Yak-1

제2차 세계대전의 소련군 항공기
전투기복엽 전투기I-15, I-153
전투기I-16 이삭, Yak-1, Yak-3, Yak-7, Yak-9, MiG-1, MiG-3, LaGG-3, La-5, La-7, I-185, Pe-3
랜드리스 항공기P-39 에어라코브라, P-63 킹코브라, 슈퍼마린 스핏파이어, 호커 허리케인, P-47 썬더볼트, P-40, B-25, PBY, 햄든
폭격기경폭격기IL-2, IL-10, IL-20, Pe-2, Su-2, Yak-4, 투폴레프-SB, Ar-2, Tu-2
中폭격기Yer-2, IL-4, Tu-2
重폭격기DB-3, TB-3, Pe-8, K-7
기타UTI-26, Po-2
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야코볼레프 야크 전투기의 계보
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노르망디-니에멘 연대 소속 Yak-1B - 1943년 10월 촬영

Проекции истребителя Яковлев Як-1

제2차 세계대전 당시 소련 공군에서 운영한 전투기. 독소전쟁 초창기 소련 공군을 상징하는 전투기이며 소비에트 연방의 하늘을 지킨 전투기로서 전쟁 기간동안 8천 7백여대 이상이 생산되어 실전 배치되었다.

1 제원

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Yak-1
전장8.5m
전폭10.0m
높이2.64m
주익면적17.2m²
상승속도15.4 m/s
익면하중168 kg/m²
자체중량2,394kg
최대중량2,883kg
출력/중량비0.31 kW/kg
엔진쿨리모프 M-105P V-12 수냉식 엔진, 1,180마력
최고속도592km/h
최대상승고도10,050m
작전반경700km
탑승인원1명
무장기축 - 20mm ShVAK 기관포 1정
카울링 - 7.62mm ShKAS 기관총 2정 혹은 12.7mm 베레진 UB 중기관총 1정
총 생산량약 8,700여대
운용기간1941년~1950년
운용국가 및 공군소비에트 연방 공군
폴란드 공군
독일 공군

2 설계

소련에는 이미 최초의 단엽 전투기인 I-16이 있었으나, 이것은 1938년에 끝난 스페인 내전 당시부터 독일의 신형 전투기인 Bf109에 상대가 되지 않았다. 절치부심끝에 소련은 새로운 전투기를 개발하게 되는데, 그렇게 해서 알렉산드르 야코블레프가 설계해 만들어 진 것이 Yak-1이다. 땅딸보인 I-16에 비해 당시 전형적인 프로펠러 전투기의 디자인을 보이고 있으며 소련제답게 저가로 대량생산할수 있는 설계였으며 기체의 동체 후방은 금속 골조에 캔버스 천을 둘렀고 특징적인 삼각형 주익은 목재로 만들어졌다. 프로펠러는 3엽 2단 가변프롭 피치였고, 액랭식 V형 12기통 1,050마력의 M-105P엔진을 장착했으며 주익에는 익내 연료탱크가 설치되었고 특이하게도 연료 게이지가 날개에 붙어있다.

주 무장은 엔진 한 가운데에 20mm ShVAK 기관포를 장착하였으며 엔진 상단의 카울링에 7.62mm ShKAS 기관총 2정을 장착했다. ShVAK 기관포는 연사력, 포구초속에서 독일의 MG151/20 기관포보다 우위에 있었으며[1] ShKAS 기관총은 분당 1,800발(!)이라는 무시무시한 연사력을 자랑했다.[2]스탈린의 전기톱 다만 싱크로나이즈드 기어의 장착으로 인한 프로펠러와의 연동을 위해 분당 1,100발로 연사력이 줄었으나 그럼에도 빨랐다.

