[와우! 과학] 세계서 가장 빠른 美 정찰기 SR-71 블랙버드의 모든 것

냉전 시대, 그 어떤 비행기보다 높고 빠르게 비행한 미국 전략정찰기 ‘SR-71 블랙버드’를 미국 CNN이 최근 집중 조명했다.

CNN에 따르면, 미국 록히드(현 록히드 마틴)사가 개발한 정찰기 ‘SR-71 블랙버드’는 첫 비행에서 50여년이 지난 지금도 우주에 닿을 정도로 높고 미사일을 능가할 정도로 빠르게 날 수 있다.

1950년대 후반 비밀리에 설계된 이 비행기는 현재도 수평 비행에서의 최고 비행 고도와 로켓을 동력으로 하지 않는 비행기의 최고 비행 속도 기록을 보유하고 있다. SR-71 블랙버드는 아직 정찰 위성이나 드론(무인항공기)이 없던 시절, 적지에 침입해도 격추되지도 발견조차 되지 않기 위해 개발됐다. 열을 분산하기 위해 기체를 검게 도장하면서 ‘블랙버드’라는 애칭이 붙은 이 비행기는 유선형의 날렵한 외형 덕분에 기존 비행기와 전혀 다르게 보인다. 이에 대해 항공 역사학자이자 ‘블랙버드의 설계와 개발’이라는 저서를 출간했던 피터 멀린은 CNN에 “(블랙버드는) 50년대에 설계됐는데 지금도 미래의 비행기로 보인다”고 말했다.

CIA의 정찰기 1960년 5월, 소련 영공에서 항공 사진을 촬영하던 미국의 정찰기 U-2가 격추되는 사건이 발생했다. 이 사건은 즉시 미소 냉전의 외교상 파장을 일으켰고, 미국은 다시 한번 더 빠르고 더 높게 비행할 수 있어 대공 사격을 받지 않는 신형 정찰기를 개발할 필요성에 직면했다. “CIA(미국 중앙정보국)가 원한 것은 고도 27㎞ 이상에서 고속 비행이 가능한 데다 가능한 한 레이더에 포착되기 어려운 정찰기였다”고 멀린은 설명했다. 이 야심찬 정찰기의 설계를 맡은 이들은 세계 최고의 항공기 설계자 중 한 명인 켈리 존슨과 그가 이끄는 록히드에서 조직된 기술자들로 구성된 비밀부서 ‘스컹크웍스’ 연구원들이었다. 존슨은 블랙버드가 처음 퇴역했던 1990년에 “모든 것을 발명할 필요가 있었다”고 개발 당시 상황을 회상했다. 그는 같은 해 사망했다.

블랙버드 계열의 첫 비행기는 ‘A-12’로 명명돼 1962년 4월 30일 첫 비행을 했다. 총 13대의 A-12가 만들어졌고 이들 비행기는 CIA가 운용하는 극비의 특별 프로그램에 따라 운용됐다.

티타늄 기체SR-71은 시속 3200㎞ 이상으로 비행하기 위해 설계돼 있어 주위의 외기와의 마찰에서 기체의 표면 온도가 상승해 기존의 기체는 고온에서 녹아버린다. 따라서 기체의 소재로 티타늄 합금이 채택됐다. 티타늄은 고온을 견딜 수 있고 철보다 가볍다. 그러나 티타늄 합금을 사용하면서 다른 문제가 생겼다. 우선 티타늄으로 만든 도구 세트를 새롭게 만들 필요가 있었다. 일반적으로 철로 만든 도구를 사용하면, 티타늄은 도구와 접촉했을 때 깨지거나 부서지기 때문이다. 또 티타늄 자체를 조달하기도 어려운 것으로 밝혀졌다. “당시 세계 최대 티타늄 공급국가는 소련이었다. 미국 정부는 티타늄을 대량으로 구매할 필요가 있었다. 아마 가상의 회사를 통해 구매한 것일 것”이라고 멀린은 말했다.

SR-71의 1호기는 완전히 도장하지 않고 기체의 은색 티타늄 합금을 드러낸 상태에서 비행하고 있었다. SR-71이 처음으로 검은색으로 도장된 시기는 1964년의 일이다. 검은색 도료는 효율적으로 열을 흡수하고 방출해 기체 전체의 온도를 낮추는 것으로 나타났다. 이렇게 해서 ‘블랙버드’가 탄생했다.

