최근 해외 화포 개발 동향… 신형 화포와 사거리 연장 포탄 개발이 진행중

[하충열]

[그림 0] 58구경 포를 탑재하는 미 육군의 XM1299 아이언 썬더 자주포

우크라이나 전쟁은 전차와 화포같은 재래식 무기들이 다시 부각되는 계기가 되고 있다. 이 가운데, 장거리 화력지원에 필수적인 화포는 막대한 포탄 소모량으로 인해 더욱 주목받고 있다. 전쟁의 양상과 별개로 세계 여러 나라에서 자체적으로 화포, 그 가운데 자주포를 개발하는 곳들이 많아졌다. 여기에 더해 화포 선진국들은 사거리 연장을 위한 기술 개발에 나서고 있다. 최근까지 알려진 신형 자주포 개발 현황과 사거리 연장 노력에 대해 알아보았다.

화포 개발 동향

세계는 냉전 종식 후 한동안 군축 분위기였지만, 중국과 러시아발 긴장으로 인해 해당 지역 국가들을 중심으로 군비 증강에 나서고 있다. 기존 방위산업 강국들은 새로운 위협에 대응하기 위해, 새롭게 방위산업 육성을 키우려는 국가들은 자국 기술력을 자랑하기 위해 새로운 모델들을 개발하고 있다. 이런 경향은 화포, 특히 자주포 분야에서도 두드러지고 있다.

차륜형 자주포

지상군의 강력한 화력지원 무기인 화포는 크게 견인포와 자주포로 나뉜다. 신형 화포를 개발하는 나라들이 늘어나는 가운데, 견인차량이 필요하고, 운용에 많은 병력이 필요한 견인포보다 스스로 움직이는 포대 역할을 하는 자주포 개발에 나서는 국가가 더 많다. 이 가운데 많은 국가들이 차륜형 자주포 개발에 투자하고 있다.

최근 새로 등장한 차륜형 자주포는 155mm 구경은 튀르키예 ASFAT의 아르판(Arpan), 이스라엘 엘빗 시스템의 시그마(Sigma), 독일 라인메탈의 10X10 자주포 그리고 인도의 MGS(Mounted Gun System)가 있으며, 152mm 구경은 러시아의 2S43 말바(Malva)가 있다.

2023년 7월 말 튀르키예에서 열린 방위산업 전시회 IDEF 2023에 처음 출품된 튀르키예의 첫 차륜형 자주포인 아르판은 ASFAT가 아셀산, MKE, BMC와 협력하여 개발했다. 길이 13m, 높이 3.46m, 너비 3.24m이며 중량은 구성에 따라 32톤에서 38톤까지 다양하다.

[그림 1] 튀르키예 ASFAT의 아르판

차량은 8X8 플랫폼을 사용했고, 운전석과 상부 구조에 대해 높은 방어력을 제공하는 것이 특징이다. 차량 후방에 탑재된 포는 155mm/52구경으로 최대 사거리 40km이며, 차량에는 최대 24발의 탄약과 장약을 탑재할 수 있다.

[그림 2] 이스라엘 엘빗의 시그마

이스라엘 엘빗 시스템의 시그마는 이스라엘 육군의 M109 계열 자주포를 대체하기 위해 개발되었다. 2019년 3월 발표된 1억 2,500만 달러 규모의 초기 계약을 통해 개발이 시작되었고, 2021년 개발이 완료되었다. 2023년부터 M109를 대체하기로 되어 있다.

차량은 미국 오쉬코시 디펜스의 10X10 플랫폼을 기반으로 했으며, 운전석과 포 운용 요원들을 보호하기 위한 높은 수준의 방어력을 갖추고 있다. 운영 요원들은 핵생물화학(NBC) 방어가 가능한 밀폐된 공간에서 머물면서 차량 후방의 포탑과 분리되어 원격으로 사격을 통제할 수 있다.

차량 뒤에 위치하는 포탑에는 나토공동탄도양해각서(JBMoU)를 충족하는 23리터 약실이 있는 155mm/52구경 포가 있는 자동 포탑이 장착되며 포탄과 장약 장전에서 발사까지 자동으로 이루어진다. 신관을 설정하고 포탄에 장입하는 것도 자동화 되어 있다. 자동 조작 외에도 병력에 의한 수동 조작도 가능하다.

독일의 라인메탈은 독일 연방군의 포병 능력을 현대화하고 확장하는 독일 국방부의 ‘미래 시스템, 간접 사격, 중거리(ZukSysIndF)’ 프로그램에 참여하기 위해 완전 자동화된 155mm/52구경 차륜형 자주포를 개발하고 있다.

