올해 주목할 군사 항공 우주 기술은 이것이다

[돌망치]

올해 주목할 군사 항공 우주 기술은 이것이다

Defense & Space Technologies To Watch In 2016  

1)무인기 대책(Countering Unmanned)

소형 무인 항공기(UAS)에 대한 대응군 및 관련 기관에 대한 큰 우려 사항이다. 전개중인 부대와 중요한 인프라 시설이 "플라잉 IED(급조 폭발물)"에 표적이 되고 있어 힘들다. 미 육군은 2015년말 사용할 수 있는 대항 수단을 시도하고 있다. 무게 20파운드 이하의 수직 이착륙(VTOL)형 UAS로 어디서나 운용 가능하다. 영국의 중소기업(Blighter Surveillance Systems, Chess Dynamics, Enterprise Control Systems)이 레이더 탐지, 추적 기능, 무선 통신 재밍을 통합해 탑재했다. 하지만 대기업인 이스라엘 항공 우주 산업과 록히드 마틴, 셀렉스 ES 들도 UAS 대항 수단의 제공에 참여하려고 하고 있다.

▼Photo : Blighter Surveillance Systems

2) 지향성 에너지 무기(Brighter Future)

고 에너지 레이저가 상당한 진전을 했지만 아직 지향성 에너지 무기로 실전 배치되어 있지 않다. 이것은 2016년의 과제다. 30KW급의 실증 레이저 무기는 이미 USS Ponce에 탑재되어 페르시아만에 배치되어 있다. 또한 노드롭그루먼에는 100~150kW급 실증 장치를 지상에 건설하고 이르면 2018년 구축함 탑재를 예정한다. 미 육군은 트럭 탑재의 60kW급 록히드 마틴의 섬유 레이저 무기 테스트를 2017년으로 예정하고 있다. 이에 대해 미 공군은 2016년 Shield 사업으로 레이저 항공기 방어 포드를 전투기에 탑재하고 시도한다. 이것이 2020년대 최초의 공격용 수단으로 특수 작전용 무장 헬기에 탑재될 전망이다.

▼Photo : U.S. Navy

3) 낮은 시인성 환경에서의 안전 운행(Clearing the Air)

2개의 전쟁의 경험에서 헬기의 낮은 가시성 환경의 안전 운행의 개량이 진행되어 왔다. 낮은 시인 환경(DVE)은 야간 외에도 로터가 일으키는 모래 먼지가 눈송이 처럼 발생한다. 미 육군 특수 작전용 보잉 MH-47G와 시콜스키 MH-60M에 2019년까지 94-GHz 레이더 장비와 투시센서 (시에라 네바다 Corp 개발)을 탑재한다. 또한 정규 부대는 보잉 AH-64E와 시콜스키 UH-60M 전방 감시형 DVE 시스템을 2019년 말부터 탑재한다. 유럽에서는 에어 버스가 Sferion DVE 시스템의 테스트을 하고 있다. 이것은 레이저 센서로 장애물을 경고하는 것으로 NH90 헬기에 탑재했다. 이탈리아는 같은 NH90에 셀렉스 ES제 레이저 충돌 방지 시스템을 탑재했다.

▼Photo : U.S. Army

4) 유인기 드론팀 운영(Team Players)

무인기는 파일럿 증강보다 유인기와 함께 운영하는 방향으로 가고 있다. Darpa의 Atlas 사업에서는 기존 기종에서도 로봇 부조종사를 투입하여 파일럿의 필요 인원을 줄이는 것을 (drop-in)목표로 하고 있다. 로봇 키트는 각 기체로 이동 가능하고 기종의 차이에 대응할 수 있다. 2016년에는 오로라 플라이트 사이언스와 시콜스키가 UH-60에서 검증을 실시한다. 공군 연구소의 Loyal Wingman 검증은 유인 전투기에 UAV의 센서, 재머, 공격을 외부에서 운용한다.

▼Photo : Darpa

5) 수송기의 운항 효율성(Efficient Airlift)

예산이 엄격하기 때문에 각 부대의 에너지 소비에 관심이 높아지고 있으며, 특히 물류 미션 수송기 급유기가 다량의 연료을 소비하고있는 것이 부각되고있다. 록히드 마틴은 연료 소비를 낮추기 윙렛과 양력 분산 제어와 연료 탱크 부족량 감소 방법을 C-130J에서 실시하는 시험 비행의 계약 교부를 받았고 C-17은 연료 절약형 윙렛의 설치를 시도한다. 보잉은 플랩의 뒤쪽 가장자리의 개선을 KC-135에서 입증한다. 유럽에서는 알레니아 아에르마키가 C-27J에 윙렛을 달아 연료 소비을 줄이고 있다. 에어버스 디펜스 앤 스페이스도 C295 소형 수송기에 윙렛을 장착하여 최적 형상을 찾는다.

