케이먼 K-MAX

Kaman K-MAX
K-1200 K-MAX
Kaman K-1200 Rotex.jpg
로텍스 항공의 카만 K-1200
역할 중형 리프트 헬리콥터
제조사 카만 항공기
제1편 1991년 12월 23일
상태 생산중
생산됨 1991-2003, 2015-현재

카만 K-MAX(회사명 K-1200)는 카만항공기가 교대 로터(싱크로터)를 탑재한 미국의 헬기다. 외부 화물 적재 작업에 최적화돼 있으며 헬기의 빈 무게보다 많은 6000파운드(2700㎏) 이상의 적재물을 들어 올릴 수 있다. 원격 조종 옵션인 무인기 버전이 아프가니스탄 전쟁에서의 확장된 실용적 서비스에서 개발되고 평가되었다.

10년 넘게 생산이 중단된 케이먼은 2015년 6월 10건의 상업적 수주를 받아 K-MAX 생산을 재개한다고 발표했다.[1] 재시동된 K-MAX의 첫 비행은 2017년 5월, 2003년 이후 첫 번째 신구축은 2017년 7월 13일 중국 소방용으로 인도되었다.

개발

팀버라인헬기가 운영하는 K-1200
Kaman K-MAX 비행 중 슬로 모션 영상

1947년 독일의 에어로엔지니어인 안톤 플레트너가 페이퍼클립 작전의 일환으로 미국으로 건너왔다.[2] 그는 제2차 세계 대전 동안 독일으로부터 두 개의 초기 싱크로프터 설계의 개발자였다: 싱크로프터 배치를 개척한 Flettner Fl 265와 약간 후기의 Flettner Fl 282 Kolibri ("Hummingbird")는 궁극적인 생산을 위한 것이었다. 두 설계 모두 토크 보정 문제를 해결하기 위한 수단으로 측면 회전 회전 로터의 원리를 사용했으며, 일반적으로 꼬리 로터, 페네스트론, NOTAR 또는 배기 송풍기 배기가스에 의해 단일 회전 헬리콥터에서 대응된다. 플레트너는 미국에 남아 카만 회사의 수석 디자이너가 되었다.[3] 그는 Flettner 더블 로터를 사용하여 새로운 헬리콥터를 설계하기 시작했다.

K-MAX 시리즈는 카만 싱크로프터의 긴 줄에서 가장 최근의 것으로, 그 중 가장 유명한 것은 HH-43 허스키다. 최초의 터빈 동력 헬리콥터도 카만 싱크로프터였다.[4]

K-1200 K-MAX "애리얼 트럭"은 반복적인 외부 리프트 작동과 수직 기준 비행을 위해 특별히 설계, 시험, 인증된 세계 최초의 헬리콥터다(1999년 카만이 IFR 인증을 받았다). 이러한 작업에 사용되는 다른 로터크래프트는 범용 헬리콥터 또는 주로 승객이나 내부 화물을 운반하기 위한 헬리콥터로부터 개조된다. K-MAX는 동일한 엔진의 다른 버전을 사용하여 Bell 205보다 거의 두 배나 많은 양을 들어올릴 수 있다.[5] 항공기의 좁고 쐐기 모양의 프로필과 불룩 튀어나온 측면 창은 조종사가 항공기 양쪽에서 밖을 내다보는 하중을 잘 볼 수 있게 해준다.[6]

변속기는 3단계에서 24:1의 감소율을 보이며, 무제한 수명을 위해 설계되었다.[7] 로터 블레이드([5]반대 방향으로 회전)는 나무로 된 스파링과 섬유 유리 후행 가장자리 섹션으로 제작된다. 우드는 내손성과 내피로성, 그리고 1950년대와 1960년대에 미 공군을 위해 건설된 HH-43 허스키 헬리콥터의 유사한 스파링으로부터 축적된 현장 경험과 자격 데이터를 활용하기 위해 선택되었다.[8] 조종사는 블레이드를 피칭하는 서보 플랩을 이동하기 위해 마스트와 로터 블레이드 내부에서 작동하는 튜브로 블레이드 피치를 제어하여 필요한 힘을 줄이고 유압 제어기의 추가 중량, 비용 및 유지보수를 피한다.[9][5]

