Ki-91

제2차 세계 대전의 일본 육·해군 항공병기
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독일로부터 수입한 기체			하인켈 72, A7He, AxHe, 하인켈 He 119, 융커스 Ju 87 슈투카, 메서슈미트 Bf 109E-7, 포케불프 Fw 190A-5, 메서슈미트 Me 210 A2, 메서슈미트 Me 410, ⓩ메서슈미트 Me163, †ⓩ메서슈미트 Me 262, †포케불프 Ta 152, †융커스 Ju 390, †V2 미사일
글라이더, 무동력기, 미사일			†Ki-147, †Ki-148, †MXY8 아키구사
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가와사키 Ki-91 (川崎キ-91)

1. 제원(예정)2. 전략폭격기를 요구한 일본 육군3. 개발 조건4. 원형기 설계와 생산 준비5. 개발 중지와 새옹지마?6. 평가

1. 제원(예정)

설계 : 가와사키 항공기
승무원 : 8명
전장 / 전폭 / 전고 : 33.35 m / 48.00 m / 10.00 m
익면적 : 224.0 m2
중량 : 34톤 ~ 58톤
최대속도 : 570 km/h
상승한도 : 13,500 m
상승률 : 8,000 m까지 20분 30초
항속거리 : 9,000 km（폭탄 4톤 탑재시） / 비무장 항속거리 10,000 km 이상
동력 : 미츠비시(三菱) 하-214루(ハ214ル) 공랭 18기통 엔진 (2,500 hp) 4기
프로펠러 : 4엽 가변피치 (직경 4.4 m)
연료 탑재량 : 27,500리터 (19.15톤)
폭탄 탑재량 : 8톤
방어무장 : 20mm 기관포 9문

2. 전략폭격기를 요구한 일본 육군

제2차 세계 대전 중인 1943년(쇼와 18년)에 일본 육군은 가와사키 항공기(川崎航空機)에 대하여 장거리 전략폭격기에 관한 소요 제기를 바탕으로 개발을 지시했다. 그 무렵 일본 육군항공본부는 이미 일본 제국 해군의 G5N 신잔(深山) 폭격기를 육군 사양에 맞춰 개수한 Ki-85(キ85)의 연구 개발을 지원하고 있었다. 하지만 Ki-85는 1943년 7월에 원형기의 성능이 여러 면에서 부족하다는 결론이 나와 개발 중지가 결정되었다.

나카지마 비행기(中島飛行機)가 이끌던 육군의 중폭격기 개발이 중단됨에 따라, 육군항공본부는 가와사키 항공기에 Ki-91이라는 장거리 전략 폭격기의 개발을 명령했다. 가와사키에도 도이 다케오(土井武夫 : 1904~1996) 기사 같은 재능있는 엔지니어가 있었고, 곧 개발주임으로 임명된 그는 설계팀을 총동원하여 4발 중폭격기 개발에 달라붙었다. 사실, 가와사키 개발진들은 자체적으로 1943년 6월부터 기초 연구를 시작하고 있었다.

3. 개발 조건

육군이 Ki-91의 계획 단계에서 가와사키 개발진들에게 요구한 성능은 상승 고도는 10,000 m에 최대 속도 580 km/h 이상, 그리고 4,000 kg의 폭탄을 탑재했을 때 항속거리는 9,000 km 이상이어야만 했으며 폭탄은 최대 8,000 kg까지 실을 수 있어야만 했다. 방어 무장은 20mm 기관포를 12문 갖추길 원했는데 특이한 요구 조건이 하나 덧붙여졌다. 그것은 폭격기로서의 성능 뿐만이 아니라 무장 병력을 태워 공중수송할 수 있는 수송기로서의 능력을 설계 단계부터 고려하라는 것이었다. 이런 거창한 요구조건에 따라 기체는 점점 커져서 전장 33.35 m, 날개폭 48.0 m, 전고 10.0 m 규모에 전비 중량은 58톤이나 될만큼 거대해질 예정이었다.

그러나 이는 말이야 쉽지, 상당히 말도 안되는 조건이였다.

일단 일본보다 공업력이 우수한 다른 나라들 조차 고도 10,000 m를 달성한다는 것은 상당히 어렵게 여겨지는 일이였다. 예를 들어 1942년에 선보인, 당시 최고의 폭장량를 지닌다고 여겨졌었던 영국의 아브로 랭커스터 폭격기는 롤스로이스 멀린 4기의 엔진을 장착하고도 최고고도 6,500m, 최고속도 454km/h가 한계였으며, 이 마저도 6.4톤의 최대 폭장량을 줄였을때 달성 가능한 수치였다. 비슷하게 미국의 B-24가 최고고도 8,500m, 최고속도 478km/h가 한계였으며, 3.6톤의 폭장량을 탑재할 수 있었다. 그나마 터보슈퍼차저를 장비한 B-17이 E형 기준으로 10,850 m 까지 상승할수 있었지만, 폭장량이 2톤으로 줄어들었다.