여러가지로 Yak-1은 영국의 호커 허리케인과 비슷한 위치의 전투기이며 전반적으로 당시의 MiG-3, LaGG-3에 비해 고성능 기체로 취급됐는데, 특별한건 없고 익면하중이 이들 기체 중 가장 낮아 기동력이 뛰어났기 때문이다. 이는 2차 대전기 소련 전투기들이 가지는 전반적인 특징이기도 하다. 당시 소련은 고공에서 제대로 된 작동을 보장할 수 있는 고출력 엔진을 만들 수 없었기 때문에 최대한 작게, 그리고 저공에서만큼은 기동성과 선회력이 좋도록 만들었다. 특히 롤 성능과 순간적인 선회력이 매우 뛰어났는데, 낮은 익면하중과 더불어 삼각테이퍼익은 롤 기동을 하는데에 탁월했다. 다만 허리케인이 그렇듯이 독일공군의 Bf109보다는 성능이 떨어졌다. 허리케인에게는 스핏파이어가 있었지만 야크-1에게는 그런게 없었다 독소전쟁 발발시에 최신형 전투기가 Yak-1에 불과했기 때문에 소련공군은 이의 개량형 모델이나 좀 더 발전된 전투기의 배치를 서둘렀고, 그리하여 Yak-7, Yak-9나 혹은 LaGG-3, La-5의 투입을 서둘렀다.

3 문제점

문제점이 한두가지가 아니고 이 문제의 1차적인 원인은 클리모프 M-105 수냉식 엔진이었다. 우선 타국 엔진에 비해 저출력인 상황에 냉각성능이 좋지 않아 4000미터 이상의 고고도만 올라가면 엔진이 죽을락말락 하며 심각한 과열현상과 엔진 정지를 일으켰고, 심하면 폭발이 일어났다.[3] 초창기 모델에서는 M-105P 엔진을 썼는데, 영국군의 스핏파이어에 장착된 롤스로이스 멀린 엔진과 유사한 카뷰레터식이라 -G기동을 하면 엔진이 꺼져버려서 -G기동을 못했다. 전쟁 발발 이후 플로팅챔버를 없애고 출력을 1,100hp으로 끌어올린 M-105PA엔진을 쓰면서 -G기동 문제는 어느정도 해결되었으나, 과열문제와 고고도에서의 성능 감소 문제는 대전기간동안 끝내 해결되지 못했다. 이는 고출력 엔진과[4] 과급기에 대한 소련의 기술이 빈약했던 탓이고 이 분야에서 소련의 기술 수준은 일본과 비교해도 부족한 편이다.[5]. 물론 일본의 항공기술이 2차대전때 꽤 높은 수준이기는 했다.[6]

항공기 엔진이나 슈퍼차저에서 일본의 성능이 고고도에 가서도 더 높은 효율을 보여주는데다 기체 자체도 고속에서 움직일 만큼 충분하게 엘리베이터나 러더에 밸런스혼도 없는 소련기들은 공력중심을 제대로 이동시키지 못하여서 고속에서 제대로 움직이지도 못하게 설계되어있으며 대체적으로 짜리몽땅한 기체 형상들은 체적계수가 작아서 조종성이 좋을래야 좋을수가 없다. 기술 수준과 별개로 양산기의 성능만 따진다면 소련쪽이 그나마 양호하다고 볼 수 있기는 하지만 이는 항공 기술뿐 아니라 공업능력에도 영향을 받는점을 감안해야 한다.[7] 게다가 양산기의 성능을 비교해도 소련이 확실하게 우세하다고 보기는 어려운게 일본의 양산기중에 Ki-84 하야테같은 물건도 포함이 되어있고 이들의 성능이 소련기와 비교해서 밀리지 않는다.

이 와중에 신형 클리모프 M-105PF 엔진의 수명은 보장 수명 25시간으로서 너무나 짧은 수명을 가지고 있었는데 엔진 한가운데에 있는 ShVAK 기관포의 사격 반동으로 인해 수명은 더 줄어들었고 제때에 엔진 교체를 해주지 않는다면 언제 멈출지 모르는 시한폭탄 같은 엔진이었다. 이 엔진 문제는 독소전쟁 끝나고서 1948년까지 소련 공군을 괴롭혔는데, MiG-3나 La-9[8]같은 예외를 제외하면 고공에서 우수한 비행능력을 보여준 기체가 없었다. 물론 소련이라고 바보라서 MIG-3의 엔진을 다른 항공기에 적용하지 않은건 아니고 다른 문제가 있었기 떄문이다. MiG-3는 AM-35A라는 유일하게 고공출력을 보장할 수 있는 엔진을 사용했는데 이 엔진은 너무 무거워서 결과적으로 고고도 속도를 제외한 모든 비행성능이 망했다.[9] La-9는 어떻게든 과급기를 집어넣어 고고도 성능을 대강 해결했으나, 발열이 문제가 되어 제대로 출력을 자랑하기 힘들었다.