K-MAX는 기존 헬리콥터에 비해 동기 로퍼의 두 가지 주요 이점에 의존한다. 기존 로터-리프트 기술에 비해 효율이 높아졌으며, 싱크로프터의 자연적인 대기 경향. 이는 특히 부유하중을 배치할 때의 정밀 작업에 대한 안정성을 높인다. 동시에, 싱크로프는 조종사 제어 입력에 더 잘 반응하여 하중을 쉽게 회전시키거나, 종자, 화학 물질 또는 물을 더 넓은 영역에 분산시킬 수 있다.

K-1200 K-MAX 헬기 38대가 2015년까지 건조됐다.[10] 2015년 1월 현재 이 중 11개는 항공기가 없거나 사고로 결항된 상태였으며, 5개는 케이먼에 보관 중이며,[11][12] 2015년 3월 K-MAX는 21개였다.[5] 생산 라인은 2003년에 폐쇄되었다.[13]

무인 버전

케이먼은 1998년부터 무인 K-MAX를 개발해 왔다. 2007년 3월, 케이먼과 록히드 마틴(팀 K-MAX)은 미국의 DoD 기회를 추진하기 위한 전략관계협정(SRA)을 체결했다.[14][15] 대부분 무인기가 자율적으로 비행하고, 선택적으로 원격 조종하고, 선택적으로 조종하는 차량(OPV) 버전으로, K-MAX 무인 다중 비행 헬리콥터는 위험한 임무를 위해 개발되었다. 그것은 전쟁터에 보급품을 전달하는 데뿐만 아니라 화학적, 생물학적 또는 방사능 위험과 관련된 민간인 상황에도 사용될 수 있다. 이것의 프로토타입은 2008년에 잠재적인 군사 중력 재공급 사용을 위해 보여졌고, 2010년에 다시 보여졌다.[16][17] 2010년 12월 해군 항공 시스템 사령부는 2대의 항공기에 대해 카만에게 4600만 달러의 계약을 했고,[18] 2011년에는 5일간의 신속 대응 평가를 마쳤다.[19]

생산라인 재시작

케이먼은 2014년 2월 K-MAX 생산 재개에 대해 재방문해 최근 20여 건의 소방, 벌목, 산업운송요건과 군용 무인버전에 대한 문의가 접수됐다. 10개의 회사 주문이 케이먼을 설득하여 그 디자인을 다시 생산에 투입시켰다.[20][21][22] 2014년 현재 K-MAX 노선은 30만 시간을 비행했으며 운항 시간당 1,200달러가 들었다.[22]

카만은 올랜도에 있는 헬리 엑스포 2015에서 생산 라인을 재개하는 쪽으로 계속 진행했다고 보고했다.[23] 케이먼은 예금을 받아 2017년 1월 조립라인이 재가동됐다.[24] 케이먼 테스트는 2017년 5월 12일 생산 재시동 후 첫 K-MAX를 비행했다.[25][26]

2003년 이후 첫 번째 신구축은 2017년 7월 13일 가먼의 중국 판매대리점 렉테른 항공에 전달됐으며, 이 항공사는 광둥성 광둥성 주샹 종합항공에 화재를 전달하고, 다음 주에는 두 번째 신구축이 인도될 예정이다.[27] 생산 일정상 2017년 케이먼은 최초 10대를 넘어 증산 여부를 결정해야 했고, 케이먼은 2017년 6월 10대를 추가 생산하기로 결정해 최소 2019년에 이르렀다.[28][29]