▼Photo : Lockheed Martin

6) 보급 물류 자동화 (Automating Resupply)

자동 화물기가 아프가니스탄에서 효과를 입증했지만 정식 조달은 아직 없다. 2016년에는 다른 방법이 시도된다. Darpa의 Ares 사업에서 록히드 마틴과 Piasecki 항공기가 덕트팬 쌍발 VTOL 타입이 나오고 유효적재량 3,000-lb의 무인 항공기를 날린다. 이동식 모듈에 화물를 올리고 부상자를 전달하는 다른 임무가 가능하고 전달후 귀환한다. 시콜스키는 UH-60A 블랙호크로 임의 유인 조종기를 개량하여 자동 상태에서도 화물 운송를 수행한다. 록히드 시콜스키 양자는 임의 유인 조종 헬리콥터로 자동 지상 주행 차량의 전달을 테스트 중이다.

▼Photo : Darpa

7) 우주 레이저 통신 (Laser Links)

대역이 좁아졌는지 스펙트럼을 둘러싼 경쟁이 격화되고 있는 것으로 레이저 통신 방식이 주목을 받고 있다. 독일 Tesat는 광대역 광링크를 유럽 데이터 중계 위성을 공급하고 있으며, 제너럴 아토믹스 함께 2016년부터 2017년까지 레이저 통신이 MQ-9 리퍼 UAV로 정지 위성을 통해 실용을 견딜수 있는지를 검증한다. 이외에도 레이저 우주 통신의 기획이 진행되고 있다. Laser Light Communications은 중고도 궤도 위성 다수를 배치하고 대용량을 원거리 레이저 링크망을 각지의 광섬유 통신망과 연결하는 구상을 갖고 있다. BridgeSat은 광대역 광링크 개발로 저고도 궤도에서 위성이 각종 데이터 수요가 높아지는 것에 대응한다.

▼Photo:　European Space Agency

8) 소형 UAV의 집단 운용(Swarm Theory)

다수의 자율 비행 소형 무인 항공기로 적의 제압이 저렴한 비용으로 할 수 있는지 테스트를 해군 연구소가 2016년에 실시한다. Locust(Low-Cost UAV Swarming Technlolgy)의 명칭으로 30대의 레이시온제 카요테 일회용 무인 항공기를 플로리다 앞바다 선상에서 30초 이내에 일제히 발진시킨다. Darpa의 그렘린(Gremlins) 사업은 2016년부터 소형의 회수 가능한 UAV 다수를 수송기에서 방출한다. 감시 장치 또는 비 운동성 페이로드를 탑재하여 분산 조종 통제에 의해 비행하는 UAV 각기가 적의 방공망을 포화 상태로 제압하고 모 기로 돌아가 재사용이 가능해진다.

▼Photo : Darpa

9) 궤도의 위성이 빌딩블록 (Building Blocks)

소형 위성의 성능은 높아지고 있다고는 해도 수요는 더욱 비용 절감을 요구하고 있다. 해결 방법중 하나가 노바웍스(NovaWurks)에서 Darpa에 제안되었다. 회사의 비전은 초소형 위성satlets을 대량 생산하고 모듈 방식으로 다양한 크기의 위성으로 마무리한다. 작은 위성 중 HiSat형은 전력 공급, 제어, 감지 기타 운영을 조합하여 고가의 기존 위성과 같은 기능을 제공한다. HiSat 팔콘 9이 혼합 탑재되어 2016년에 출시 예정이다. 더 많은 시험 위성이 2017년까지 발사된다. 노바 작품은 캐나다의 신흥 기업 노스스타 스페이스 데이터 용으로 작은 위성에서 파편 추적 위성 40기를 지구 선회중에 형성한다. 결국 궤도상에서 로봇에 의한 위성 조립도 염두에 두고있다. 

▼Photo : NovaWurks

10) 광범위한 지상 감시 센서의 최초 도입 리우 올림픽(Wide-Eyed)

이라크와 아프가니스탄의 광대한 지역에서 지상의 움직임을 상시 감시할 목적으로 미국이 개발한 광범위한 활동 감시 영상 기술의 수출 가능성이 나왔다. 먼저 리우데 자네이루 2016년 하계 올림픽에서 하늘에서의 보안 감시에 투입 될 것 같다. Logos Technologies는 Simera 광역 센서를 브라질 정부에 세워 개발 도시 대지역 전체의 공중 감시에 사용한다. Harris는 정부 및 민간용으로 자사의 CorvyusEye 광범위 화상 시스템의 이용을 장려하고 있다. 이 시스템은 미 공군 MQ-9 리퍼용으로 개발된 Gorgon Stare를 유용하고 있다.