우선 1만 미터 고공은 산소가 희박했다. 가장 큰 문제중 하나론 엔진이였는데, 엔진은 산소를 흡입해 연료를 태워 연소해야 하는데, 산소가 부족해 연소를 못하니 엔진이 재출력을 낼수가 없었다. 엔진이 재출력을 내지 못하면 속도도, 고도도, 폭장량도 아무것도 달성하기가 쉽지 않다. 이를 해결하기 위해 엔진에 강제로 산소를 불어넣어주는 장치가 터보차저나 슈퍼차저라고 불리우는 과급기인데, 일본은 이 과급기 기술력을 제대로 갖추고 있지 못하였고, 그나마 추락하거나 노획한 미군 폭격기의 것들을 복제를 시도해보려다 실패한것이 다였다. 더군다나 일본에겐 거대한 항공기를 띄울 수 있을 만한 강력한 엔진조차 존재하지 않았다.

또 헐떡거리는건 엔진 뿐만 아니라 승무원들도 있었다. 고고도의 저산소 환경과 상상을 초월하는 극한의 추위는 아무리 두꺼운 옷을 껴 입고, 산소마스크를 써서 어떻게든 버틴다 한들, 항속거리 9,000 km 이상의 긴 비행시간 동안 견디는건 초인이 아니고서야 불가능에 가까웠다. 따라서 여압식 캐빈은 필수적이었는데, 1만 미터 고공은 해발 고도에 비하면 기압이 1/4에 지나지 않아서 기체 외부와 내부는 대기 압력 차이로 인하여 외피에 무려 1평방미터당 6톤이나 되는 엄청난 압력이 걸리게 되는 상황에 기골 간격을 빽빽하게 좁혀 보강하고 밀봉 조치를 철저히 신경써서 캐빈을 만드는건 쉬운 일이 아니였다. 심지어 이런 구조는 기체가 무거워지는 첩경이어서 상승 성능에는 마이너스로 작용했다.

이러한 이유들 때문에 당시 항공기 중에서도 여압 캐빈을 갖춘 기체는 흔치 않았으며, 그나마 영국과 독일, 미국에서 여객용으로 제작되거나 고고도 정찰기로 제작된 소수의 기체들이 존재했을뿐이였고, 그 마저 일본은 제작 경험도 존재하지 않았다.

이런 조건을 깬 유일한 나라는 바로 미국이였다. 미국의 B-29는 기수와 기미를 여압화하고 중간은 여압 터널로 연결시켜 왕래할 수 있게 제작되어 있어서 고공 비행에서도 문제가 없었다. 또한 미국은 고출력 엔진 뿐만 아니라 이 엔진이 산소가 부족한 고고도에서도 원활하게 작동할수 있게 끔, 터보차처와 슈퍼차처를 합친 트윈차저까지 장착하여 여압캐빈의 무게와 트윈차처까지 장착하고도 9,000kg의 폭장량까지 합해 무려 60톤의 동체를 고도 10,200m까지 띄우고 최고 속력도 574km/h를 달성하였다.

고출력 엔진과 과급기 기술, 여압 캐빈 제작 능력등 이러한 조건들을 달고도 대량 생산[1]을 한다는것은 미국만이[2] 가능했었으며, 미국 또한 B-29를 만들때 많은 결함과 시행착오를 겪어야 했었는데, 이런 복잡하고 제작비가 많이 드는 거인기를, 그 무렵 일본 항공업계 수준에서 대량 생산을 한다는 것은 누가 보더라도 불가능한 일이었다.

4. 원형기 설계와 생산 준비

그래도 가와사키에서는 일직선 형태의 외형을 가진 신잔의 기체 디자인을 참고하여 재설계하고 1944년 4월과 5월에는 각각 2회에 걸쳐 실물 모형에 의한 심사를 받을 수 있는 단계까지 기초 설계를 마칠 수 있었다. 도이 다케오 기사가 남긴 기록에 따르면 실물이 아닌 모의 평가 결과는 아주 우수했으며 문제가 발견되지 않았다고 한다. 가와사키 사는 기후현(岐阜)에 시작기 제작을 위한 공장을 세우기 시작했고 1944년 6월에 공장이 완공되자 먼저 생산 라인을 위한 설비와 제작 비품의 설치를 시작했다. 그 무렵, 가와사키 내부적으로는 프로토타입 1호기 완성은 1946년(쇼와 21년) 6월로 스케줄이 잡혔으며, 2호기는 1947년(쇼와 22년) 3월에나 완성될 것으로 예상되고 있었다. 원형 1호기는 개발과 공작이 어려워 여압실이 생략되었고, 본격적인 여압 기능은 시제 2호기에서 갖추도록 계획하여 조금이라도 납기를 앞당기려고 애를 썼다. 이 계획은 나중에 1호기도 여압장치를 갖추게끔 개수하는 방안이 제안되기도 했다.