‘블랙버드’ 계열 블랙버드 계열의 첫번째 모델인 ‘A-12’에서는 여러 파생형이 개발됐다. YF-12는 기수 이외에는 A-12와 흡사하지만 이는 정찰기가 아니라 요격기다. 총 3대가 생산돼 미 공군에 의해 운용됐다. M-21은 기체의 후방에 드론을 탑재하고 발사하기 위한 파일론(PYLON)을 갖추고 있었다. 총 2대가 제작됐지만 1966년 드론이 본 기체에 충돌해 승무원 중 한 명이 사망하는 사고가 발생했다. 이 사고로 인해 M-21 개발 계획은 중지됐다. 그리고 A-12의 마지막 파생형인 SR-71은 1964년 12월 22일 첫 비행을 시행했으며, 그 후 30년 이상에 걸쳐 미 공군의 정보 수집 활동을 담당했다. 총 32대가 생산돼 블랙버드 계열은 최종적으로 50대가 됐었다.

스텔스기의 선구자SR-71의 기체에는 세계 최초로 비행기에 사용된 복합 소재의 일부가 포함돼 있었다. 이 소재 덕분에 이 비행기는 적의 레이더에 발견되기 어려웠다. “당시에는 아직 스텔스라는 말이 사용되지 않았지만, 이 비행기는 본질적으로 스텔스기다”라고 멀린은 말했다. 대공 사격이 도달하지 않는 고도로 미사일보다 고속으로 비행이 가능한 데다 레이더로도 거의 발견되지 않기 때문에 SR-71은 모두 쉽게 적의 영공에 침입할 수 있었다. 멀린은 SR-71에 대해 “적이 발견하고 미사일을 발사할 무렵에는 이미 적의 영공을 뒤로 하고 있다는 발상이었다”면서도 “당시에는 아직 실시간으로 데이터를 링크할 수 없어 (SR-71은) 상공에서 필름 사진을 촬영하고, 이 비행기가 기지로 가져간 필름을 처리해 연구했다”고 말했다.

결과적으로 블랙버드가 적에게 격추된 사례는 단 한 번도 없었다. 그러나 이 비행기의 신뢰성에 문제가 있어, 총 32대 중 12대가 사고로 소실됐다. 또한 운용이나 조종이 어려운 비행기이기도 했다. “이 비행기는 준비에 상당한 인력이 필요했다. 블랙버드가 출동할 때는 우주왕복선을 발사할 때와 마찬가지로 기본적으로 카운트다운(초읽기)이 이뤄졌다. 승무원과 비행기 모두에 상당한 준비가 필요했기 때문”이라면서 “상상을 초월할 만큼 많은 노력과 인력이 필요했다”고 멀린은 말했다. 또 이 비행기의 조종사들은 고도의 극한 상태를 견딜 수 있도록 특별한 복장을 착용해야만 했다. 멀린은 “그들은 기본적으로 오늘날 우주왕복선 승무원들이 입고 있는 것과 같은 종류의 우주복을 입고 있었다”며 “고속으로 비행하고 있으면 조종석이 매우 더워지므로 조종사들은 장시간의 임무 동안 자신들의 식사를 유리창에 나둬 따뜻하게 데워놨다”고 말했다.

하지만 블랙버드가 소련의 영공을 비행한 사례는 단 한 차례도 없었다. 1960년 사건 이후 미국 정부는 소련 영공에서의 비행을 완전히 중단했다. 그러나 블랙버드는 냉전 중 중요한 역할을 수행했고 중동과 베트남 그리고 북한과 같은 다른 중요한 지역에서 임무를 수행했다. 1976년, SR-71 블랙버드는 비행 고도 8만5069피트(약 2만6000m), 최고시속 2193.2마일(약 3530㎞=마하 3.3)이라는 현재도 깨지지 않은 세계 기록을 세웠다. 그러나 정찰 위성과 무인기 등 신기술의 실용성이 향상된데다가 감시 데이터를 즉시 사용할 만큼 기술이 발전하면서 블랙버드 계획은 1990년 중단됐다. 1990년대 중반에 일시적으로 부활하기도 했다. 1999년 미국 항공우주국(NASA)이 SR-71 블랙버드의 마지막 비행을 시행한 뒤 남은 기체는 모두 박물관으로 보내졌다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr