한 단계 더 강해진 최강의 "이글" F-15EX 전투기

[정신회]

F-15EX 전투기

한 단계 더 강해진 최강의 "이글"

F-15EX 이글 전투기

개발의 역사

미 공군의 사실상 주력 전투기로 군림해 온 F-15는 1980년대부터 도입한 4세대 전투기이나, 흔히 말하는 '4세대 전투기'의 기준에는 부합하지 않는 면이 있었다. 흔히 분류하는 '4세대 전투기'의 기준은 높은 항공기 출력과 강력한 통제 면, 높은 기동성을 시작으로 하여 컴퓨터로 비행 면 통제를 지원해 비행 안정성을 높인 '플라이-바이-와이어(fly-by-wire)'의 장착 여부, 항공기가 애프터 버너(after burner)를 사용하지 않고 증속(增速)만 하여 초음속 돌파를 할 수 있는 초음속 순항(supercruise) 능력, 능동형 전자주사식 레이더(AESA: Active Electronically-Scanned Array Radar) 장착 여부, 헬멧 연동식 큐잉(cueing) 시스템을 비롯한 디지털화 조종석 설치, 그리고 스텔스 능력을 꼽는다. 하지만 F-15 시리즈는 어지간한 4세대 전투기를 상회 하는 운동성과 추력, 무장 탑재 중량과 성능을 자랑함에도 불구하고 플라이-바이-와이어가 채택되지 않은 데다 스텔스 설계가 적용되지 않았기 때문에 4세대 전투기로 분류하기에는 애매한 부분이 있었다.

보잉은 한국 등 차기전투기 시장을 겨냥하여 F-15의 스텔스 형상인 F-15 사일런트 이글을 개발했다. <출처: Public Domain>

이 때문에 제조사인 보잉(Boeing)은 기존 F-15의 설계에 최대한의 스텔스성을 적용한 F-15 스텔스 형상인 "F-15 사일런트 이글(Silent Eagle)" 개발에 돌입했다. 2000년대 후반부터 개발을 시작한 F-15 사일런트 이글, 통칭 F-15SE는 미 공군 소요보다는 해외 고객을 염두에 두고 개발한 기체였다. 보잉은 기존 F-15E의 설계를 베이스로 삼아 레이더 피탐지 면적(RCS: Radar Crossing Section)을 최대한으로 축소하는 작업에 돌입했으며, 이에 따라 우선 장착형 무장창(CWB: Conformal Weapon Bay)을 설치하고, 두 개의 수직 미익을 바깥 방향으로 약 15°가량 눕혀 "V" 형상을 만들었다. 이는 동체 후미의 양력을 높임에 따라 항속거리를 소폭 증가시켰으며, 수직 미익에서 발생하는 RCS도 크게 낮췄다.

한국 F-X 3차사업을 겨냥하고 제작된 F-15 사일런트 이글의 시제기 <출처: Boeing>

우선 보잉이 사일런트 이글의 판매 대상으로 고려한 것은 당시 차세대 전투기 사업을 진행 중이던 대한민국 공군이었다. 보잉은 2009년 3월 총 두 대의 시제기를 공개했으며, 한국항공우주산업(KAI)과 2010년 11월 MOU를 체결하고 F-15SE의 CWB 공동 개발을 약속했다. 보잉은 사일런트 이글 1번기(F-15E1)의 초도 비행을 2010년 7월에 실시했다. 방위사업청은 2012년 입찰을 진행하면서 보잉의 F-15 사일런트 이글, 록히드-마틴(Lockheed-Martin)의 F-35A, 그리고 유럽항공방위우주산업(EADS: European Aerospace and Defense Systems, 現 에어버스)의 유로파이터 타이푼(Eurofighter Typhoon)이 입찰에 참가했지만 F-15SE를 제외하고는 모두 총 사업비(8조 3천억 원) 한도 내에서 입찰액을 제시하지 못해 사실상 탈락했다. 이 때문에 F-15 사일런트 이글은 자동으로 대한민국 공군의 차기 전투기로 선정되는 듯했으나, 공군 예비역 장성들과 역대 총장들이 강력히 반발하며 연명장까지 돌리자 박근혜 당시 대통령은 사업을 재검토하도록 지시했고, 국방부는 방위사업추진위원회(방추위) 통과 직전에 사업을 엎고 FX 사업을 처음부터 다시 실시하기로 결정했다. 두 번째로 시작한 FX III 사업은 가격 조건 때문에 F-15SE를 제외한 타 기종들이 자동 탈락했으므로 이러한 사태를 막고자 도입 댓수를 40대로 조정했으며, 이번에는 세 개 업체가 모두 입찰가를 한도 내에서 적어내는 데 성공함에 따라 방위사업청은 2014년 F-35A 40대를 7조 4천억 원에 도입하는 것으로 최종 결정됐다.

