J2M 라이덴
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'''三菱 J2M 雷電'''(미쓰비시 J2M 라이덴)
1. 제원
2. 개요
J2M 라이덴(雷電)은 일본 해군이 채용한 단발단좌의 육상 기지용 요격기로, 일본 해군은 이런 종류의 항공기를 '국지전투기' 또는 '을형 전투기'라 칭했다. 라이덴은 일본 해군 항공대에서'''만''' 운용되었다. 연합국 코드명은 '잭'(Jack)이다.[8] 일반적으로 일본군 항공기하면 떠올리는 제로센이나 Ki-43과 다르게 라이덴의 성능은 결코 나쁘지 않았으며 설계적 방향도 제로센과 다르게 세계적 추세에 따라갔지만 일본 제국의 기술력의 한계로 개발이 큰 문제가 있었다.
3. 개발
중일전쟁에서 중화민국군 폭격기에게 육상기지를 공습 당하자 일본군은 폭격기 요격이 중요함을 실감하고 일본 해군과 육군은 각기 요격기 개발을 서두르게 되었다. 그 결과물이 육군의 Ki-44 쇼키와 해군의 라이덴이다. 제로센의 개발을 성공적(?)으로 마친 미쓰비시사 주임 기사인 호리코시 지로가 새로운 '14시[9] 국지전투기'(쇼와 14년=1939년)의 개발에 착수하게 된다.
당시 해군의 요구 조건은 '고도 6,000 m에서 325 노트(약 601.9 km/h)이상의 속력을 내며 340 노트(약 629.7 km/h)를 목표로 한다.', '고도 6,000 m까지 5 분 30 초 이내로 올라갈 수 있으며 상승 한도 11,000 m 이상', '최고 속도 (고도 6,000 m)에서 0.7 시간 이상 비행 할 수 있어야 한다.', '무장은 20 mm 기관총 2정, 7.7 mm 기관총 2정.' 이었다.[10]
1939년부터 연구를 시작했지만 최고속력만은 도달하기 힘들어서 1941년까지 개발이 크게 진전되지 않았지만, 물-메탄올 분사기를 카세이(火星) 엔진에 장착하면서 14시 국지전투기의 개발에 활력이 붙었다. 시제기는 1942년 2월에 첫 비행에 성공했지만 계획된 성능을 달성하지 못했고, 10월경 성능이 개선된 개량형(14시 국지전투기 개改)이 등장하게 된다. 1943년 8월, 14시 국지전투기 개는 시제 라이덴이 되었다. 그러나 엔진과 프로펠러의 강도 문제로 기체에서 이상진동이 발생해서 43년 9월에야 진동문제가 어느 정도 개선된 11형의 양산이 시작되었지만 이번에는 고고도에서 엔진 출력이 떨어지는 문제가 발생, 44년 말이 되어서야 굵은 프로펠러로 교체하면서 문제가 해결된다. 이과정에서 최고속도는 약간 떨어졌다고 한다. 프로펠러를 교체하면서 다른 문제점도 손을 봤는데 랜딩기어의 결함을 해결하고[11] 윤활유 냉각기의 용량을 키우고 나쁜 시야를 개선하기도 했다. 결국 라이덴은 1944년 10월에 요구사항에 도달하게 되었다. 완성된 라이덴은 일본군 전투기중에서 고고도 성능이 우수한 편이었다. 그러나 5년 가까이 개발을 했음에도 근본적으로 일본의 과급기 기술은 썩 좋지 못해서 라이덴의 고고도 요격성능에는 한계가 있었다. [12]