가스작동식 플랩[10]도 문제가 있었는데, 유압과 다르게 가스압은 힘이 딸려서 300kph쯤 넘으면 플랩이 펴지질 않았으며 초기형의 레이저백 형식의 캐노피는 후방 시야가 매우 형편없었다.

급강하 제한속도가 제로센과 비슷한 수준의 620~640km정도로 낮은것도 문제가 되었는데 기본적으로 목재 주익, 동체 금속 골조 위에 캔버스 천을 씌운 구조인 것이 문제가 되었기에 붐앤줌 기동을 원할하게 할수 없었다.[11] 이런 와중에 전황이 급해지면서 기체 한대라도 전선에 내보내야 했던 시기의 상황과 열악한 공업사정이 맞물려 공정 중 불량품도 다수 사용되어서 옼스놀러지(...)를 이용해 만든 기체들도 많아 안 그래도 기체의 허용 한계가 낮은데 기동 중 날개가 떨어져 나간다던가 하는 사고도 다발했으며 기체의 개개 성능이 제멋대로인 경우도 상당히 많았다.

더욱이 화력도 많이 부족한 편이었다. 주무장이었던 SHVAK 기관포는 가벼운 무게에 탄걸림이 적은 비교적 높은 신뢰성을 지니고 있었으며, 포구초속 및 발사율이 빠른 성능 자체는 우수한 기관포였으나 문제는 소련의 금속가공기술이 부족했던 덕분에 탄두에 고작 6g의 작약밖에 못 집어넣어 상대방의 기체에 타격을 많이 가할 수 없었다.[12][13] 동체가 얇은 두랄루민으로 되어 있어 고폭탄으로도 충분한 타격을 가할 수 있었던 공중전에서는 중대한 문제였다. 발사율 및 포구초속은 좋아 탄이라도 많이 쏘면 괜찮겠지만 문제는 소련기들은 저출력 엔진 덕분에 기체에 여유가 없어 탄을 많이 못 실는 형국이었다. 많이 실어봤자 120여발밖에 안 되니 shvak의 높은 발사율로는 1분도 안 되어 소모해 버렸다. 이렇게 되면 부무장인 2정의(형식에 따라선 1정의)12.7mm UBS 기관총으로 싸워야 하는데 12.7밀리는 2차대전 당시에도 이미 화력이 떨어진다는 평가를 받고 있었다. [14] 따라서 기본방어력은 가지고 있지만 미군기들처럼 중장갑은 아니었던 독일기 상대로도 화력부족때문에 격추에 애를 먹어야 했다.[15]

기체 자체의 기동력에서도 문제가 없던 것은 아닌데, 소련기들의 상징과도 같은 삼각 테이퍼익은 순간적인 선회력과 뛰어난 롤 성능을 보장하나 제로센이나 스핏파이어 초기형 수준의 가벼운 익면하중을 가진 기체는 아니었던지라 1회 선회시에는 위협적인 선회력을 자랑했으나 2~3회 연속으로 기동을 할 경우 선회력이 급감하게 된다. 이는 주익형상의 문제도 있으나 근본적으로 출력이 다소 떨어지고 가속력이 좋지 않은 엔진과 더불어 에너지 보존률이 좋지 않았던 문제들이 복합적으로 작용하는것이 컸으며, 급강하 시에는 기수들림 현상이 일어났고 고속기동시 러더의 반응성이나 스틱 포스가 급격하게 무거워져서 고속에서의 반응성이 나빴다.

더욱이 자체적으로 비행가능한 연료 생산이 제대로 안됐던 만큼 기름이 없어 날지 못했던 경우도 적지 않았다. 당시 소련 공군은 옥탄가 70 정도의 저옥탄가유만 뽑아내고 있던 실정이었는데, 1940년 기준으로 약 3000만톤의 유류 중 약 88만톤의 유류가 이 저옥탄가의 항공유였던 실정.