초도 비행 중인 미 공군 F-15EX 초도기. <출처: Boeing / Eric Shindelbower>

당시 F-15SE가 F-35A로 뒤집힌 이유는 2013년 2월 12일 북한의 3차 핵 실험의 영향이 강했다. 이전까지는 '스텔스 능력'은 조금 떨어지더라도 다른 성능 면에서 유리한 기종을 도입해야 한다는 목소리가 강했으나, 북한의 핵 실험에 따라 유사시 북한의 위협으로부터 피해를 최소화하기 위해서는 스텔스 능력이 중요하다는 의견에 힘이 붙었기 때문이다. 결국 향후 F-15SE의 양산 여부를 가늠할 한국 시장에서 패배한 보잉은 사우디와 일본에 기대를 걸었다. 당시 사일런트 이글의 개발에는 약 1억 달러가 필요할 것으로 예상됐기 때문에 약 5개 고객을 대상으로 190대의 주문을 확보해야 양산이 가능할 것으로 추산됐으며, 이 두 국가에서 성능이 입증되면 향후 추가 고객을 찾을 수 있을 것이었기 때문이다. 하지만 사우디에서만 소량의 F-15E 형상(F-15SA)이 판매되었을 뿐, 일본 및 이스라엘에서 판매에 실패함에 따라 F-15 사일런트 이글은 영원히 사장되었다.

한편 미 공군은 초창기에 도입한 F-15 형상 도태분이 발생하면서 대체 기종 도입을 추진하게 됐다. 미 공군이 1980년대부터 도입한 F-15C/D형은 유지 관리 비용이 상승하기 시작하여 감당이 어려워지고 있었는데, 미 공군은 F-35A 추가 도입 가능성 등을 고려하다가 종국적으로는 보잉에서 제안한 F-15EX 형상을 도입하기로 결정했다. 미 공군은 F-15EX를 도입할 경우 미 공군이 운용 중인 타 F-15 계열 항공기와 부품 공유를 하여 유지 관리 비용을 낮출 수 있다는 계산으로 총 144대 계약을 추진했다.

에글린 공군기지에 배치되어 회색으로 재도장 된 미 공군 제40 시험비행대대 소속 F-15EX. <출처: US Air Force / 1st Lt. Karissa Rodriguez>

미 공군은 현재 국방 전략에 의거하여 연간 72대의 전투기를 구매해야 하는데, 보잉은 F-15EX가 가격 대비 효율성을 최대화하기에 가장 유리한 기종이라고 제안하고 있다. 미 공군은 2020년 12억 달러의 양산 계약을 체결하고 8대의 F-15EX 계약을 체결했으며, 두 대는 2021년에 인도 예정이고 잔여 여섯 대는 2023년까지 미 공군 에글린(Eglin) 공군 기지로 인도할 예정이다.

F-15EX는 수명 주기가 도래한 F-15C와 우선 교대할 예정이다. <출처: Us Air Force / Ilka Cole>

특징

F-15EX는 기본적으로 F-15E의 성능에 바탕하고 있다. 따라서 부품 공통성이 F-15C 및 F-15E와 70% 이상이다. 따라서 미 공군은 신형 기체인 F-15EX를 도입 하고서도 기존 F-15C나 E와 부품 호환성이 크므로 후속 군수 지원 문제나 부품 공유 부담을 덜 수 있다는 장점이 있고, 부품 가격도 크게 낮출 수 있는 일석이조의 효과를 얻는다. 그 뿐만 아니라 기존 F-15를 위해 설치한 훈련 시설이나 정비창 같은 기타 인프라를 그대로 사용하여 F-15EX를 지원할 수 있다는 장점이 있다. 실제로 보잉 측은 "F-15EX를 위해 별도의 새로운 군수 지원 체계를 설치할 필요가 없고, 별도의 훈련비행대대를 만들 필요도 없으며, 인프라를 개조하거나 사업담당 장교, 무기체계 통합 등등 따로 손이 갈 일이 전혀 없다"라고 말한다. 따라서 기존 F-15C나 E를 운용하다가 EX로 교체하는 부대가 있더라도 기종 전환에 들어가는 시간이나 비용은 거의 없을 것이라는 주장이다.