미국 해병대와 함께 아프가니스탄에서 3년간의 자치 실험을 바탕으로, 케이먼은 상업적 고객들이 산불이나 자연재해와 같은 위험지대로 날아갈 수 있도록 선택적으로 조종된 변형인 K-맥스 타이탄 시스템을 개발하고 있으며, 조종사 휴식이 없는 긴 운영의 경우 의무 점검 때까지 최대 100시간까지 개발 중이다. FAA 인증 후, 이 시스템은 공장 외부의 새 헬리콥터와 중고 헬리콥터에 장착될 수 있었다. 타이탄 기술은 2021년 4월에 첫 비행을 했다.[31]

운영이력

K-MAX는 1,400 kg(3,000 lb)의 난파구를 슬렁하중으로 하여 철거공사에 사용되어 왔다.[32][33]

2011년 12월 아프가니스탄에서 무인 K-MAX가 근무 중인 것으로 알려졌다.[34] 미 해병대는 2011년 12월 17일 K-MAX를 이용해 전투지역에서 최초로 무인항공기 화물 수송을 실시, 약 3,500파운드(1,600kg)의 식량과 물자를 전투초소 페인 부대로 이동시켰다.[35] 2012년 미국의 세 번째 무인 K-MAX는 3m의 정밀도로 소형 호밍비컨에 화물을 전달하는 테스트를 받았다.[36] 2013년 2월 현재 K-MAX는 700여 편의 비행시간에 걸쳐 600여 개의 무인임무에 200만 파운드의 화물을 운송했다.[37]

미 해병대가 날린 무인 K-MAX

2012년 7월 31일 록히드는 아프가니스탄에서 해병대를 위한 K-MAX 2차 서비스 연장을 발표했고,[38] 이후 2013년 3월 18일 해병대는 무인 K-MAX 헬리콥터 사용을 무기한 연장하여 두 대의 항공기가 "별도로" 사용되도록 유지했다. 발표 당시, 그들은 1,000개 이상의 임무를 수행하고 3백만 파운드의 물자를 수송했다. 배치 후 사용에 대한 평가가 연구되고 있었다.[39] 무인 K-MAX는 Popular Science and Aviation Week & Space Technology로부터 상을 받았고,[40] 2012년 콜리어 트로피 후보에 올랐다.[41]

2013년 6월 5일, 아프가니스탄에서 무인 K-MAX 헬기 중 한 대가 해병대를 재공급하던 중 추락했다. 부상자는 발생하지 않았으며 충돌 사고도 조사되었다. 조종사 실수는 항공기가 자율적으로 미리 정해진 지점까지 비행하고 있었기 때문에 배제되었다. 그 충돌은 화물 운송의 마지막 단계에서 일어났다.[42] 사고 이후 남은 무인 K-MAX의 운항이 중단됐으며 해군은 8월 말 비행을 재개할 수 있다고 밝혔다. 스윙 부하가 주된 원인으로 여겨졌다.[43] 조사 결과 추락은 기계적인 문제가 아니라 예상치 못한 뒷바람에 의한 것으로 파악됐다.[44] 헬기가 배달을 하면서 역풍 대신 후풍을 경험해 진동을 시작했다. 운영자들은 제어력을 되찾기 위해 웨더밴 효과를 이용했지만 2,000lb(910kg)의 하중이 흔들리기 시작했고, 이로 인해 그 효과가 악화되어 지면에 닿게 되었다. 추락 보고서는 조종사들이 더 일찍 개입하고 비행 계획자들이 최신 기상 보고를 받았더라면 막을 수 있었을 것이라고 판단했다; 상황의 분산과 불충분한 프로그래밍은 스스로 회복할 수 없다는 것을 의미했고 인간의 개입이 필요했다.[45]