라인메탈은 이를 위해 엘빗 시스템과 협력하여 시그마의 포탑 시스템을 RMMV의 HX3 10X10 트럭에 탑재했다. 포탑에는 포탄 40발과 장약 192개가 적재되며, 자동 장전 장치를 사용하여 최대 분당 8발까지 발사가 가능하다. 시제품 자주포는 2023년 3월 초, 이스라엘 남부 시브타 사격장에서 실사격 시연을 실시했다.

[그림 3] 라인메탈과 엘빗이 합작한 신형 자주포

인도는 2022년 10월 말, HMV 8X8 15009 군용 트럭에 155mm/52구경의 ATAGS(Advanced Towed Artillery Gun System)포를 탑재한 MGS를 공개했다. ATAGS는 인도 방위연구기구 DRDO가 2013년부터 개발한 곡사포이며, 최대 48km의 사거리를 가진다.

[그림 4] 인도의 MGS

러시아의 2S43 말바는 2020년 7월 국영 무기수출회사 로스텍(ROSTEC) 산하 우랄바 곤자드 사업부 소속 연구소에서 처음 공개했지만, 2019년부터 알려지기 시작했다. 2A65 MSTA-B 견인포와 2S1 그바즈디카(Gvozdika) 122mm 궤도형 자주포 대체를 위해 개발 되었으며, BAZ 6010-027 8X8 트럭을 기반으로 하고 있다. 포는 152mm/47구경의 2A64 포를 장착했으며, 재래식 탄약으로 최대 사거리가 24.5km다. 포탄은 30발이 적재되며, 총 다섯 명이 운용한다.

[그림 5] 러시아의 2S43 말바

궤도형

궤도형 자주포는 차륜형에 비해 새로 개발되는 숫자는 적은 편이다. 하지만, 대부분의 차륜형 자주포보다 높은 방어력과 험지 주행 능력을 강점으로 내세우고 있다.

미 육군은 M109 계열 자주포를 능가하는 차세대 자주포 XM1299를 개발하고 있다. XM1299는 사거리 연장 포병(ERCA) 프로그램에 따라 M109A7의 차체에 XM907 155mm/58구경 포를 얹은 포탑을 올린 것으로 39 구경의 M109A7을 능가하는 사거리 70km 이상을 목표로 하고 있다. 2021년 9월 아이언 썬더(Iron Thunder)라고 명명되었다.

[그림 6] 미 육군의 ERCA 사업에 의해 개발된 XM1299

하지만, 미 의회에서 M109A7을 XM1299로 개량하는 것에 대해 의문을 제기하고 있다. 시제품 시험 과정에서는 비교적 적은 수의 포탄이 발사된 후 포신이 과도한 마모를 보이는 것으로 나타나 미 육군이 재료의 조정, 포신의 설계, 추진제의 조정, 발사되는 포탄의 설계 등을 살펴보고 있다. 미 육군은 현재 20개의 시제품을 만들었는데, 2개는 파괴 시험용이고, 18개는 2023년 말까지 시험을 위해 야전부대로 보내질 예정이다.

XM1299의 진전에 어려움이 드러나면서 대안품이 제시되고 있다. 지난 10월 AUSA 2023에서 BAE 시스템즈는 라인메탈과 협력하여 M109A6에 52 구경 포를 탑재한 M109-52 시제품을 전시했다. BAE Systems는 M109-52가 현재의 39구경 대포에 대한 중요한 저위험 고성능 업그레이드이며 대규모 전투작전에서 필요한 추가 사거리를 제공한다고 주장했다.

[그림 7] BAE 시스템즈와 라인메탈이 협력한 M109-52

중국도 신형 궤도형 자주포를 개발하고 있는 것으로 보인다. 2021년 1월 초, 중국 SNS에 새로운 궤도형 자주포 사진이 올라왔다. 중국 육군이 운용중인 주행륜이 6개인 PLZ-05와 달리 주행륜이 7개로 늘어났고, 차체도 포탑 설계도 달랐다.

[그림 8] PLZ-05B로 불리는 중국의 신형 자주포

일부에서는 PLZ-05B라는 이름을 붙였지만, 중국 국방부가 공식 확인한 적은 없다. 중국 SNS에 의하면, 신형 자주포는 PLZ-05와 동일한 155mm/52 구경 포를 장착했으며, 자동 장전 시스템으로 분당 16발을 발사할 수 있을 것으로 추정했다. 자주포 외에 동일한 차체를 사용하는 탄약 재보급 차량도 목격되었다.