나란히 주기 중인 F-15E 스트라이크 이글(좌)과 F-15EX(우). '사일런트 이글' 형상과 달리 F-15EX는 스텔스성에 중점을 두지 않았으므로, F-15E와 외관상으로 구분하기가 쉽지 않다. <출처: US Air Force/ 1st Lt. Karissa Rodriguez>

F-15EX의 큰 특징 중 하나는 기존 F-15에 설치되지 않은 디지털 비행통제 시스템, 통칭 '플라이-바이-와이어'의 설치다. 플라이-바이-와이어 덕에 항공기의 비행 제어가 컴퓨터의 도움을 받게 됨에 따라 안정적이면서도 미묘한 비행이 가능해졌다. 이는 이착륙 등 가장 손이 많이 가는 절차에서도 조종사의 부담을 크게 줄이게 되었음을 의미한다. 또한 다양한 첨단 항전체계가 장착된 것도 특징이다.

미 국방부는 2020년 7월 13일, F-15EX 총 8대를 12억 달러로 계약했다. 사진은 보잉 세인트루이스에서 조립 중인 F-15EX 초도기의 모습. <출처: Boeing>

조종석에는 10 x 19 인치 디지털 터치스크린 디스플레이가 채택됐으며, 컴퓨터의 처리 능력도 엄청나게 향상됐다. 보잉에 장착된 메인 컴퓨터는 초당 870억 개의 기능을 동시에 수행할 수 있다. 이를 토대로 임무 데이터 파일 시스템을 운용할 수 있게 됐다. 이 기능은 센서가 접근 중인 물체나 비행체를 포착하면 데이터베이스에서 특징을 검색한 후 이 물체가 어떤 적 항공기인지 특정할 수 있는 능력이다.

F-15EX는 기존 F-15E와 달리 조종석에 최첨단 디지털 계기가 적용됐다. <출처: US Air Force / Samuel King Jr.>

F-15EX는 추력도 커졌을 뿐 아니라 무장 거치대도 추가됐다. F-15EX는 총 12발의 미사일을 장착할 수 있으며, 기존 F-15 시리즈가 통합한 무기체계는 동일하게 모두 장착할 수 있다. 탑재 중량도 F-15E에 비해 증가했다. F-15E의 무장 탑재 중량은 10,432kg(23,000파운드) 정도였으나 F-15EX는 13,380kg(29,500 파운드)로 늘어났다. 항속 거리도 증가해 F-15E는 최대 3,862km 정도였지만 F-15EX의 항속 거리는 4,815km으로 늘어났다. 실용 상승 한도 또한 F-15E는 약 15,240m 정도였으나 F-15EX는 18,288m로 높아졌다.

F-15E와 F-15EX의 성능비교표 <출처: US Air Force>

엔진은 기존 14,590파운드 출력의 프랫 앤 위트니(Pratt & Whitney)제 F100-PW-220 엔진 대신 GE 항공의 29,400파운드 출력 F110-GE-129 엔진을 탑재했다. 레이더도 업그레이드 되어 기존 F-15E에 장착된 AN/APG-82보다 탐지 거리가 길어져 280km까지 탐지가 가능한 APG-82(v)1 레이더가 장착됐다. 전자전 장비로는 새롭게 설계된 이글 능동/수동형 경고 및 생존성체계(EPAWSS: Eagle Passive/Active Warning and Survivability System)가 채택됐다.

F-15E와 F-15EX의 성능비교표 <출처: US Air Force>

F-15EX는 기본적인 수명 주기 역시 크게 향상됐다. F-15E의 경우 수명 주기가 비행시간을 기준으로 약 8,000 시간이었지만, F-15EX는 20,000 시간으로 늘어나 2.5배가량 늘어났다. 반면 기본 가격(Flyaway cost: 항공기 동체와 엔진만 포함한 가격)은 2018년 기준으로 약 8천만 달러로, 같은 물가 가치로 환산한 F-15E의 가격(9,170만 달러)보다 오히려 낮다. F-15EX의 시간 당 비행 비용 또한 약 2만 7천 달러에 불과해 3만 5천 달러에 달하는 F-35보다 만 달러 이상 낮다. 이는 운용 시간이 누적될수록 비용 차이가 벌어지게 되어 있으므로 시간이 갈수록 더욱 비용 효과가 크게 나타날 것이다.