라이덴은 일식육공에도 사용된 카세이(火星 かせい) 엔진 계열을 사용했다. 카세이는 일본이 생산한 엔진중 가장 신뢰성있는 엔진이라고 부를 수 있는 킨세이(金星) 엔진의 배기통을 키운 엔진이다.[13] '''14시 국지전투기 개'''(J2M2)에 장착된 '''카세이 11형'''은 1,530마력을 낼 수 있었다. 위에서 언급한 것 처럼 14시 국지전투기 개가 해군의 요구 사항을 만족하지 못했기 떄문에 출력이 더 강한 엔진을 장착해야 했다. 본격적으로 설계가 완성된 '''라이덴 21형'''(J2M3)은 '''카세이 23형 갑'''甲을 달았는데 출력은 1,820마력으로 드디어 미국의 프랫 & 휘트니 R-2800 더블 와스프 수준의 출력을 가지게 되었다. 그러나 카세이 23형 갑은 11형보다 더욱 커졌기 때문에 라이덴의 기수형상을 개선해야만 했다. 호리코시 지로 기사는 엔진을 기수 안쪽으로 집어넣고 연장샤프트를 이용해서 프로펠러를 돌리는 식으로 개량했다. 개량을 통해 기체 형태가 기수는 좁고 동체 중앙으로 갈 수록 굵어지는 형상이 되어서 공기저항을 줄일 수 있었다. 물론 엔진에 직접 공기를 흡입할 수 없게 되어서 엔진에 공기를 집어넣기 위해 기계적으로 더 복잡해졌다. 카세이 23형 갑을 장착해서 출력문제에서 완전히 벗어나나 싶었지만 이번에는 진동이 발생해서 골머리를 썩혔다. 결국 프로펠러를 독일 VDM사의 4엽 프로펠러로 교체하고 엔진 RPM을 조절해서 해결한다. 이게 바로 '''라이덴 33형'''(J2M5)이며 엔진은 '''카세이 26형'''이다. 카세이 26형은 카세이 23형 갑과 거의 동등한 출력을 냈다.
주익은 나름 층류익을 도입해서 공기 저항을 줄이는 설계를 했다. 고속 비행을 위해 제로센과 같은 기존 항공기와 다르게 익면적을 줄였다. 익면적이 줄어 선회력이 약해진 것은 기존의 항공기보다 더 진보된 플랩을 장착해서 보완했다. 다만 이런 노력을 했음에도 불구하고 파일럿들은 기존에 몰던 항공기에 익숙해서 쉽게 실속한다고 불평했다고 한다. 익면적은 줄었지만 스파를 포함한 골격은 전체적으로 견고해졌고 자동방루장치와 방탄유리, 조종사 방호용 철판을 장착해서 안전성도 높혔다.[14]
무장은 원래 기수에 7.7 mm 97식 기총 2정을 장착하고 주익에 20 mm 99식 1호 2정을 장착할려고 했지만 14시 국지전투기 개를 개발할 쯤에 주익에 장착된 기관포를 1호에서 2호로 변경하게 된다. 그래서 초기 라이덴은 7.7mm 기총 2정과 20mm 기총 2정으로 무장했다. 그러나 개발이 지연되면서 미국의 강력한 전투기를 제압할려면 더 강한 무장을 해야 한다고 판단한 결과 라이덴의 무장은 20mm 기총 4정으로 변경하게 된다. 본격적으로 양산에 들어간 라이덴 21형부터 20mm 기총 4정을 달았기때문에 일반적으로 라이덴의 무장은 20mm 기관포 4정으로 본다. 그러나 신형 2호 기총의 생산량이 넉넉하지 못해서 탄띠를 사용하는 1호 4형도 장착하게 되어 2호 2정 + 1호 2정이라는 상황이 벌어진다. 둘다 99식 20mm 기총이지만 1호와 2호는 사용하는 탄환과 포구속도가 다르기 때문에 둘을 같이 사용하는 것은 굉장히 불편했다. 이는 2호의 생산량이 늘면서 1호 대신 2호로 무장을 통일하게 된다. 2호로만 무장한 라이덴은 제식번호 뒤에 갑甲을 붙인다.
4. 특징과 활동
원래는 극단적인 경량격투전 설계의 한계가 드러난 제로센의 문제 및 42~43년의 격전을 거치며 항모기동부대 전력이 고갈되고 전세가 일본군의 수세로 바뀐 것에 대응해 미츠비시는 제로센을 단종시키고[15]신형 제공/방공전투기로 라이덴의 생산에 집중할 예정이었지만 상술한 대로 개발이 계속 늦어진데다 전투기로는 성능이 더 우수한 시덴카이가 등장하면서 주력 전투기로는 입지를 잃고 총계 621기만 생산, 폭격기 요격용 국지전투기로 쓰이게 된다.
자사의 폭격기용 엔진[16]을 장착하여 동체에 비해 엔진 크기가 매우 컸다는 점이 쇼키와의 공통점이라면, 후부 동체를 최대한 잘록하게 설계한 쇼키와는 달리 전체적으로 시가형 동체를 구성하여 유선형으로 만든 것이 큰 차이점이라고 볼 수 있다. 미군 폭격기 요격을 중점으로 설계하여 과급기를 개량해가며 고고도 성능을 개선시킨 기체이기에 B-29 요격전에서 쓸만한 기종 중 하나였으나, 초기형은 조종사의 시야가 제한되며[17] 당시 폭격, 물자부족을 통한 생산설비의 악화로 인해 랜딩기어 유압계통에 불량이 많았다고 한다.[18] 애초에 쇼키와 마찬가지로 익면하중이 높은 전형적인 붐 앤 줌 고속기였기 때문에 사카이 사부로는 라이덴을 '''트럭 같다'''고 표현하기까지 했다. 다만 여기서 유의해야할게, 말이 "트럭"이지, 라이덴의 기동성은 세계적으로는 평균 이상이고, 오히려 일본의 선회력 기준이 매우 깐깐하다는 점이다. 또한 라이덴의 설계자인 호리코시 기사는 국지전투기라고 해서 기동에 신경을 안쓰면 상부에서 불만족스러워할 것 같다고 판단하여 기동성도 어느 정도 갖추도록 설계하였기에, 생각보다 그렇게 기동이 안좋은 건 아니었다. 또한 여기서 간과해서는 안 되는 게 사부로는 당시 선회등 기동성으로는 최상위권이던 제로만을 주력으로 주구장창 탔던 사람이라는 것이다. 단순히 수치상으로 비교해도 초기형 제로센인 A6M2의 익면하중은 107.89kg/m²로 175kg/m²에 다다르는 라이덴이 훨씬 둔하다고 느낄 수 밖에 없다.[19]
어쨌든, 라이덴은 제로 등의 일반적인 일본군의 제공전투기보다 기골이 매우 탄탄한데다 폭격기에 사용되던 카세이 엔진의 강력한 출력 덕분에, 붐앤줌을 선호하는 파일럿들은 라이덴을 꽤 좋은 기체라고 평했다. 다만 객관적으로는 라이덴의 기골은 크게 튼튼하지는 않은 편이다. 라이덴 또한 제로센과 마찬가지로 강하시 속력을 크게 제한해야 했다. 물론 초기형 제로센과 같은 근본적으로 기골이 허약한 기종에 비해 기골 강도가 좋아지긴 했지만 740.8km/h라는 제한 속도는 A6M5와 같은 후기형 제로센 수준의 속도제한이기 때문이다.[20]
여담으로 1942년 노동력 부족에 시달리던 일본 해군이 대만에서 성적이 우수한 12~19세의 소년공을 "중등교육을 받게 해주고, 의식주 공짜에 졸업시엔 기사가 될 수 있다"라는 조건으로 약 8400명 가량을 모집해, 소년공들은 코자해군공창에서 10000명이 넘는 일본인 직원들과 함께 라이덴을 만들며 일했다고 한다. 이곳에서 만들어진 라이덴에 탑승하여 시운전을 하다 불량으로 라이덴이 추락한적이 있었는데, 당시 테스트 파일럿이었던 모리 마스키 병조는 가까스로 탈출에 성공했으나 머리와 다리에 경상을 입었다고 한다. 이후 목발을 지고 화를 내려고 갔는데, 소문대로 정말 아이들만 있어서 그냥 웃으며 돌아올 수 밖에 없었다고.
N1K2-J 시덴카이가 양산되면서 라이덴의 입지가 완전히 사라지나 싶었지만 시덴카이보다 라이덴의 고고도 요격 성능이 더 좋다고 일본군 상부에서 판단한 결과, 라이덴은 종전 때까지 생산되어 운용되었다.