▼Photo : Logois Technologies

11) 고체 수소 연료 전지 (Solid Hydrogen Power)

배터리 수명이 소형 전기 항공기 운항에 제약 조건이 된다. 수소 연료 전지는 크게 용량을 늘리는 요즈음이지만 하지 않는 것은 무게와 안전성과 보급 지원에 단점이 있기 때문이다. 그래서 영국의 신흥 기업 Cella Energy는 고체 수소식 연료 전지를 이스라엘 항공 우주 산업의 BirdEye 소형 UAV용으로 개발했다. 고체 연료 펠렛의 다수를 100°C(212F) 이상으로 가열하면 수소를 방출하여 연료 전지에 공급한다. 이 시스템은 가압식 수소 탱크가 불필요하고 경량화 가능하고 고체 방식이므로 취급 안전 리튬 이온 배터리에 비해 3배의 에너지 저장량이 있는 반면에 고온에 의한 금속의 용융 위험이 없다.

▼Photo : Cella Power

12) 활주로가 필요없는 UAV (Runway Independence)

UAV에서 캐터펄트 발진에서 그물이나 서스펜션 와이어로 회수하는 기종은 활주로를 필요로하지 않는 방식이다. 하지만 UAV의 활용 범위가 넓어지고, 원격지 및 액세스가 어려운 지역이나 좁은 장소에서의 운용이 과학적 연구뿐만 아니라 보안 부문에서 높아지면, 이동할 수 있는 시설 자체가 부담이 되는 장면이 생긴다. ScanEagle을 개발한 Insitu는 UAV를 다른 UAV에서 발진하고 회수하는 방법을 시행 중이며, 모기체는 수직 이착륙 형의 멀티 로터기가 된다. 오로라 플라이트 사이언스가 개발한 Sidearm 크레인과 같은 형상으로 1,000-lb급 UAV를 비행 중에 회수하거나 발진시키는 것이 가능하다. Darpa가 실제 크기의 공개 시험을 실시한다.

▼Photo : Insitu

13) 충돌 방지 기술 (Avoiding Collisions)

통합된 공중 충돌 방지 장치(ICAS, Integrated Collision Avoidance System)는 미 공군이 정식으로 운영 평가를 F-16으로 2016년 3월에서 4월 사이 할 예정이다. 개발 한 것은 공군 연구소와 록히드 마틴에서 ICAS는 기존의 자동 지상 충돌 방지 장치(Auto-GCAS)에 신규 개발의 자동 공중 충돌 방지 장치(Auto-ACAS)를 조합하고 있다. 과제는 2개의 장치를 통합하는 한편 위험을 방지함으로써 다른 위험에 직면하는 것을 방지하는 것이다. 예를 들어 공중 충돌을 자동 해결한 기체가 지상에 충돌하는 것을 방지한다. ICAS의 초기 테스트는 2015년에 종료했다.

▼Photo : U.S. Air Force

14) 화성의 대기 중에서 비행(Mars Flyers)

NASA의 차기 화성 탐사선은 2020년 출시 예정이며, 항공기 한 대를 화성에 반입한다. 제트 추진 연구소(JPL)와 NASA는 소형 자율 항공기를 화성의 대기에서 비행하는 방안을 검토 중이며 연구중이다. JPL는 1-kg 동축 로터 방식의 미니 헬기를 2016년 화성을 상정한 조건으로 비행한다. NASA의 암스트롱 센터는 날개 길이 2피트의 전익기의 낙하 테스트를 실시한다. 이것은 탐험기를 운반하는 격납 창고로 부터 방출 된후 날개를 펼치고 지표를 활강하는 구상으로 NASA의 랭글리 센터는 다중로터를 배치한 전익기를 테스트 하고 있다. 수직 이착륙 하고 수평비행 하여 탐험기의 탐지 범위를 넓힌다. 

▼Photo : NASA / JPL

15) Uclass(UAVs at Sea)

이정표가 된 무인 전투 항공기의 항공 모함에서 분리 발함은 2014년에 달성되어 2015년은 급유기에 접근하여 자동 급유을 실시했다. 2016년 미 해군이 마침내 무인 항공 모함 운용 공중 정찰 공격기(Uclass) 경쟁 입찰에 나설 것으로 보인다. Uclass는 노드롭 그루먼의 전익기 형상의 X-47B는 다른 모습이 될 것 이지만 X-47B가 실증기로서 높은 성능을 보여준 성능이 요구에 반영되는 것이다. X-47B는 2기가 있지만, 향후 비행 일정은 미정이다.

▼Photo : U.S. Navy