운용 현황

에글린 기지에서 시험 비행을 준비 중인 F-15EX. <출처: US Air Force / Samuel King Jr.>

현재까지 F-15EX에 대한 평가는 좋지만, 1980년대에 개발된 기체 플랫폼을 계속 활용하느니 만큼 F-15EX의 무용론도 만만찮다. 우선 일부 전문가들의 분석에 따르면 F-15EX는 2028년 정도만 되어도 주요 적대국의 동급 기종에 성능이 밀리게 될 가능성이 큰 것으로 나타났다. 하지만 이 부분에 대해서도 미 공군은 크게 문제 되지 않는다는 입장이다. 왜냐하면 향후 F-15EX의 임무는 전선에서 적의 최첨단 항공기를 꺾는 것이 아니라, 비행금지구역 유지, 미 영공 방어, 제한적인 방공 임무와 스탠드오프(standoff) 미사일 발사 등이 주요 임무가 될 것이기 때문이다. 미 공군은 144대의 F-15EX를 도입할 예정인데, 이 144대의 F-15EX가 임무를 맡은 만큼 F-22 랩터(Raptor) 전투기를 위시한 다른 첨단 전투기들에게 여유가 생겨 별개의 임무를 맡길 수 있게 된다는 장점도 있다.

2021년 2월 2일, 미 공군에 인도된 F-15EX 1번기가 초도 비행 중인 모습. 미 제173 전투비행단은 2024년까지 F-15EX 전투훈련부대로 변환할 예정이다. <출처: Boeing / Eric Shindelbower>

F-15EX의 또 다른 장점은 후속군수지원(ILS: Integrated Logistics Support) 문제다. F-35는 최근 엔진 부품 공급 문제부터 시작해 예비 부품 수급에 차질이 발생해왔는데, 오랫동안 대량으로 양산된 F-15 시리즈는 파생형 간 부품 호환성이 높으므로 부품 문제가 발생할 가능성이 거의 없다. 또한 추가적인 F-15 판매에도 유리한데, 예를 들어 카타르 수출 형상인 F-15QA와 EX는 부품 공유율이 90%에 달하기 때문에 미 공군이 F-15 패밀리를 추가로 계속 구매하면 할수록 부품 단가는 더 떨어져 해외 고객에게도 유리해지기 때문이다. 특히 미군은 한 번 도입 시 대규모 수량의 기체를 도입하므로 이는 타국이 따라 하기 어려운 매력적인 판매 조건으로 작용한다.

2021년 3월 11일, 플로리다주 에글린 공군기지에 처음 인도된 F-15EX 1번기. (출처: US Air Force /Samuel King Jr.)

미 공군은 최초 F-15EX를 F-15C/D와 교체할 예정이었으나, 가장 최근 보고서는 C/D뿐 아니라 향후 E형 전폭기 일부도 대체하게 될 것으로 예정하고 있다. F-15EX가 기존 F-15C/D뿐 아니라 E형 모두와 부품 호환성이 높으므로 이들 기체를 위해 따로 수명 연장 사업(SEP: Service Extension Program)을 할 필요 없이 EX 형상이 두 형상을 모두 대체할 수 있기 때문이다.

미주리주 세인트루이스의 보잉(Boeing) 공장에서 이륙해 플로리다주 에글린 공군기지로 비행을 시작한 F-15EX 초도기. <출처: Boeing>

한편 최근 인도네시아 정부는 프랑스와 라팔(Rafale) 전투기 도입 계약을 추진하면서 미국의 F-15EX 도입 의사도 있다고 밝혔다. 인도네시아는 미국이 이전에도 F-16 초창기 형상을 개수 형태로 판매했던 이력이 있긴 하나, 동티모르 문제로 금수 조치를 단행했던 적도 있는 데다 최첨단 무기까지 판매할 정도의 외교 관계를 미국과 유지하고 있지는 않으므로 실제 판매가 성사될 가능성은 매우 낮다.

보잉은 올해 안에 두 대의 F-15EX를 미 공군에 인도할 예정이며, 이미 인도된 초도기는 미 제96 시험비행단 예하 40 시험비행대대에 배치됐다. 3~4월에 인도 예정인 2번기는 미 제53 비행단 예하 85 시험평가대대에 배치된다.

활주로 위에서 이동 중인 F-15EX. <출처: US Air Force / Samuel King Jr.>

파생형

F-15SE 사일런트 이글: F-15E에 레이더 피탐지 면적(RCS)을 최소화한 형상.

2009년 공개된 F-15SE 사일런트 이글의 모크업 <출처: Boeing>

F-15 2040C: F-15C의 업그레이드 형상으로, F-22의 지원 임무를 수행할 수 있도록 최적화했다. 사실상 사일런트 이글의 업그레이드 형상이지만 스텔스성보다는 공격 능력과 비행 능력 향상에 목적을 두었다. 추가된 사양으로는 적외선 탐색 추적(IRST) 장비, 무장 거치 공간 확장, 능동/수동형 경보 장치, 추가 증가 탱크, APG-63(v)3 AESA 레이더 추가, F-22에 데이터 전송이 가능한 통신 포드 추가 등이다.