그러나 이 무렵부터 미군은 일본 본토에 대한 전략 폭격에 본격적으로 나서 기후현 소하라역에 세워진 조립 공장도 공습 표적이 될 것이 예측되었기 때문에 부득이하게 생산 체제를 변경해야만 했다. 하지만 이처럼 공장을 소개시키면 원형기 제작에 빠뜨릴 수 없는 주재료인 알루미늄 합금을 제때 공급받기 어려운데다, 배기 터빈식 과급기가 추가된 하-214루 엔진의 튜닝과 설치 작업이 늦춰질 것은 불 보듯 뻔했고, 분명 시제기 개발을 위한 환경은 나빠질 것이 분명했다. 게다가 이처럼 B-29에 의한 공습이 연일 계속되며 전황이 수세에 몰리게 되자, 육군으로서는 당장 적국을 공격할 폭격기 보다는 막는데 필수적인 방공 전투기가 1대라도 아쉬워지는 상황이 되어버렸다.

5. 개발 중지와 새옹지마?

이처럼 전황이 돌변하자 육군은 Ki-91의 개발 중단을 검토하게 되는데, 종래는 1945년(쇼와 20년) 2월에 모든 개발과 시제기 제작을 중지하라는 명령을 내리게 된다. 계획이 중단된 싯점에서 Ki-91의 설계는 60%까지 진행되어 있었다. 하기사 이런 군의 조치가 없었다 하더라도 이 폭격기는 1946년 중반에나 비무장 상태의 1호기가 겨우 완성될 예정이어서 전쟁의 향방에는 아무런 영향을 끼칠 수 없었다. 아니, 오히려 귀중한 개발 인력과 자원, 그리고 그 무렵 무엇보다도 소중했던 시간만을 낭비했을 뿐이다.

흥미로운 것은 이 Ki-91의 개발이 멈춰진 싯점에서 가와사키의 거의 모든 직원들은 카카미가하라시에 소재한 기후 공장에 모여 있었는데, 이들은 태평양 전쟁이 끝난 후에 자동차 부품 생산 같은 민수 산업 분야로 그대로 옮겨져 조업을 계속할 수 있었다. 패전 후에 일본인들은 오랜 전쟁이 빚어낸 경제 마비로 인한 빈곤이 덮쳐 식량조차 구하기 어렵던 기아와의 전쟁을 또다시 겪어야만 했던 사실을 비춰보면, 이 직원들은 상당히 운이 좋은 것이었다. 가와사키 중공업(川崎重工業)이 재건되자 이 공장은 그대로 가와사키 기후 공장의 일부로 되살아난다.[3]

6. 평가

지금부터는 만일에 Ki-91이 실제로 실용기로 완성되어 일선부대까지 배치되었다는 가정 하에 과연 어떤 방식으로 임무를 수행했을지 따져보자. 1943년에 일본은 태평양에서 일부 차지하고 있던 제해권은 완전히 쪼그라들어 실제로는 남양 군도 방면 외에는 전진 비행장을 마련할 수 없었지만, 남쪽 전선은 지리적으로 미 본토 서해안과는 전혀 관계가 없으며 오히려 더 멀어질 뿐이다. 일본 열도에서 미국과 가장 가까운 대규모 비행장의 후보지라 한다면 삿포로시 정도나 그 부근을 생각해볼 수 있다. 삿포로에서 대권 항로로 가장 가까운 미국 서해안 도시는 샌프란시스코. 미국 최대의 군항이자 미 해군의 중심부니 폭격 목표로는 안성맞춤일지도 모른다.

그런데, 삿포로에서 샌프란시스코 항로는 지금의 제트 여객기로도 12시간 10분이 소요되며 그것도 가장 빠른 항공편일 경우에 그렇다. 그 편도거리는 7,708 km이며 왕복이면 무려 15,416 km에 달한다. 즉 Ki-91은 삿포로나 치토세 비행장에서 발진해 쉬지 않고 17시간 이상 날아가야 목표 상공에 다다를 수 있었다.

