 시트 등이 혁신적입니다. 왼쪽 날개 뿌리에 내부 M61 벌컨 대포로 무장되어 있으며 다양한 미사일, 폭탄 및 포드를 장착할 수 있는 여러 위치가 있습니다. 추력 대 무게 비율이 1보다 커 상승 및 수직 가속도를 제공합니다.[67]
F-16은 이전 세대 전투기에 비해 상대적으로 제작비가 저렴하고 유지보수가 간단하도록 설계되었습니다. 기체는 항공 등급 알루미늄 합금 약 80%, 강철 8%, 복합재 3%, 티타늄 1.5%로 제작되었습니다. 최첨단 플랩, 스태빌라이저 및 복부 핀은 접합된 알루미늄 허니콤 구조와 흑연 에폭시 라미네이션 코팅을 사용합니다. 윤활 지점, 연료 라인 연결부 및 교체 가능한 모듈의 수는 이전 전투기보다 현저히 적으며, 80%의 액세스 패널은 스탠드 없이 액세스할 수 있습니다.[44] 공기 흡입구는 코 뒤쪽이지만 공기 흐름 손실을 최소화하고 공기역학적 항력을 줄이기 위해 충분히 앞쪽에 배치되었습니다.[68]
LWF 프로그램은 80%의 내부 연료로 7.33g을 달성할 수 있는 4,000시간의 비행 시간을 요구했지만, GD의 엔지니어들은 F-16의 기체 수명을 8,000시간 동안 그리고 완전한 내부 연료로 9g 기동할 수 있도록 설계하기로 결정했습니다. 이것은 항공기의 임무가 오로지 공대공 전투에서 다역 작전으로 바뀌었을 때 유리하다는 것을 증명했습니다. 운영 용도 및 추가 시스템의 변화로 인해 여러 구조적 강화 프로그램이 필요하게 되었습니다.[69]
일반구성
F-16에는 날개-펄리지 블렌딩과 전체 와류-제어스트레이크가 통합된 크롭-델타 날개가 있습니다; 고정-기하학, 단일 터보팬 제트 엔진에 대한 언더슬렁 공기 흡입구(스플리터 플레이트 포함); 모두 움직이는 수평 "stabil레이터" 테일플레인이 있는 기존의 3평면 엠펜지 배열; 날개 후미 가장자리의 동체 아래에 있는 한 쌍의 복부 핀; 및 후미 retract이 있는 3륜 랜딩 기어 구성; 입구 립 뒤에 짧은 거리를 배치하는 스티어링 노즈 기어. 조종석의 싱글피스 "버블" 캐노피 뒤에 붐 스타일의 공중 급유 리셉터클이 위치합니다. 분할 플랩 스피드 브레이크는 날개-몸체 페어링의 후단에 위치하며, 동체 아래에는 테일후크가 장착됩니다. 방향타 아래의 페어링에는 ECM 장비나 드래그 슈트가 들어 있는 경우가 많습니다. 이후의 F-16 모델은 추가 장비 또는 연료를 수용하는 동체의 "척추"를 따라 긴 등쪽 페어링이 특징입니다.[44][71]
1960년대의 공기역학적 연구는 가느다란 들어올림 표면에서 나오는 선행 에지 와류 흐름을 사용하여 높은 공격 각도에 도달하기 위해 고도로 휩쓸린 날개 구성을 통해 "와류 리프트" 현상을 활용할 수 있음을 보여주었습니다. F-16은 높은 전투 민첩성에 최적화되어 있었기 때문에 GD의 설계자들은 40°의 첨단 스윕과 직선의 트레일링 에지를 가진 가느다란 크롭 델타 날개를 선택했습니다. 기동성을 향상시키기 위해 NACA 64A-204 에어포일이 장착된 가변 캠버 날개가 선택되었습니다. 비행 포락선을 조절하는 디지털 비행 제어 시스템에 연결된 최첨단 및 후행 에지 플라론에 의해 캠버가 조정됩니다.[44][69] F-16은 날개 하중이 중간 정도이며 동체 리프트로 인해 감소합니다.[72] 와류 상승 효과는 줄무늬로 알려진 최첨단 확장에 의해 증가합니다. 줄무늬는 날개 뿌리(동체와의 접합부)에서 동체의 더 앞쪽 지점까지 이어지는 짧은 길이의 삼각형 날개 역할을 합니다. 동체와 날개 뿌리를 따라 혼합된 이 줄무늬는 공격 각도가 증가함에 따라 날개 상단에 부착된 상태로 유지되는 고속 소용돌이를 생성하여 추가적인 양력을 생성하고 지연 없이 더 큰 공격 각도를 허용합니다. 스트레이크는 더 작고 낮은 종횡비 날개를 허용하여 롤 속도와 방향 안정성을 높이는 동시에 무게를 줄입니다. 날개 뿌리가 깊으면 구조적 강도와 내부 연료량도 증가합니다.[69][73]