F-15 2040C의 컴퓨터그래픽 예상도 <출처: Public Domain>

제원(F-15E/EX)

제조사: 보잉
용도: 전폭기/제공권 장악용 전투기
승무원: 1~2명(조종사/부조종사, F-15EX 기준)
전장: 19.446m
전고: 5.64m
날개 길이: 13.045m
날개 면적: 56.5㎡
자체 중량: 14,379kg(F-15E)
탑재 중량: 13,380kg(F-15EX)
최대 이륙 중량: 36,741kg(F-15E)
추진체계: 29,400파운드(131kN) GE F110-GE-129 애프터버너 터보팬 엔진 x 2(F-15EX)
최고 속도: 마하 2.5+(고고도), 마하 1.2(저고도)
전투 범위: 1,272km(F-15E)
페리 범위: 4,815km(F-15EX)
실용 상승 한도: 18,288m(F-15EX)
중력 한계: +9G
상승률: 250m/s(F-15E)
기본 무장: 20mm M61A1 벌컨 6연장 개틀링포(M-56 혹은 PGU-28탄 500발)
장착 무장: ㄴ AIM-7 스패로우(Sparrow) 단거리 미사일
               ㄴ AIM-9 사이드와인더(Sidewinder) 단거리 미사일
               ㄴ AIM-120 AMRAAM
               ㄴ AGM-65 매버릭(Maverick) 공대지미사일
               ㄴ AGM-84 하푼(Harpoon) 대함미사일
               ㄴ AGM-84H/K SLAM-ER
               ㄴ AGM-130
               ㄴ AGM-154 JSOW
               ㄴ AGM-158 JASSM
               ㄴ Mk. 82 재래식 폭탄
               ㄴ Mk. 84 재래식 폭탄
               ㄴ GBU-15
               ㄴ GBU-10/12 페이브웨이(Paveway) II
               ㄴ GBU-24/27 페이브웨이 III
               ㄴ GBU-28 벙커버스터(Bunker Buster)
               ㄴ GBU-31/38 합동정밀직격탄(JDAM)
               ㄴ GBU-54 레이저 JDAM
               ㄴ GBU-39 SDB(Small Diameter Bomb)
               ㄴ B61/B83 핵폭탄
               ㄴ CBU-87/103 연합 효력탄(CEM: Combined Effects Munition)
               ㄴ CBU-89/104 GATOR 공중투하식 대전차/대인 지뢰탄
               ㄴ CBU-97/105 센서신관식 폭탄
               ㄴ CBU-107 피동형 공격탄(Passive Attack Weapon)
               ㄴ BLU-107 듀랜달(Durandal)
증가 탱크: 최대 2,300리터 증가 탱크 x 3
                1,800리터 초음속순항(supercruise) 증가 탱크
항전체계: ㄴ APG-82(v)1 능동형 전자주사식(AESA) 레이더
              ㄴ AN/ASQ-236 레이더 포드(pod)
              ㄴ LANTIRN 혹은 스나이퍼(Sniper) XR 혹은 LITENING 표적획득 포드
              ㄴ 이글 능동/수동 경고 및 생존성체계(EPAWSS)
대당 가격: 8,000만 달러(F-15EX, 2018년 기준, Flyaway Cost)

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F-15K 슬램 이글 전투기

동북아 최강의 전투기이자 우리 공군의 전략무기

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F-15K 전투기 <출처: 대한민국 공군 공감 http://www.afplay.kr>

개발의 역사

F-15K 슬램 이글(Slam Eagle)은 미 공군의 주력 종심타격 전투폭격기인 F-15E형을 한국화한 모델이다. 걸프전 당시 F-15E 스트라이크 이글(Strike Eagle)의 활약을 본 전 세계의 공군은 적 종심을 타격할 수 있는 전술기에 대한 필요성을 절감했다. 특히 대한민국 공군은 1980년대 말부터 노후하는 전투기인 F-4 팬텀(Phantom)을 대체하기 위해 120대가 필요하다고 요청했다. 이에 따라 1994년 JSOP(합동전략목표기획서)에 120대의 소요가 반영되었다.