이후 정말로 운이 좋아, 경로상 접근을 경보해줄 적 해군이나 함선을 피하는것도 없이, 적 요격기도 만나지 않고, 미국의 방공포도 가동하지도 않아 회피기동 없이, 최적의 경로로 폭탄을 던지고 기수를 돌리면, 또 다시 날아온 만큼 비행해야만 한다. 그런데, 이번에는 강력한 편서풍으로 정면에서 불어닥치는 제트기류를 안고 훨씬 느린 속도로 더 오래 날아야만 출발지인 홋카이도까지 도착할 수 있다. 게다가 목표는 비교적 가까운 샌프란시스코나 시애틀 뿐만이 아니라 훨씬 먼 LA나 더 내륙 지방에도 있다. 이런 점을 감안하면, 일본과 미국을 왕복하는 전략폭격기란 최소한 18,000~20,000 km의 실용 항속거리를 지녀야만 한다는 결론이 나오게 된다.

현재 미 공군의 중폭격기 B-52가 16,300 km의 항속거리를 지니지만 그것도 무장을 싣지 않았을 때나 가능한 거리이다. 결론부터 잘라 말하자면 현재에도 공중급유기가 동반하지 않는다면 불가능한 폭격 임무를 일본 육군은 1940년대 기술로 실현하려고 한 것이였다.

그리고 실현되었다 한들 또 다른 문제가 있다고 하면, 바로 목표 상공에 다다르기 전에 조우할, 미국 본토를 지키려 달려들을 요격기라는것이다.

B-29가 일본 본토 폭격시에 뛰어난 속력과 고고도 능력을 통해, 고고도 능력이 없다고 보는 것이 편한 일본 전투기들 요격을 회피하는데 성공했지만, 반대로 미국의 전투기들은 터보 슈퍼차저가 장착되어 있는 기체들이 있어서 고고도 방공 능력이 뛰어났다. P-38의 경우 G형 기준 12,200m 까지 빠르게 상승할 수 있었으며, 최고속도도 640km/h대로 더 빨랐고, 20mm 혹은 37mm 기관포를 장착하고 있어서 폭격기를 요격하기에 모자람이 없었다. 애초에 P-38은 폭격기 무적론을 비틀어 어디선가 날아오는 적국의 폭격기들을 요격시켜야 한다는 조건에 개발된 기체였다.

심지어 미국 본토면 전선에서 후방인걸 감안해 P-38G면 잘 쳐준거고, 본격적으로 J나 L 같은 후기형이나 P-47나 P-82 같은 기체들이 배치되면 이들은 더 높고 더 빠르게 날아다니니 Ki-91은 버틸 수가 없게 된다.

만약에 미 해군도 작정해서 과급기를 장착한 F6F-4나 F4U-3를 폭격기 경로 중간중간에 항공모함이나 섬에서 배치시켜 요격에 들어간다면, Ki-91는 미국 본토를 조차 보지 못하고 격추당했을것이다.

이쯤에서 생각해 보면 이 폭격기를 요격기로부터 지켜줄 호위기 또한 생각을 하지 않았다는것도 문제가 된다.

미군은 B-29의 전체 항정을 호위 하기 위해 P-82을 같이 개발하고 있었다. 다만 문제가 생겨서 배치가 늦어진 데다가 막상 일본의 방공능력이 전무하다시피 해서 필요가 없게 된것이다. 그리고 B-29의 기지가 조금 더 전진배치하여 호위기들의 항속거리에 여유가 생기자마자 P-47N이나 P-51 같은 기체들을 호위기로 투입했었다.

애초에 기술적으로도, 전략적으로도 불가능했던 계획이였으며 앞서 언급했듯이 개발 인력과 자원, 시간과 물자, 돈을 아껴서 방공 전투기를 1대라도 더 뽑는게 이득이였을 것이다.

[1] 심지어 B-29는 이러한 조건들과 더불어 자동조종장치나 터렛 사격 통제 컴퓨터까지 장착하였다.[2] 특히 고고도를 위한 터보차저 기술과 슈퍼차저 기술은 미국만이 가지고 있는 돋보적인 기술이였으며, 이를 가능하기 위해선 연구 뿐만 아니라 각종 희귀 합금도 필요 했다. 앞서 언급됬듯이 일본은 노획한 B-17들을 분석해서 터보슈퍼차저를 복제하려 했으나 결국 실패하였다.[3] 이 공장 옆에 소재한 카카미가하라 항공우주박물관에도 이 인연을 반영하여 Ki-91의 설계도가 전시되어 있다.