무장
초기 F-16은 각 날개 끝에 레일 발사기를 사용하여 최대 6개의 AIM-9 사이드와인더 열 추구 단거리 공대공 미사일(AAM)과 레이더 유도 AIM-7 스패로우 중거리 AAM을 무기 혼합으로 장착할 수 있습니다.[74] 더 최근 버전은 AIM-120 AMRAAM을 지원하며, 미국 항공기는 윙플럿을 줄이기 위해 윙팁에 해당 미사일을 장착하는 경우가 많습니다.[75] 이 항공기는 다양한 다른 AAM, 매우 다양한 공대지 미사일, 로켓 또는 폭탄; 전자 대책(ECM), 항법, 표적 또는 무기 포드; 그리고 연료 탱크를 9개의 하드 포인트(날개 아래 6개, 날개 끝에 2개, 동체 아래 1개)에 운반할 수 있습니다. 센서 또는 레이더 포드를 위해 동체 아래의 다른 두 위치를 사용할 수 있습니다.[74] F-16은 20mm (0.787인치) M61A1 벌컨 대포를 탑재하고 있으며, 이 대포는 조종석 왼쪽에 동체 내부에 장착되어 있습니다.[74]
편안한 안정성과 플라이 바이 와이어
F-16은 항력을 줄이고 기동성을 향상시키기 위해 의도적으로 공기역학적으로 약간 불안정하도록 설계된 최초의 생산 전투기입니다.[76] 대부분의 항공기는 긍정적인 정적 안정성을 갖도록 설계되어 조종사가 조종 장치를 해제하면 항공기가 곧고 수평적인 비행 자세로 돌아가도록 유도합니다. 이는 고유의 안정성을 극복해야 하기 때문에 기동성을 떨어뜨리고 트림 드래그로 알려진 드래그의 형태를 증가시킵니다. 안정성이 완화된 항공기는 양력을 증가시키고 항력을 감소시키기 위해 기동하면서 안정성 특성을 강화할 수 있도록 설계되어 기동성이 크게 향상됩니다. 마하 1에서 F-16은 공기역학적 변화로 인해 긍정적인 안정성을 얻습니다.[77][78][79]
통제된 비행에서 벗어나는 경향을 방지하고 조종사에 의한 지속적인 트림 입력의 필요성을 피하기 위해 F-16에는 4중(4채널) FBW(Fly-by-Wire) 비행 제어 시스템(FLCS)이 있습니다. 비행 제어 컴퓨터(FLCC)는 스틱과 방향타 제어 장치로부터 조종사의 입력을 받아 제어 손실을 유발하지 않고 원하는 결과를 도출할 수 있도록 제어 표면을 조작합니다. FLCC는 조종사가 설정한 비행 경로의 이탈에 자동으로 대응하기 위해 항공기의 비행 태도에 대해 초당 수천 번의 측정을 수행합니다. FLCC는 자세, 공기 속도 및 공격 각도(AOA)/g에 따라 세 개의 주요 축에 움직임을 제어하는 리미터를 추가로 포함합니다. 이를 통해 제어 표면이 미끄러짐이나 스키드와 같은 불안정성을 유발하거나 높은 AOA가 실속을 유발하는 것을 방지합니다. 리미터는 또한 9g 이상의 하중을 가할 수 있는 기동을 방지합니다.[80][81]
비행 테스트 결과 높은 AOA와 낮은 속도에서 여러 개의 제한 장치를 "공격"하면 구어체로 "출발"이라고 하는 25° 제한을 훨씬 초과하는 AOA가 발생할 수 있으며, 이로 인해 깊은 실속이 발생하고, 50°~60° AOA에서 직립 또는 반전으로 거의 자유낙하됩니다. AOA가 매우 높은 상태에서 항공기의 자세는 안정적이지만 제어 표면은 효과가 없습니다. 피치 리미터는 스태빌라이저를 극단적인 피치업 또는 피치다운으로 고정하여 복구를 시도합니다. 이를 무시할 수 있으므로 조종사가 피치 컨트롤을 통해 코를 "락킹"하여 회복할 수 있습니다.[82]