F-15K는 미 공군의 F-15E 스트라이크 이글 다목적 전투기(사진)를 바탕으로 개발되었다. <출처: 미 공군>

차기전투기(F-X) 도입사업는 애초에 120대를 모두 도입하면서 60대씩 두 차례로 나누어 구매하는 방안이 거론되었다. 그러나 1997년 IMF 사태로 원화 가치가 하락하는 등 예산조달이 어려워지자, 일단 1차분 40대를 먼저 도입하는 것으로 하고 1999년부터 F-X 1차 사업이 시작되었다. F-X 1차 사업에서는 프랑스 다소(Dassault) 사의 라팔(Rafale), 유럽 4개국 콘소시엄의 유로파이터(Eurofighter), 로스보루제니에(Rosvooruzhenie)의 Su-37, 그리고 미국 보잉(Boeing) 사의 F-15K 등 4개 기종이 경쟁했다.

F-X 1차 사업은 애초에 2001년 10월 선정이 예정되어 있었으나, 후보기종이 모두 작전요구성능(ROC)을 통과하자 세부 협상을 통해 보잉과 다소 두 후보기종만을 남기고 경합을 계속했다. 그리고 2002년 3월 국방부는 두 후보기종을 2단계 평가로 검토한 후, 2002년 4월 F-15K를 선정했다. F-X 1차 사업에는 기체, 엔진, 탄약, 군수지원 및 시설비 등을 포함해 모두 5조 6,623억 원의 사업비가 소요되었다. F-15K 기체와 엔진 가격을 합친 항공기 순수가격만 환산하면 791억 원에 이른다.

F-X 1차 사업에서는 프랑스의 라팔(왼쪽 사진)이, 2차 사업에서는 유로파이터 타이푼(오른쪽 사진)이 F-15K의 강력한 경쟁자로 경합을 벌였다. <출처: (좌) Dassault Aviation, (우) Cassidian>

한편 공군은 F-X 2차 사업을 통해 남은 20대분의 전투기를 추가 도입하고자 했다. 그러나 1대가 운용 중 손실됨에 따라 사업분 20대에 추락한 1대를 보충하여 실제로는 모두 21대를 도입했다. 공군은 2008년 5월 보잉 사와 F-15K 21대를 계약했으며, 총사업비는 2조 8,892억 원이 소요되었다. 항공기 대당 순수가격은 920억 원으로 환산되고 있다.

특징

F-15K는 미 공군의 전천후 전투기인 F-15E보다도 무장과 센서에서 더 진일보한 기체였다. E형에 비해 엔진 추력이 향상되었을 뿐만 아니라 적외선탐색추적장비(IRST), 3세대 랜턴 등 최신 항전장비를 탑재하여 탐지 및 추적 능력을 높였다. 또한 ADCP(Honeywell Advanced Display Core Processor)를 채용하여 항전컴퓨터의 성능도 구형보다 10배 이상 향상되었으며, 헬멧장착시현장치(JHMCS)를 채용하여 AIM-9X 공대공 미사일을 헬멧 연동으로 조준이 가능하여 공중전 능력을 비약적으로 향상시켰다. 연동 무장도 SLAM-ER과 타우러스(Taurus) 등 각종 순항미사일까지 운용이 가능하여 능력도 확장되었다. 한마디로 F-15K는 한국군에게 과거에는 없던 종심타격 능력을 가져다주어 실제로는 전략타격기의 역할을 수행하고 있는 셈이다.

JHMCS를 장착한 전방조종사 <출처:　대한민국 공군>

F-15K에서 특히 가장 특징적인 장비는 ‘타이거 아이(Tiger Eye)’ 시스템이다. 타이거 아이는 '랜턴-2000‘ 항법용 포드와 조준용 포드에 IRST 포드를 결합한 통합장비다. 랜턴-2000 항법·조준용 포드는 F-16에서 쓰이는 AAQ-13 항법용 포드와 AAQ-14 조준용 포드를 개량한 모델이다. 따라서 기존의 랜턴포드들과 마찬가지로 전천후 항법 및 지형추적 비행과 함께 정밀타격을 위한 조준을 제공한다. F-14 톰캣(Tomcat)에서 사용되던 AN/AAS-42 IRST의 개량형을 장비까지 통합하여 공대공 적외선 탐지/추적 능력까지 갖추었다. 그러나 1차분에서 채용되었던 랜턴-2000 조준용 포드는 2차분부터는 AN/AAQ-33 ‘스나이퍼(Sniper)’ ATP로 교체되었으며, 기존 1차분도 모두 스나이퍼로 교체된 것으로 알려져 있다.