케이먼은 2013 파리 에어쇼에서 무인 K-MAX를 해외 바이어들에게 홍보했다. 보도에 따르면 몇몇 나라들이 이 제도에 관심을 표명했다고 한다.[46] 아프가니스탄에서 해병대를 지원하는 K-MAX는 적어도 2014년 8월까지 아프가니스탄에서 계속 사용될 계획이었다. 해병대는 무인 K-MAX를 기록적인 프로그램으로 인수하는 방안을 검토하고 있었고, 미 육군도 비용대비 효과를 판단하기 위해 검토하고 있었다. 극장에서 이 항공기는 밤에 대부분의 임무를 수행했고 최대 4,500파운드(2,000kg)의 하중을 성공적으로 들어 올렸다. 장비 후크업은 지상의 개인들과 함께 수행되었지만, 록히드는 헬리콥터가 스스로 훅할 수 있는 패키지의 꼭대기에 장착된 장치를 통해 자동으로 이 동작을 수행하는 것을 고려하고 있었다. 이 기능은 2013년에 시연되었다.[47] 비행 중에 자동으로 재로송되고, 다른 항공기와 함께 대형으로 비행할 수 있는 능력을 포함한 다른 특징들이 검토되고 있었다.[48] 무인 K-MAX는 6개 임무(임무당 평균 5,000lb(2,300kg)의 화물 운송을 통해 하루 만에 3만lb(1만4,000kg)의 화물을 운송하는 데 성공했다. 록히드와 케이먼은 해군, 해병대와 함께 16대의 헬리콥터 구매를 기본 프로그램으로 시작하는 것에 대해 논의했다.[44]

무인 K-MAX는 해병대 무인 리프트/ISR 기능을 위해 보잉 H-6U 리틀 버드와 경쟁했다.[49] 2014년 4월 콴티코 해병대는 손으로 쥐는 미니태블릿을 이용해 무인 K-MAX와 리틀버드를 독자적으로 착륙시키는 데 성공했다고 발표했다. 헬기에는 첨단 알고리즘과 LIDAR을 결합한 자율항공화물/유틸리티시스템(AACC) 기술이 탑재돼 사용자가 준비되지 않은 착륙장에 헬기를 착륙시킬 지점을 선택할 수 있도록 했다.[50] 해군연구소는 오로라 비행과학과 무인조직을 선정해 AACASS 시제품 개발을 완료했지만 록히드사는 K-MAX 홍보와 자율 화물 운송 시스템 개발을 지속했다.[51]

해병대가 사용하던 무인 K-MAX 헬기 두 대 모두 2014년 5월 미국으로 돌아왔는데, 이때 해병대는 아프가니스탄에서 더 이상 임무를 지원할 필요가 없다고 판단했다. 당초 6개월간 계획됐던 2011년 12월 실전 배치 후 3년 가까이 머물며 2250t의 화물을 들어올렸다. 이 항공기는 뉴욕에 있는 록히드사의 레이고 시설로 보내졌고, 이 서비스는 무인 K-MAX를 개념 증명 프로젝트에서 기록적인 프로그램으로 바꿀 가능성을 고려했다. 무인 항공 화물 운송에 대한 공식적인 요건은 전자 공격, 사이버 전쟁, 효과적인 적화 사격 등 예상되는 미래의 위협을 해결하기 위해 작성되고 있다; 이러한 요건은 아프가니스탄에서 신호 저하 능력이 없는 적에 대해 높은 고도에서 야간 비행함으로써 빠르고 저렴하게 피했다.[52][53] 관계자들은 추락한 K-MAX 헬기를 평가하고 2015년에 수리할 계획을 세웠다. 헬기와 지상관제소, 추가 장비 등은 레이고 록히드 공장에 보관돼 있다.[54] CQ-24A로 지정된 2대의 무인 K-MAX는 2015년 9월말까지 애리조나주 해병대 기지로 옮겨져 전술과 작전개념을 개발해 화물 UAV의 공식기록 프로그램을 통보할 예정이었다.[55]

록히드마틴은 2014년 11월 [23]소방 버전을 시연했고, 2015년 10월에는 1시간 만에 2만4000파운드(1만1000kg)가 넘는 물을 전달하기도 했다.[56][57] 2015년 3월 무인 지상차량(UGV)과 임무 계획 시스템 등과 연계해 사상자 대피 훈련이 실시됐다.[58] 의료진은 부상자를 평가하기 위해 UGV를 발사했고, 태블릿을 이용해 K-MAX를 호출하고 자동으로 착륙시킨 다음, 헬리콥터에 탑승한 좌석에 마네킹 한 명을 묶었다.[59]