FBW의 백업 역할을 하는 수력 기계 제어 장치가 있는 YF-17과 달리 제너럴 다이내믹스는 제어 스틱과 방향타 페달에서 비행 제어 표면까지의 기계적 연결을 제거하는 혁신적인 단계를 밟았습니다.[83] F-16은 전통적인 기계적으로 연결된 조종 장치 대신 비행 명령을 전달하기 위해 전적으로 전기 시스템에 의존하며, "전기 제트"라는 초기 별명과 "당신은 F-16을 날리지 않습니다. 그것은 당신을 날립니다."와 같은 격언으로 이어집니다.[84] 4배체 설계는 하나의 채널의 손실이 FLCS를 "3배체" 시스템으로 만든다는 점에서 비행 제어 응답에서 "우아한 저하"를 허용합니다.[85][86] FLCC는 A/B 변종의 아날로그 시스템으로 시작했지만 F-16C/D 블록 40을 시작으로 디지털 컴퓨터 시스템으로 대체되었습니다.[87][88] F-16의 조종 장치는 정전기 또는 정전기 방전(ESD)과 번개에 민감하게 반응했습니다.[89] C/D 모델의 전자 제품 중 최대 70~80%가 ESD에 취약했습니다.[90]
조종석 및 인체공학
F-16 조종석의 핵심 특징은 탁월한 시야입니다. 단일 부품으로 제작된 조류 방지 폴리카보네이트 버블 캐노피는 360°의 전방위 가시성을 제공하며, 항공기 측면은 40°, 코는 15° 아래로 내려갑니다(이전 항공기의 일반적인 12~13°와 비교). 이를 위해 조종석이 상승합니다. 또한 F-16의 캐노피는 많은 전투기에서 발견되는 전방 활 프레임을 생략하여 조종사의 전방 시야를 방해합니다.[44][91] F-16의 ACES II 제로/제로 분사 시트는 30°의 비정상적인 틸트백 각도로 뒤로 젖혀져 있으며, 대부분의 전투기는 13~15°의 틸트백 시트를 가지고 있습니다. 기울어진 시트는 키가 더 큰 조종사를 수용할 수 있으며 g-force 공차를 증가시킵니다. 그러나 이는 잘못된 헤드레스트 사용으로 인해 발생한 목 통증에 대한 보고와 관련이 있습니다.[92] 후속 미군 전투기들은 20°[44][93]의 완만한 틸트백 각도를 채택했습니다. 배출 시트는 시트 각도와 캐노피의 두께 때문에 비상 탈출을 위한 캐노피 브레이커가 없으며, 대신 시트의 로켓 발사 전에 캐노피 전체가 분사됩니다.[94]
조종사는 주로 팔걸이에 장착된 사이드 스틱 컨트롤러(기존의 중앙 장착 스틱 대신)와 엔진 스로틀을 통해 비행하며, 기존의 방향타 페달도 사용됩니다. 하이-g 전투 기동 동안 조종사의 항공기 제어 정도를 향상시키기 위해, 다양한 스위치와 기능 제어가 제어기와 스로틀 모두에서 HOTAS(Throttle-and-stick) 제어에 대한 중앙 집중식 손으로 이동되었습니다. 사이드 스틱 컨트롤러의 손 압력은 FBW 시스템을 통해 전기 신호에 의해 전송되어 다양한 비행 제어 표면을 조정하여 F-16을 기동합니다. 원래 사이드 스틱 컨트롤러는 움직이지 않았지만, 이것은 조종사들이 적응하기에 불편하고 어렵다는 것이 증명되었고, 때로는 이륙 중에 "과회전"하는 경향이 생겨 컨트롤 스틱에 소량의 "놀이"가 주어졌습니다. F-16이 도입된 이후, HOTAS 컨트롤은 현대 전투기의 표준 기능이 되었습니다.[citation needed]
F-16에는 헤드업 디스플레이(HUD)가 있어 시야를 방해하지 않고 조종사 앞에 시각적 비행 및 전투 정보를 투사합니다. "조종석 밖으로" 머리를 고정할 수 있어 조종사의 상황 인식이 향상됩니다.[95] MFD(Multi-function Display)에 추가 비행 및 시스템 정보가 표시됩니다. 좌측 MFD는 일반적으로 레이더와 이동 지도를 보여주는 기본 비행 디스플레이(PFD)이고, 우측 MFD는 시스템 디스플레이(SD)로 엔진, 랜딩 기어, 슬랫 및 플랩 설정, 연료 및 무기 상태에 대한 정보를 보여줍니다. 처음에 F-16A/B는 단색의 브라운관(CRT) 디스플레이가 있었고, 50/52 블록의 컬러 액정 디스플레이로 대체되었습니다.[44][96] Mid-Life Update(MLU)는 야간 투시경(NVG)과의 호환성을 도입했습니다. 보잉 조인트 헬멧 장착 큐잉 시스템(JHMCS)은 40 블록 이후부터 AIM-9X와 같은 고해상도 미사일을 사용하여 HUD의 제한을 받지 않고 조종사의 머리가 마주하는 위치를 기준으로 표적을 설정할 수 있습니다.[97]
사격통제레이더