미국과 중국 외에, 튀르키예는 T-155 피트나(Firtina) 자주포를 꾸준하게 개량하고 있다. 튀르키예 육군에 개량형 피트나 140대가 인도될 예정이며, 자국산 엔진과 변속기를 2025년까지 개발하여 탑재할 예정이다. 개량형 피트나는 완전 자동화된 탄약 장전 시스템을 갖추었고, 포탑 상부에 12.7mm 기관총이 달린 원격 무장대도 달린다.

사거리 연장을 위한 노력들

새로운 포 개발 노력

자주포 플랫폼 개발 경쟁도 치열하지만, 미래전 요구를 충족하기 위해 사거리를 연장하려는 노력도 치열하게 벌어지고 있다. XM907 58구경 포를 탑재한 미 육군의 XM1299은 2020년 3월 시연에서 40마일(65km)을 날아가 목표에 명중했다.

독일의 라인메탈은 60구경 포를 개발하고 있다. 이 포는 JBMoU와 호환되는 탄약으로 독일 연방군이 최대 유효 사거리로 정한 75km보다 긴 최대 83km의 사거리를 달성할 수 있다. 라인메탈은 이스라엘의 시그마 자주포를 이용하여 개발하고 있는 신형 자주포를 개발중인 60구경 포를 통합할 수 있도록 설계했다.

중국은 서방권이 사용하는 155mm 구경 포를 운용하고 있지만, 최근 203mm 포 관련 연구를 하는 것으로 알려졌다. 최근 중국군 무기 및 장비 조달 네트워크에는 203mm 포에 대한 내용이 올라왔다가 삭제된 것으로 알려졌다. 203mm 포는 155mm 포보다 약 2배 더 무거운 발사체를 발사할 수 있다. 중국의 203mm 포 연구가 실전 배치를 의미하는 것은 아니지 만, 중국이 미래 경쟁에서 미국에 앞서기 위한 연구를 다양하게 하고 있음을 시사한다.

사거리 연장 포탄 개발 노력

신형 포 개발 외에도 사거리가 연장된 새로운 포탄을 개발하는 노력도 진행되고 있다. 기존 형상의 포탄을 사용한 노력과 새로운 종류의 포탄을 개발하는 두 가지 방향으로 노력이 진행되고 있다.

⑴ 기존 형상 포탄을 이용한 사거리 연장

기존에 사용하고 있는 포탄을 사용한 사거리 연장 노력은 독일의 라인메탈이 주도하고 있다. 2019년 11월, 남아프리카 공화국의 데넬은 라인메탈 자회사인 RDM(Rheinmetall Denel Munition)이 생산한 M9703 V-LAP(Velocity Enhanced Long-Range Artillery Projectile)이라는 탄약을 사용하여 76.2km라는 새로운 사거리 기록을 달성했다.

시험에는 데넬의 G6-52 차륜형 자주포, 발사용 리그(Rig)에 달린 PzH2000 자주포에 달린 L52-23L 포, 그리고 155mm/39구경 포가 사용되었다. G6-52 자주포는 M9703 V-LAP 비활성탄과 Zone-6 장약을 사용하여 76km를 비행했고, L52-23L 포는 RDM의 아세가이(Assegai) M2005 V-LAP탄과 신형 장약이 사용되었고 67km를 비행했다. 39구경 포는 아세가이 M2005 V-LAP탄을 사용하여 54km를 비행했다.

[그림 9] 남아공에서 G6-52 포에서 발사되어 76km를 비행한 V-LAP 포탄

라인메탈에 의하면, V-LAP탄은 JBMoU와 호환되기 위해 동일한 외부 치수와 무게 43.5kg을 유지하지만, 더 높은 압력을 견디기 위해 더 단단하게 만들어졌다. 라인메탈은 60구경 포에 M2005 V-LAP탄을 사용하여 사거리 82km를 달성할 예정이다.

미 육군은 XM1299 자주포를 위해 새로운 로켓추진탄(RAP)인 XM1113을 도입했다. 제너럴 다이나믹스 산하의 GD-OTS(Ordnance and Tactical Systems)가 개발한 XM1113은 기존에 사용하던 M549A1 RAP을 대체할 예정이다. XM1113은 기존의 39 구경 포는 최대 사거리를 40km로, XM1299의 58 구경 포는 최대 70km까지 비행할 수 있다.