연산자

A HELOG Kaman K-Max (HB-XHJ, 1998년 추락)
미 해병대 K-MAX 2대 상륙 영상
캐나다
콜롬비아
뉴질랜드
  • 스카이워크 헬리콥터 [63]주식회사
리히텐슈타인[64]
  • 로텍스 헬리콥터 AG[65]
스위스
미국

사양(K-MAX)

Kaman K-1200 orthographical image.svg

Jane's All the World 2000-01, K-MAX 성능 및 사양,[78][79] Kaman K-MAX 사양[80] 데이터

일반적 특성

  • 승무원: 1
  • 용량:
  • ISA에서 6,000 lb(2,722 kg)의 외부 부하 +15 °C(59.0 °F)의 해수면
  • ISA +15°C(59.0°F)에서 5,000ft(1,524m)에서 5,663lb(2,569kg)의 외부 부하
  • ISA +15°C(59.0°F)에서 10,000ft(3,048m)에서 5,163lb(2,342kg)의 외부 부하
  • ISA +15°C(59.0°F)에서 12,100ft(3,688m)에서 5,013lb(2,274kg) 외부 부하
  • ISA +15°C(59.0°F)에서 15,000ft(4,572m)에서 4,313lb(1,956kg)의 외부 부하
  • 길이: 52ft(16m) 로터 실행 중
  • 동체 길이: 41피트 9인치(12.73m)
  • 폭: 51ft 5인치(15.67m) 로터 작동 중
  • 높이: 허브 중앙까지 13ft 7인치(4.14m)
  • 공중량: 5,145 lb (2,334 kg)
  • 최대 이륙 중량: 6,500 lb(2,948 kg) 슬렁 하중 미포함
  • 12,000파운드(5,443 kg), 분사식 슬링 하중
  • 변속기 정격 1,500shp(1,119kW)
  • 주 로터 직경: 2 × 48 ft 4 in (14.73 m)
  • 메인 로터 면적: 3,669 sq ft(340.9m2)
  • 블레이드 섹션: - 루트: NACA 23012; 팁: NACA 23011[81]

퍼포먼스

외부 부하를 포함한 80kn(92mph, 148km/h)
  • 범위: 최대 부하 300nmi(350mi, 560km)
  • 서비스 한도: 15,000피트(4,600m)
  • 호버 천장 IGE: 6,000lb(2,722kg) AUW, ISA에서 26,300ft(8,016m)
  • 상승률: 평탄한 토크로 해수면에서의 2,500ft/min(13m/s)
  • 디스크 적재: 3.52 lb/sq ft(17.2 kg/m2)
  • 전력/질량: 0.1045 hp/lb(0.1718 kW/kg)
  • 연료 소비량: 85 gal/h(71 imf gal/h; 322 l/h)[22]

참고 항목

외부 매체
이미지들
image icon 유마에서 자율 K-MAX
비디오
video icon 무인 K-MAX 앳 유마
video icon 케이맥스(K-MAX)(파손볼 포함)

관련 개발

유사한 역할, 구성 및 시대의 항공기

참조

  1. ^ Kaman은 2015년 6월 10일 Wayback Machine Flightglobal에서 새로운 상업적 주문으로 K-Max 생산을 재개했다.
  2. ^ Boyne, Walter J. (2011). How the Helicopter Changed Modern Warfare. Pelican Publishing. p. 45. ISBN 978-1-58980-700-6.
  3. ^ ""Anton Flettner"; Hubschraubermuseum Bückeburg". Archived from the original on October 18, 2012. Retrieved August 22, 2012.
  4. ^ 2015년 9월 15일 웨이백머신에 보관된 "트윈 투르보로토르 헬리콥터" 1954년 8월, Popular Mechanics, 페이지 139.
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외부 링크