F-16A/B는 원래 웨스팅하우스 AN/APG-66 화재 통제 레이더를 장착했습니다. 슬롯형 평면 배열 안테나는 F-16의 상대적으로 작은 코에 맞도록 소형으로 설계되었습니다. 상향 모드에서 APG-66은 낮은 클러터 환경에서 중-고 고도 표적 검출을 위해 낮은 펄스-반복 주파수(PRF)를 사용하고, 하향/하향에서는 무거운 클러터 환경을 위해 중간 PRF를 사용합니다. X 밴드 내에서 4개의 작동 주파수를 가지고 있으며, 야간이나 악천후에도 전투를 위한 4개의 공대공 및 7개의 공대공 작동 모드를 제공합니다. 블록 15의 APG-66(V)2 모델은 더 강력한 신호 처리, 더 높은 출력 전력, 향상된 신뢰성, 그리고 어수선하거나 방해가 되는 환경에서 증가된 범위를 추가했습니다. MLU(Mid-Life Update) 프로그램은 더 빠른 속도와 더 많은 메모리가 특징인 새로운 모델 APG-66(V)2A를 선보였습니다.[98]
APG-66의 진화인 AN/APG-68은 F-16C/D 블록 25와 함께 도입되었습니다. APG-68은 최대 10개의 표적에 대한 지상 매핑, 도플러 빔 샤프닝, 지상 이동 표적 표시, 해상 표적 및 추적 중 스캔(TWS)을 포함한 25개의 작동 모드뿐만 아니라 더 큰 범위와 해상도를 가지고 있습니다. 블록 40/42의 APG-68(V)1 모델은 Lockheed Martin Low Altitude Night (LANTIRN) 포드와 완전한 호환성을 추가했으며 AIM-7 Sparrow와 같은 SARH (Semi-active Radar Homing) 미사일에 대한 중단 연속파 유도를 제공하기 위해 고 PRF 펄스-도플러 트랙 모드를 추가했습니다. 블록 50/52 F-16은 초기에 VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit) 기술을 사용하는 프로그래밍 가능한 신호 프로세서를 갖춘 보다 신뢰성 있는 APG-68(V)5를 사용했습니다. Advanced Block 50/52(또는 50+/52+)는 APG-68(V)9 레이더를 갖추고 있으며, 30% 향상된 공대공 탐지 범위와 고해상도 매핑 및 표적 탐지 인식을 위한 SAR(Synthetic Aperture Radar) 모드를 갖추고 있습니다. 2004년 8월, Northrop Grumman은 블록 40/42/50/52 항공기의 APG-68 레이더를 (V)10 표준으로 업그레이드하기로 계약하여, GPS(Global Positioning System) 지원 정밀 무기, SAR 매핑 및 지형 추적 레이더 (TF) 모드뿐만 아니라 모든 모드의 인터리빙을 위한 전천후 자율 탐지 및 타겟팅을 제공했습니다.[44]
F-16E/F에는 Northrop Grumman사의 AN/APG-80 능동 전자 스캔 어레이(AESA) 레이더가 장착되어 있습니다.[99] Northrop Grumman은 스케일러블 애자일 빔 레이더(SABR) APG-83으로 명명된 F-16(USAF 및 대만 중화민국 공군 F-16 업그레이드용으로 선택됨)을 위한 최신 AESA 레이더를 개발했습니다.[100][101] 2007년 7월, Raytheon은 Northrop Grumman사의 AN/APG-68과 F-16용 AN/APG-80의 경쟁자로서 이전의 AN/APG-79 AESA 레이더를 기반으로 하는 차세대 레이더(RANGR)를 개발하고 있다고 발표했습니다.[44] 2020년 2월 28일, 노스롭 그루먼은 사용 수명 연장 프로그램(SLEP)의 일환으로 APG-83 스케일러블 애자일 빔 레이더(SABR)를 탑재한 F-16의 사용 수명을 최소 2048년까지 연장하라는 명령을 미국 공군으로부터 받았습니다.[102]
추진력