4 실전

1941년 6월 22일 독소전쟁 발발 전까지 400여대가 배치되었으나, 근본적인 기술적인 문제도 있고, 소련 공군의 조종사의 기량도 별볼일 없었데나가 기습에 대비가 되어있지 않아서 별 활약을 못하고 소모되었다. 이때문에 계속 개량되었고, Yak-1을 바탕으로 Yak-3, Yak-7, Yak-9까지 계속 개량형이 나왔다. 그러나 생산 자체는 1944년까지도 계속해서 이루어졌고 1950년에 가서야 퇴역했다.[16]

하지만 독소전 초반, I-15나 I-16같은 떨거지 전투기들이나 고고도 비행속력 좋은 MiG-3, 이 바닥에서 성능 안좋기로 악명높은 LaGG-3에 비해 소련 공군이 기대할수 있는 사실상 유일한 전투기이자 저고도 한정으로[17] 독일의 Bf-109Fw-190에 맞설수 있는 전투기가 야코블레프 전투기들이었기에 Yak-1은 소련 공군에서 그나마 가장 믿을 만한 기체로 소련 공군 파일럿들의 사랑을 받았으며 2차 세계대전기 소련 공군 전투기의 상징으로 남았다. La-5의 실전배치 이후에도 제법 오랫동안 일선에서 활약했었는데, La-5보다 조금 더 나았던 고공성능 때문이었다.

어쨌든 야크기 덕분에 야코블레프는 이 공로로 레닌 훈장을 받고 공군 상급대장까지 진급하였다.[18]

5 전후

유고슬라비아에서 1950년까지 운용했다.

6 개량형 및 파생형

6.1 I-26

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Yak-1의 프로토타입 기체. GAZ-301 공장에서 설계되었다.

6.2 UTI-26

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Yak-1의 복좌형 비행훈련용 기체. 이 기체는 차후 개량을 받아 Yak-7으로 재명명된다.

6.3 Yak-1B

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제 267 항공연대 소속 Yak-1B. 기체의 문구는 "돈바스 해방" - 1942년

기존의 Yak-1은 소련공군의 요구에 충족하는 성능을 갖추었으나 레이저백 캐노피의 단점인 좁은 후방시야 문제가 제기되어 물방울형 캐노피를 도입하고 후방 동체의 높이를 낮춘 다음, 무장을 7.62mm ShKAS 기관총 2정에서 12.7mm 베레진 UB 기관총 1정으로 교체하고 후방 방탄유리를 장착했으며 신형 조준기를 설치하고 Bf-109와 유사한 조종간을 채택한 경량화 개량형이 등장하게 되는데 이것이 Yak-1B이다.

이 기체는 실전투입되고 난 이후 소련 공군 파일럿들이 상당히 좋아하는 기체로 등극하게 되었다. 가벼워진 자중과 더불어 냉각성능과 출력이 다소 개선되긴 했으나 안 그래도 안 좋은 엔진수명과 고공성능을 시궁창에 처박아버린 신형 클리모프 M-105PF엔진에 힘입어 저고도에서 위협적인 기동력을 발휘했으며 우수한 시야로 소련 공군 파일럿들의 호평을 받았다. 이 기체의 디자인은 Yak-9, Yak-3까지 주욱 이어지게 되며 1942년 이후의 Yak-1 생산 모델은 전부 이 기종이다. 첫 비행은 1942년 7월경 3560번기에 의해 실시되었으며 총 4,188대가 생산되었다.

6.4 Yak-7

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제 42 항공연대 소속 Yak-7-37.

UTI-26 훈련기를 이용해 전투기로서 설계한 기종. 이 기종은 당초에는 전투기로서 설계된 기종이 아니다. Yak-1과 비교해서 길쭉해진 캐노피 형상에서 알 수 있듯이 이 기종은 원래 훈련기로서 설계된 기종이다. 당초에는 I-27, 후에는 UTI-26이라는 식별코드를 부여하고 2인승 훈련기로 설계되다 계획을 엎어버리고 전투기로 재설계했다.