5. 배리에이션
- 14시 국지전투기(十四試局地戦闘機) - J2M1: 처음 개발한 기종으로 양산되진 않았다.
- 14시 국지전투기 개(十四試局地戦闘機改)/시제 라이덴(試製雷電) - J2M2: 20mm 기관포를 1형에서 2형으로 교체하고 물-메탄올 분사장치를 장착했다.
- 라이덴 11형(雷電一一型): 시제 라이덴의 양산형이다. 일부 기체에는 30mm 기관포를 장착해보기도 했다.
- 라이덴 21형(雷電二一型) - J2M3: 엔진을 카세이 23형 갑으로 교체했다. 방탄유리와 자동방루장치를 장착했다. 또한 무장을 20mm 기관포 4정을 단 첫 라이덴이다. 라이덴중 가장 많이 생산된 버전이다.(약 280여대)
- 라이덴 21형 갑(雷電二一型甲) - J2M3a: 무장을 20mm 2호 기관포로 통일한 버전이다.
- 라이덴 32형(雷電三二型) - J2M4: 터보차저를 장착한 라이덴으로 카세이 23형 병丙을 장착했다. 기체중량이 늘어나 무게중심이 나빠지고 이착륙 거리가 길어져서 시험기만 생산되었다. 흥미롭게도 20mm 상향총[21] 2정을 장착해보는 계획도 있었다.
- 라이덴 33형(雷電三三型) - J2M5: 엔진을 카세이 26형으로 교체했다. 오일쿨러를 반매입식으로 장착했으며 고고도 비행을 위해 과급기를 개선했다. 캐노피를 개선해서 시야를 넓혔다. 무장을 30mm 기관포 2정을 장착해보기도 했다.
- 라이덴 33형 갑(雷電三三型甲) - J2M5a: 무장을 20mm 2호 기관포로 통일한 버전이다.
- 라이덴 31형(雷電三一型) - J2M6: 21형과 33형의 캐노피를 개선해서 시야를 넓힌 버전이다.
- 라이덴 23형(雷電二三型) - J2M7: 21형에 33형에 장착된 카세이 26형을 단 버전이다.
5.1. 생산량
총 생산량은 620대에서 640대 사이로 미쓰비시사의 나고야 공장과 일본 해군 고자군郡 공창에서 생산되었다. 생산량은 일본이 전쟁후방으로 가면서 물자부족과 잦은 공습등으로 생산에 문제가 생겼고 기록도 일부 유실되면서 총 생산량이 정확하게 집계되지 않는다.
- 미쓰비시(三菱)사 나고야 공장에서 생산된 기체
- 해군이 가나가와현 고자(高座)군에서 생산한 기체
6. 미디어 등장
배틀스테이션 시리즈에서 일본 전투기로 등장한다.
워 썬더에서 일본 해군기 테크 정규트리와 프리미엄 비행기로 등장한다. 전체적으로 성능은 좋은 편.
2랭크인 J2M2는 20mm 2문과 7.7mm 2정으로 무장하고 있는데, 상승력으로 고고도에서 붐앤줌을 해댄다.
4랭크인 J2M3, J2M5는 20mm 4문으로 무장하고 비행성능도 좋아졌지만, 반대급부로 프롭기에서 압도적으로 수리비가 비싸다.
4랭크 프리미엄 기체로 J2M4, 30mm를 2문 장착한 J2M5가 등장한다.
함대 컬렉션에서 기지항공대 전용 항공기로 등장한다. 국지전투기로 만들어진 역사에 맞게 기지방공수치가 매우 높다.
애니메이션 황야의 코토부키 비행대 3, 4화에서 중요한 물건으로 등장한다.