IRST와 스나이퍼 포드　 <출처:　대한민국 공군>

F-15K는 F-15E형과 동일한 기동성을 자랑하며, 특히 단단한 구조로 인해 9G의 한계까지 기동이 가능하다. 특히 기골은 미 공군의 후기형에 해당하는 F-15E-210의 기골강화형을 사용하여 운용주기수명이 무려 16,000시간에 이르는 것으로 평가된다. 엔진은 1차분에서는 GE 사의 F110-GE-129 엔진이 선정되어 삼성테크윈이 생산한 F110-STW-129이 장착되었다. 2차분에서는 PW 사의 F100-PW-229 EEP 엔진이 선정되어 F100-STW-229으로 생산·장착되었다.

항전시스템은 AN/APG-63(V)1 기계식 합성개구(SAR) 레이더로 10개의 목표물을 동시에 추적할 수 있을 정도로 강력하다. APG-63(V)1은 미 공군 F-15E에 장착된 AN/APG-70의 레이더에 GMTI, 해상색적기능, 고해상도매핑 등을 추가한 기종으로 전반적으로 우수한 성능을 갖추었다. 또한 추후에 전자식 위상배열(AESA) 레이더로 업그레이드할 수 있어 4.5세대 전투기로 진화할 수도 있다.

타우러스 미사일과 스나이퍼 ATP를 장착한 F-15K <출처: 대한민국 공군>

F-15K에서 자랑하는 것은 특히 11톤에 가까운 폭장운용능력이다. 제2차 세계대전 당시 최대 폭격기인 B-29의 폭장능력이 9톤이란 점을 감안하면 엄청난 능력이다. F-15K의 원형인 F-15E는 1991년 걸프전에서 첫 실전에 투입된 이후, 1999년 코소보 항공전, 2001년 아프간 전쟁, 2003년 이라크 전쟁에서 위력을 발휘했다. 특히 이라크전 초기에 이라크 방어전력의 중핵인 공화국 수비대의 60%를 파괴하는 전과를 올리기까지 했다. 이러한 막강한 능력에 바탕하여 한국 공군에서는 GBU-28 벙커 버스터(Bunker Buster), AGM-84H/K SLAM-ER, 타우러스 등 중요한 적 종심타격용 무장을 운용하는 플랫폼이 F-15K다.

F-15K는 무려 11톤에 가까운 폭탄을 장착할 수 있다. <출처: 대한민국 공군 >

운용 현황

대한민국 공군 제11전투비행단에서 운용 중으로 1차분은 2008년까지 모두 40대를 도입했다. 2008년 7월 10일 대구기지에 제122전투비행대대가 창설되면서 본격적으로 전력화되었다. 2006년 6월 7일에는 동해상에서 야간 훈련 중 1대가 추락하여 2명이 순직하기도 했다. 공군은 F-X 2차 사업으로 모두 21대를 2010년 9월부터 2012년 3월까지 추가 도입했다.

F-15K는 압도적인 우수한 성능으로 도입 당시부터 ‘동북아 최강의 전투기’라는 별명이 붙기도 했다. 대한민국 공군의 종심타격기체로 도입 초기부터 SLAM-ER을 운용해왔다. 그러나 SLAM-ER은 PCS와 IMT2000 주파수 대역과 혼선으로 인해 주파수 개량으로 추가비용이 소모되었으며, 명중률이 50%에 불과하다는 비난도 있어왔다. 이렇듯 SLAM-ER이 다양한 문제를 드러냄에 따라 500km 이상 타격이 가능한 KEPD-350K 타우러스 순항미사일을 도입했다.

슬램-ER을 투하하는 F-15K <출처: 대한민국 공군>

타우러스는 초저고도 침투비행으로 방공망을 회피할 수 있을 뿐만 아니라 6m 강화 콘크리트를 관통하여 내부를 파괴할 수 있어 평양 등 적 지휘부 공격을 위한 최적의 무기로 평가된다. 현재 국방부는 2016년 12월 타우러스 1차 도입분 170발에 이어 90발을 추가로 도입하기로 결정했다.

F-15K는 도입 직후 높은 유지보수비용과 낮은 가동률로 우려의 대상이었다. 그러나 성과기반 군수지원제도(PBL)를 통해 군수지원을 가장 잘할 수 있는 업체를 선정하여 가동률 등에 따라 성과금을 받거나 벌금을 물게 하는 방식으로 성능을 유지하도록 했다. 이에 따라 방위사업청은 5년간 수리부속품 보급지연으로 인한 비행 불가능상태(NMCS) 7% 이내를 유지하는 대가로 보잉과 3,250억 원의 PBL 계약을 체결했으며 2017년 5년 계약을 더 연장했다.