단일 엔진 F-16에 선택된 초기 발전소는 23,830 lbf (106.0 kN) 추력으로 평가된 F-15의 F100-PW-100의 변형 버전인 터보팬을 연소한 후 프랫 & 휘트니 F100-PW-200이었습니다. 테스트 중에 엔진은 컴프레서 스톨과 "롤백(rollback)"이 발생하는 경향이 있는 것으로 밝혀졌으며, 엔진의 추력은 자발적으로 공회전 상태로 감소합니다. 해결될 때까지 공군은 F-16을 기지로부터 "데드 스틱 착륙" 거리 내에서 운용하도록 명령했습니다.[15] 이 엔진은 25번 블록을 통과하는 표준 F-16 엔진이었으며, 새로 제작된 15번 블록은 OCU(Operational Capability Upgrade) 기능을 갖추고 있습니다. OCU는 23,770 lbf (105.7 kN) F100-PW-220을 도입했으며, 나중에 32 블록과 42 블록 항공기에 장착했습니다: 주요 발전은 디지털 전자 엔진 제어(DEEC) 장치로, 신뢰성을 향상시키고 실속 발생을 줄였습니다. 1988년부터 생산되기 시작한 "-220"은 공통점을 위해 F-15의 "-100"을 대체했습니다. 블록 25 이상의 항공기에 탑재된 "-220" 엔진 중 상당수는 1997년 이후부터 "-220E" 표준으로 업그레이드되어 신뢰성과 유지보수성이 향상되었습니다. 예정에 없던 엔진 제거 작업이 35%[103] 감소했습니다.
F100-PW-220/220E는 미국 공군의 대체 전투기 엔진(AFE) 프로그램의 결과로, 제너럴 일렉트릭이 F-16 엔진 제공업체로 진입한 것을 보고 있습니다. F110-GE-100 터보팬은 원래 주입구에 의해 25,735 lbf (114.47 kN)의 추력으로 제한되었고, 모듈러 공용 주입구 덕트를 통해 F110은 28,984 lbf (128.93 kN)의 최대 추력을 달성할 수 있었습니다. (이 두 엔진과 주입구를 장착한 항공기를 구별하기 위해 블록 30 시리즈 온과 같이 "0"으로 끝나는 블록을 구분합니다.) 블록 30)은 GE에 의해 구동되며, "2"로 끝나는 블록(예: 블록 32)은 Pratt & Whitney 엔진이 장착됩니다.[103][104]
IPE(Advanced Performance Engine) 프로그램은 50번 블록에서 29,588 lbf (131.61 kN) F110-GE-129, 52번 블록에서 29,160 lbf (129.7 kN) F100-PW-229로 이어졌습니다. F-16은 이러한 IPE 엔진과 함께 1990년대 초에 비행하기 시작했습니다. 미국 공군이 주문한 F-16C/D 1,446대 중 556대는 F100 시리즈 엔진을 장착했고 890대는 F110을 장착했습니다.[44] 아랍에미리트의 블록 60은 제너럴 일렉트릭 F110-GE-132 터보팬에 의해 구동되며, F-16용으로 개발된 최고 추력 엔진인 32,500 lbf (145 kN)의 최대 추력을 발휘합니다.[105]
운영이력
미국
F-16은 현역 미 공군, 공군 예비군, 공군 주방위군 부대, 미 공군 선더버드, 해군 타격 및 공중전 센터에서 미국 해군의 적 공격기로 사용되고 있습니다.[citation needed]
공군 예비군과 공군 주방위군을 포함한 미 공군은 1991년 사막 폭풍 작전 당시와 1990년대 후반 발칸반도에서 F-16을 전투비행했습니다. F-16은 또한 북부 감시 작전과 남부 감시 작전 동안 이라크의 비행 금지 구역을 순찰했으며 2001년과 2003년 각각 아프가니스탄 전쟁과 이라크 전쟁에서 복무했습니다. 2011년에는 공군 F-16이 리비아 개입에 참여했습니다.[106]
2001년 9월 11일, 무장하지 않은 F-16 두 대가 유나이티드 항공 93편이 워싱턴 DC에 도착하기 전에 격추를 시도하기 위해 발사되었지만, 93편은 승객들에 의해 먼저 격추되었습니다. 그래서 F-16은 다시 현지 영공을 순찰하도록 요청받았고 나중에 에어 포스 원을 워싱턴으로 호송했습니다.[107][108][importance?]