[1] 공칭출력(스로틀 100%) 기준[2] 종전 후 미군에서 92 옥탄가 연료와 워터-메탄올 인젝션을 넣고 테스트 했을때 나온 결과. 공칭출력 기준. 딱히 개조도 없이 제대로 된 연료와 부스터만 사용했는데도 70킬로 이상의 속도 향상이 이루어진 것을 보면 일본군의 상황이 얼마나 막장이었을지..[3] 6,000m까지 5분 38초 기준.[4] 단, 나중에 99식 2호 기관포의 생산량에 여유가 생기면서 일부 기체는 99식 1호 기총대신 99식 2호 기총을 달게 되었고, 이 바리에이션은 뒤에 갑(甲)이 붙는다.[5] 공칭출력(스로틀 100%) 기준[6] 6,000m까지 6분 320초 기준.[7] 단, 나중에 99식 2호 기관포의 생산량에 여유가 생기면서 일부 기체는 99식 1호 기총대신 99식 2호 기총을 달게 되었고, 이 바리에이션은 뒤에 갑(甲)이 붙는다.[8] 라이덴(메탈기어 시리즈)의 본명이 '잭'인 것도 여기서 유래한 것이다.[9] 시제기라는 의미의 試, 식式이 아니다.[10] 20mm 기관총은 오타가 아니다. 당시 일본군은 20mm까지는 총으로 분류했다.[11] 특히 랜딩기어의 문제는 심각해서 라이덴의 개발을 1년이상 길게 만든 주범중 하나였다.[12] 당장 J2M4는 고고도 성능을 중시해서 개발한 라이덴이었지만 터보차저 개발이 순조롭지 못했고, 일본군은 J2M4를 양산하는 대신 J2M4를 통해 얻은 자료를 토대로 J2M5를 개발하게 된다.[13] 한편 쇼키는 일본 공랭식 엔진의 기반이 되는 Ha-5(ハ5)를 개량한 Ha-41(ハ41)과 Ha-109(ハ109)를 장착했다. Ha-41의 출력은 1,260마력이고 Ha-109의 출력은 1,500마력이다. Ha-41과 Ha-109는 육군 쌍발폭격기인 Ki-49 돈류에도 장착되었다.[14] 다만 의자뒤에 철판을 집어넣어 방호력을 늘렸지만 조종사의 머리를 보호해주는 지는 알 수 없다. 실제로 N1K-J 시덴도 설계상으로는 머리도 보호 가능하게 철판을 장착했다고 하지만 실제로는 철판이 없었다는 것을 보아서는 라이덴도 그럴 가능성이 있다.[15] 당장 전선에서 필요한 제로센은 나카지마가 생산, 실제로도 나카지마는 이미 일본군 내부에서도 구형화된 21형을 44년까지 생산했다.[16] 라이덴에 달린 미츠비시 카세이 엔진은 뇌격기인 텐잔이나 쌍발 폭격기인 1식 육상공격기등에 사용되었다[17] 다만 미군 측 보고서에서는 라이덴의 시야에 대해 딱히 불평하지 않았다. 또한 시야 문제는 테스트 파일럿이 시험생산형 라이덴을 타며 지적했던 문제로, 이후 생산형에선 조종석 주변의 유리창 프레임이 교체되었다.[18] 이쪽은 당시 일본에서 생산되던 딴 전투기들의 사정도 대부분 마찬가지였고 같은 주축국인 독일 또한 전쟁말 전략폭격으로 불량이나 기준 미달품들을 많이 생산했다.[19] 참고로 일본 해군의 악몽이었던 F6F 헬캣의 익면하중이 184 kg/m²이었다. 물론 1,800마력 엔진을 장착한 라이덴과 2,200마력 엔진을 장착한 헬캣의 선회력을 단순히 비교 할 수는 없겠지만 말이다.[20] 하지만 초기형 제로센의 기골 강도가 강화된 후기형조차도 일본 파일럿들이 믿지 않을 정도로 좋지 않았던 걸 봐서는 처음부터 (일본 기준으로) 괜찮은 강도를 가진 라이덴의 기골이 튼튼하다고 생각했던 모양이다.[21] 요격을 쉽게 하기 위해 기체 상부를 향해 배치한 무장이다. 독일에서는 이렇게 장착한 무장을 슈레게무지크(Schrägemusik)라고 불렀다.