[표 1] 2019년 11월 남아공 시험 당시 라인메탈이 달성한 사거리 기록

⑵ 새로운 종류의 포탄

더 긴 사거리를 위해 새로운 형태의 포탄도 개발되고 있다. 미 육군은 기존 155mm 포탄의 사거리를 100km 이상 연장하기 위해 2018년부터 ‘사거리 연장 포탄 장비(ERAMS : Extended Range Artillery Munitions Suite)’ 프로그램을 진행하고 있다. 1단계를 거쳐 XM1155 사거리 연장형 포탄(ERAP : Extended-Range Artillery Projectile)으로 명명된 2단계 사업에는 보잉 팬텀웍스(BPW)와 노르웨이 남모(Nammo)팀 그리고 BAE 시스템즈가 참여하고 있다.

➊ 램제트탄

보잉-남모팀은 램제트탄을 제안하고 있다. 기존에 개발된 탄은 사거리를 연장하기 위해 RAP처럼 보조추진장치를 장착하거나 BB처럼 항력을 감소시킬 수 있는 장치를 달았다. 하지만, 이런 방식으로는 사거리 연장에 제약이 생기기 때문에 램제트 추진이라는 새로운 기술을 접목시켰다.

[그림 10] 램제트탄 구조

램제트 추진은 연료 종류에 따라 액체연료와 고체연료 방식으로 나눌 수 있다. 이 가운데 포탄에 사용할 수 있는 방법은 연료의 장기 보관과 설계의 단순화에 유리한 고체연료 램제트 추진이다. 램제트 엔진을 가동하기 위해서는 엔진에 유입되는 공기의 흐름이 초음속을 유지해야 하는데, 포 발사에 사용하는 장약만으로도 마하 2 이상의 포구 속도를 낼 수 있다.

보잉-남모팀은 남모가 2018년 유로사토리에 전시한 ‘155mm 고체연료 램제트(Solid Fuel Ramjet)’ 기술을 이용한 공기흡입식 램제트 추진탄을 기반으로 하고 있다. 남모는 과거에 자사의 기술로 150km까지 포탄을 비행시킬 수 있다고 했다.

보잉-남모팀은 2022년 6월, 노르웨이 시험장에서 39구경 포를 사용하여 발사 시험에 성공했다. 당시 포탄이 얼마나 비행했는지 밝히지 않았다. 2022년 8월 시험 내용을 밝힐 당시 팀은 450회 이상 시험했다고 밝혔다.

[그림 11] 남모의 램제트탄 모형

2023년 10월 9일에는 미국 애리조나주 유마 시험장에서 58구경 포를 사용하여 램제트 포탄을 발사, 최고 사정거리 기록을 세웠다고 발표했다. 보잉-남모팀은 다음 이정표가 될 유도 비행은 2023년과 2024년 사이에 이루어질 것이라고 밝혔다. 유도 비행을 위해 램제트 포탄에 합동직격탄(JDAM)의 임무 컴퓨터가 활용될 예정이다.

➋ 감소 구경탄

BAE 시스템즈는 XM1155 ERAP를 위해 전차포탄의 일종인 날개안정 관통자(APFSDS)처럼 포탄 안에 사봇(Sabot) 형태의 비행체가 있는 ‘감소 구경(Sub-Caliber)’탄을 제안하고 있으며, 명칭은 XM1155-SC다. SC탄은 BAE 시스템즈가 개발하고 있는 초고속 발사체 (HVP) 기술을 활용하여 개발되고 있다.

2023년 3월 29일, BAE 시스템즈는 뉴멕시코주 화이트샌즈 미사일 시험장에서 XM907E2 155mm 58구경장 포에서 XM1155-SC 시험탄 발사에 성공했다고 발표했다. 달성한 사거리는 100km 이상인 것으로 알려졌다.

[그림 12] 포신을 빠져나오는 BAE 시스템즈의 XM1155-SC

[그림 13] BAE XM1155-SC에 대한 BAE 시스템즈의 홍보 내용

XM1155-SC는 장거리 비행을 위해 포탄 측면에 작은 활공 핀이 달려 있으며, 정밀 유도 기능이 있어 정밀하게 타격이 가능하다. BAE 시스템즈 담당자에 의하면 이 포탄은 러시아의 GPS 재밍에도 강력한 방어력을 가지고 있다. 미 육군 관계자에 의하면, 발당 85,000달러 미만이 될 것이라고 한다. 참고로 사거리 70km의 GMLRS용 유도 로켓은 발당 168,000달러다.

이상으로 해외 자주포를 중심으로 한 화포 개발과 사거리 연장을 위한 신형 포탄 개발 경쟁을 알아보았다. 우리나라도 세계적 베스트셀러가 된 K9 자주포의 미래를 위해 다양한 연구를 하고 있다. 세계적으로 군비 경쟁이 벌어지고 있는 상황에서 시장에서 경쟁력 유지를 위해 많은 투자와 연구가 꾸준하게 이루어져야 한다.