F-16은 2025년까지 미 공군과 함께 복무할 예정이었습니다.[109] 그 대체품은 록히드 마틴 F-35 라이트닝 II의 F-35A 변종으로 계획되었고, 이는 프로그램의 회원국들 사이에서 점진적으로 여러 대의 멀티롤 항공기를 교체하기 시작할 것으로 예상됩니다. 그러나 F-35 프로그램의 지연으로 인해 모든 USAF F-16은 서비스 수명 연장 업그레이드를 받게 됩니다.[110] 2022년에는 미 공군이 F-16을 20년 더 운영할 것이라고 발표했습니다.[111]
이스라엘
F-16의 첫 번째 공대공 전투 성공은 1981년 4월 28일 이스라엘 공군(IAF)이 베카아 계곡 상공에서 시리아 Mi-8 헬리콥터에 대항하여 이루어졌는데, 이 헬리콥터는 대포 사격으로 격추되었습니다.[113] 1981년 6월 7일, 이스라엘의 F-16 8대가 6대의 F-15의 호위를 받으며 오페라 작전을 수행했는데, 그들은 중요한 공대지 작전에 처음으로 고용되었습니다. 이 공습은 사담 후세인 정권이 핵무기 개발에 원자로를 사용하는 것을 막기 위해 바그다드 인근에 건설 중인 이라크 원자로 오시라크에 심각한 손상을 입혔습니다.[114]
이듬해 1982년 레바논 전쟁에서 이스라엘 F-16은 시리아 항공기와 관련된 가장 큰 항공 전투 중 하나에서 교전을 벌였으며, 이 전투는 6월 9일에 시작되어 이틀 더 계속되었습니다. 이스라엘 공군 F-16은 전투 중 44명의 공대공 사살로 기록되었습니다.[113][115]
2000년 1월, 이스라엘은 F-16I 신형 항공기 102대를 구매하여 총 45억 달러의 계약을 체결했습니다.[116] F-16은 레바논의 목표물에 대한 공격을 위한 지상 공격 역할에도 사용되었습니다. IAF F-16은 2006년 레바논 전쟁과 2008-09년 가자 전쟁에 참가했습니다.[117] 2006년 레바논 전쟁 당시와 이후, IAF F-16은 헤즈볼라가 발사한 이란산 무인기를 라파엘 파이썬 5 공대공 미사일을 이용해 격추했습니다.[118][119][120]
2018년 2월 10일, 이스라엘 공군 F-16I가 시리아 방공군의 비교적 구형 모델 S-200(NATO명 SA-5 Gammon) 지대공 미사일에 맞아 이스라엘 북부에서 격추되었습니다.[121] 조종사와 항해사는 이스라엘 영토에서 안전하게 탈출했습니다. F-16I는 이란 무인기가 이스라엘 영공에 진입해 격추된 후 다마스쿠스 주변의 시리아와 이란 목표물에 대한 폭격 임무의 일부였습니다.[122] 2018년 2월 27일 이스라엘 공군의 조사에 따르면, IAF는 항공 승무원들이 자신들을 제대로 방어하지 못했다고 판단했기 때문에, 손실은 조종사의 실수 때문이라고 판단했습니다.[123]