본디 이 기체는 야코볼레프 설계국에서 설계한 것은 아니며 시넬스치코프 설계팀에서 본 설계국에 통보도 없이 이것저것 개조를 해본 뒤 "이런 것을 만들어 보았다"라며 시제기를 공개한 것이다. 처음에는 야코볼레프 설계국은 "뭐여 이게" 라는 반응이었으나 테스트 비행을 거친 후 기존 Yak-1보다 기골이 강화되며 항속거리가 대폭 증대되었고 쓸만한 범용성을 가진 이 기체의 성능에 감명받은 야코볼레프는 이 기체를 제식 채용하기로 결정했다. 자세한 것은 Yak-7 문서 참조.

6.5 Yak-1M

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Yak-1M의 시제기(1번기). - 1943년

기존의 Yak-1B의 경량화 버전. 이 기체는 차후 훨씬 경량화를 시키면서 Yak-3로 재명명된다.

6.6 Yak-3

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제 303 항공연대 소속 Yak-3. 해당 파일럿은 제 303 항공연대의 지휘관인 게오르기 네페도비치 자카르코프 중장(!). - 1944년
Yak-1B의 궁극의 경량화 버전. 1943년 전황이 어느정도 호전된 시기, 야코블레프는 Yak-1을 재설계해서 주익면적을 14.85m²로 줄이고 엔진을 1,300hp 출력의 M-105PF2로 바꾸고 냉각성능을 올리기 위해 흡기구를 키운 Yak-1의 다이어트 버전인 Yak-1M의 2번기에는 좀더 심혈을 기울여서 후방동체의 외피를 합판에서 캔버스 천으로 바꾸고, 후방동체의 안테나를 없애고 흡기구의 냉각성능을 높이고 엔진 하부의 흡기구를 제거하는 등 기체 자중을 약 400kg가량 감량하였더니 기동력이 훌륭한 꽤 좋은 기체가 튀어나왔다. 자세한 내용은 Yak-3 항목 참조.
  1. 포구초속은 ShVAK이 가벼운 탄환을 사용했기 때문이다. ShVAK 고폭탄은 대략 6g정도의 작약을 사용하여 약 770m/s정도의 포구초속을 지니는데, MG 151이 작약으로 PETN 18g을 사용한 미넨게쇼스 탄환을 사용할 시 800m/s 정도로 약간 우위에 스게 된다. 문제는 이 기관포가 사용하는 탄의 폭발력이 상당히 폭발력이 떨어진다. 물론 이건 탄의 문제기는 한데 포가 이 탄을 사용하는 이상 이건 포의 문제라고 볼 수 있다.
  2. 물론 저 지나친 연사력에서 볼 수 있듯, 신뢰성은 안좋아 고장이 엄청 잘났다.
  3. 더 심각한건 이런 성능을 가진 야크기도 MiG-3를 제외하면 가장 좋은 고공성능을 가진 기체였다는거다.
  4. 그나마 이쪽은 대전 말에는 어느정도 완화돼서 Yak-9의 경우 신뢰성은 좀 심하게 떨어지지만 P-51D형과 비슷한 출력의 엔진을 장착했다.
  5. 대전 초반에는 일본이나 소련이나 비슷비슷했지만(당장 제로센과 Yak-1을 비교해보면 둘 다 기동성 위주을 중시한 설계에 기체 강도도, 고속에서의 조종성도 거기서 거기다. 그나마 저속 롤은 Yak-1가 나으나, 선회력은 제로센이 더 좋다), 그 초반을 넘어서면서 고출력 엔진과 과급기에 대한 연구가 상당히 진행된다. 일본의 항공기술이 더 뛰어나다는 것은 초반을 제외했을때 이야기이다.
  6. 제로센의 임팩트 때문에 납득이 안갈 수 있겠지만 하야테나 시덴의 경우 프로토타입의 성능은 제법 뛰어나기는 했다. 시덴은 대전 후기 상위급 기체라고 보기엔 좀 부족하지만, 하야테는 정상적으로 생산되었을 때 공랭식 기체 중 상위권 위치에 있었다.(Fw190A와 비교하면 속력과 상승력등에서 오히려 더 우수한 성능을 가지고 있다. 도라는 액랭식이므로 패스) 문제는 1944년부터 일본이 개판이 되면서 실질적으론 기체들을 공장품질을 꾸준히 유지하면서 낮은 인시로 양산하기에는 일본의 공업능력이 부족했다.