미군 B-52 폭격기와 비행중인 F-15K <출처: 대한민국 공군>

F-15K는 최초로 해외훈련에 참가하는 전투기의 기록을 세웠다. 2008년 8월 9일부터 23일까지 공군은 미국에서 곧바로 인수한 F-15K 전투기 6대로 네바다 주 넬리스(Nellis) 공군기지에서 개최하는 레드플레그(Red Flag) 훈련에 참가하는 기록을 세웠다. 또한 F-15K의 인수인도가 거의 끝나는 2012년경에도 미국에서 인수한 기체로 2012년 레드플레그 훈련에 참가했다. 한편 이듬해부터는 한국에서 직접 미국으로 가는 방식으로 훈련이 바뀌었다. 2013년 8월 2일 F-15K 6대가 미국의 알래스카(Alaska)까지 6시간 논스톱 비행으로 이동하여 레드플래그-알래스카 13-3 훈련에 참가했다. F-15K는 2016년 10월에도 레드플래그-알래스카 17-1 훈련에 참가했다.

미군 B-52 폭격기와 비행중인 F-15K <출처: 대한민국 공군>

레드플래그-알래스카 훈련에 참가한 F-15K 전투기 편대 <출처: 대한민국 국방부>

변형 및 파생형

● F-15SG: F-15K를 바탕으로 한 전천후 타격전투기로서 2005년 싱가포르 공군의 차세대 전투기로 선정되었다. F-15SG는 2008년 11월 3일 초도기가 출시되어 2009년부터 싱가포르 공군에 인도되었으며, 2013년 9월까지 모두 24대가 전력화되었다. 전반적인 성능은 F-15K 2차 도입분과 유사하나, 싱가포르는 AN/APG-63(V)3 AESA 레이더를 채용하여 4.5세대 기체로서 면모를 갖추었다.

F-15SG <출처: 미 공군>

● F-15SE: F-15SE 사일런트 이글(Silent Eagle)은 보잉 사가 자체 개발한 최신형 F-15K다. 한국 공군의 F-X 3차 사업의 소요에 맞게 F-15K에 스텔스 기술을 적용해 4.5세대 전투기로 업그레이드했다. 레이더반사면적(RCS)을 줄이기 위해 컨포멀 연료탱크(CFT) 내부에 내부무장실을 설치했고, 수직미익을 15도 외각으로 기울어뜨렸다. 또한 각종 항전장비도 최신형으로 장착했다. 한국 공군의 F-X 3차 사업 후보기종 중 하나로 등장했으나 채택되지 못했고, 여태까지 도입국도 없다.

F-15SE 사일런트 이글 <출처: 보잉>

● F-15SA: F-15K 시리즈의 최신형으로 사우디아라비아 공군 모델이다. 2011년 사우디 공군은 152대의 F-15SA를 도입하는 계약을 보잉과 체결했다. 이에 따라 F-15SA는 새롭게 만든 기체 84대와 기존의 F-15를 업그레이드한 기체 68대를 획득할 예정이다. F-15SA는 SG 모델처럼 APG-63(V)3 AESA 레이더를 장착하고 있으며, 2013년 2월 20일 초도비행에 성공했다. 사우디 공군은 2016년 12월 13일 재제작기 2대와 신조기 2대를 인수함으로써 F-15SA를 인도받기 시작했으며, 나머지 기체는 2019년까지 모두 도입할 예정이다.

F-15SA <출처: 보잉>

제원

기종: F-15K
형식: 쌍발 터보팬 다목적 복좌 전투기
전폭: 13.05m
전장: 19.43m
전고: 5.63m
주익면적: 56.49㎡
최대이륙중량: 36,742kg
엔진: GE/한화테크윈 F110-STW-129 터보팬(29,000파운드) (1차분) or PW/한화테크윈 F100-STW-229 터보팬(29,000파운드) (2차분)×2
최고속도: 마하 2.3
실용상승한도: 3,000피트
전투행동반경: 1,000km(공대공전투), 1,200km(공대지전투), 1,760km(최대외부연료)
무장: M61A1 발칸 20mm 기관포, AIM-9X 사이드와인더, AIM-120 암람, AGM-84L 하푼 블록2, SLAM-ER, JDAM / 하드포인트 19개소에 10.5톤 탑재 가능
항전장비: APG-63(V)1 합성개구레이더, 랜턴-2000(1차분)/스나이퍼-XR(2차분) 조준포드,  타이거 아이 랜턴, 타이거 아이 IRST, JHMCS, ALR-56C(V)1 조기경보수신기
승무원: 2명
초도비행: 2005년 3월 3일
가격: 순수 기체가격 (1차분) 791억 원 / (2차분) 920억 원