  7. 일단 전투기 생산량 자체는 소련이 좀 더 많기는 하다. 총 항공기 생산량은 소련이 136,223대 vs 일제가 71,580대로 소련이 1.9배쯤 많이 만들어냈다. 그러나 소련이 저정도로 생산하는것에는 미국의 랜드리스도 상당한 도움을 줬다는 것은 감안할 필요가 있다. 양산형 하야테의 성능이 떨어진 것도 대전 말기 해상 봉쇄 및 공습으로 물자부족에 시달렸던 것이 근본원인인 만큼 제대로 된 지원을 받는다고 가정하면 소련과 비슷한 수준의 공업능력을 보여줄 가능성도 없지는 않다. 물론 소련도 초반에 공업지대와 자원지역을 털린건 감안하기는 해야겠지만
  8. 이건 그나마도 2차 대전안에 실전 배치 된 적도 없다.
  9. 사실 엔진의 무게 자체는 830 kg으로 무거운 편이기는 하지만 네피어-세이버, 롤스로이스 그리폰, 융커스 유모 213처럼 무거운 엔진과 비교하면 오히려 가벼운 편이기는 하다. 하지만 저 엔진들은 못해도 1500 kW이상의 출력을 뽑는 반면에 AM-35A는 1000 kW도 안되는 처참한 출력을 가지고 있었다. 저출력의 폭격기 엔진이었기에..
  10. 비행 시뮬레이션 게임을 해본 사람이라면 알겠지만, 야크기를 포함한 소련기 대부분은 플랩을 작동시킬 때에 "취이익-" 하는 소리가 나는 것을 알수 있는데, 바로 작동구조가 가스식이기 때문이다. 플랩뿐만 아니라 랜딩기어 등의 작동기구도 대부분 가스압 작동식이다. 상기할 문제가 있는데도 불구하고 이를 사용한 것은 유압이나 전기모터식 작동구조보다 무게가 적어 경량화가 쉽기 때문이다.
  11. 물론 이에 대한 변명이 없는것은 아니다. 싸게 구할수 있는 재료로 쉽게 정비를 할수 있다는 장점은 있기 때문이고 야코블레프 본인 역시도 이에 대한 항변을 한 바 있다.
  12. 독일의 MG151/20 미넨게쇼스는 20g의 작약량을 자랑했고 히스파노 기관포 고폭탄은 12g의 작약량을 지니고 있었다.
  13. 게다가 소련의 고폭탄 제작 기술은 형편없는 축에 속하여 불발탄이 속출했다.
  14. 똑같은 12.7밀리를 운용하는 미군기들은 양날개에 6~8정씩 달아서 양으로 화력부족을 보충했다.
  15. 전쟁 기간 총 62대를 격추하여 소련 최고의 에이스에 오른 이반 코제두프가 후일 회고록에서 "50미터까지 접근하여 Fw190에게 온 화력을 퍼부어되었지만 격추시키기가 쉽지 않았다"고 회상했다.
  16. 이 1950년은 소련군이 아닌 유고슬라비아군의 퇴역을 이야기하는것으로 보인다. 소련군의 입장에서는 Yak-9의 생산량이 Yak-1보다 훨씬 많은데 이미 성능미달인 기체를 계속 운용할 이유가 없다.
  17. 물론 동유럽의 공중전이 대부분 저고도에서 벌어졌으므로 어떻게든 싸워볼만하기는 했다. 그러나 어디까지나 해볼만 하다는거지 4000m 이상을 올라가는게 자살이나 마찬가지라는 것은 일격일탈 전술에 대항할 방법이 전혀 없었다는 걸 의미한다. 그래서 소련도 어떻게든 고고도 전투기를 만드려고 했지만..나온게 MiG-3였다.
  18. 소련은 혁혁한 무기 설계자들에게도 고급 군계급을 수여했다.. AK-47을 만든 미하일 칼라시니코프도 원래는 부사관출신이나 설계품이 베스트셀러가 되자 중장까지.. 하긴 AK-47의 가치를 생각해보자면 중장이 아니라 원수를 줘도 무방할 듯 하다...