RQ-4 Block 20 Global Hawk 장거리 무인 전략 정찰기

[삐삐]

RQ-4 Block 20 Global Hawk

글로벌 호크(Global Hawk, RQ-4A,B)고고도 장기체공(HALE) 무인정찰기

시스템 개요

글로벌 호크 무인정찰기는 미국의 노드롭 그루만 (Northrop Grumman ) 항공사에서 개발한 고고도 장기체류 무인정찰기 체계로 무인비행기, 지상장비와 C4ISR 망의 운용으로 구성된 미군의 최신예 정찰기이다.

1950년대에 취역한 노후한 미국의 고고도 정밀 유인 정찰기인 U-2기를 대체하려는 한가지 대안으로 개발이 시도되었으나 세계의 전술/전략환경의 변화로 최종 선택이 유력시되는 현재에도 실전에 사용되며, 한편으로 연구 개발이 진행되는(미국방성의 ATCD 계획) 과정에 있다.

글로벌 호크는 야전 지휘관에게 전쟁 및 관심지역에 대한 광범위한 상황 정찰과 특정한 목표에 대한 정밀 정찰 자료를 제공할수 있다.

정찰 정보는 고정 및 이동 표적에 대한 탐색과 정밀 스폿 영상, 전자, 전자 광학(EO/IR) 영상을 군사위성, 상업위성을 통하여 지구상 어느곳에도 실시간 전송이 가능하며, 근거리나 가시거리(LOS)에 위치한 전술단위 부대나 유인 또는 무인 항공기에 대하여 보안이 확립된 실시간 정보를 제공할 수 있다.

비행고도는 65,000피트(19.8Km)이며 구름이나 폭풍우등 악천후에도 정찰이 가능하며, 체공시간이 최대 36시간에 이르는 고고도 장기체공 무인기(High Altitude Long Endurance, HALE) 이다.

비행체는 전장이 최대 14.5 m, 날개폭이 39.9m, 중량은 11,600Kg 이며 순항속도는 250 Km/hr, 최대속도는 636 Km/hr에 이른다. 항공체계는 비행기체와 지상통제부로 구분된다.

비행체 부분은 정찰 센서장치, 항공 전자 장비, 통신데이타 링크로 구성되며, 지상 통제부는 이륙 및 회수부(Launch & Recovery Element, LRE), 작전 통제부(Mission Control Element, MCE) 와 운용인력으로 구성된다.

기체내에 합성 개구 레이다(Synthetic Aperture Radar, SAR)와 전자-광학-적외선 센서로 구성된 통합 센서부( Integrated Sensor Suit, ISS)는 각 센서를 독립 또는 병행해서 운용할수 있으며, 광역 혹은 정밀영상과 움직이는 표적의 위치와 속도를 문자로 표시할수 있다.

수집된 영상은 비행체 내부에서 처리되어 프레임 별로 작전통제부(MCE)에 전송하고 작전통제부는 영상을 처리하여 관련부대에 전송한다.

비행체의 운항은 관성항법장치(INS)와 GPS를 이용하며 외부의 조종이니 개입이 없이 독자적으로 작전을 수행할수 있으며, 인공위성망이나 가시거리 통신( Ku Band, UHF)으로 암호화된 정보를 전송한다.

지상 통제 센터에서는 작전의 기획, 통제, 영상처리와 배포를 담당하는 작전 통제부(MCE), 비행체의 이륙과 회수를 담당하는 이륙 및 회수부(LRE)와 운용요원으로 구성되어 있으나, 작전통제부와 이륙 및 회수부는 분리 운용이 가능하다.

두 부분을 나누어 지리적으로 원거리에서 운용할수 있으며 작전 통제부를 주요 작전 구역내에 배치 운용이 가능하며, 비행체와 직접 가시거리 통신을 위한 안테나 시설이 구비되면 이동하는 군대의 막사에도 그로벌호크의 통제와 정보의 교신이 가능하다.

지상통제부는 기본적으로 24시간 내에 완전한 시스템의 이동배치가 가능하도록 운용된다. 글로벌호크 체계의 가격은 대당 4500만불로 예상하나, 연구개발 비용을 포함할시 업계에서는 7000만불로 예상하고 있다.

글로벌 호크 체계의 개발 배경

글로벌 호크 시스템의 기원은 미국방성의 DRAPA(Defense Advanced Research Projects Agency) 에서 1994년에 시작된 고고도 장기체공 무인기(HALE UAV) 개발계획의 일환으로 시작되었으며, 초기에 Tier II+, 와 Tier III-,의 두가지의 개념으로 연구가 착수되었다.

Tier II+ 는 재래식 형상의 기체를 사용하는 계획으로 글로벌 호크(Global Hawk)라고 명명 하였으며 , Tier III- 는 작전 반경과 체공시간을 줄이는 대신 기체에 레이다 스텔스 성능을 부여하는 새로운 형태의 기체를 개발하는 계획으로 Dark Star 계획으로 추진 되었다.

이 개발 계획의 목표는 실시간 정찰, 감시와 목표물에 대한 확인된 정보를 전장(Theater)의 지휘관에게 제공하는 것으로서 Dark Star 연구는 1998년 예산문제로 정지되었다.

글로벌 호크 무인 정찰기 사업은 그후 U-2 유인 정찰기를 경제적으로 대치할수 있는 미래의 대안으로 개발이 진행되었다.

미 공군은 약 31대의 U-2기를 보유하고 있으나 운용 유지 및 정비등으로 활용도가 저하되는 추세에 있으며, 유인 비행에 대한 위험 부담으로 대체 기종을 탐색하고 있었다.

또한 U-2기의 구매는 단가가 20만불에 이르나, 글로벌 호크는 15만불로서 가격이 싸고 체공 성능과 작전 반경이 우수하다. 무엇보다 무인기로서 인명 손실의 부담이 전무하며 이에 따른 운용 및 유지 비용이 저렴한 특성을 갖는다.

글로벌 호크 무인 정찰기는 현존하는 UAV(Unmanned Aerial Vehicle, 무인기)중에서 가장 큰 기체로서 날개 길이가 39.9m에 이르고, 11,000 Kg의 탑재 공간에 탐지 센서와 위협 경보 장비, 각종 통신 장비등이 탑재되어 다양한 임무수행이 가능하도록 설계되어 있다. 또한 날개 양단의 특정지점에 약 450 Kg 정도의 부가적인 장비와 각종 방어용 항공장비를 탑재할수 있는 여유를 가진다.

초기에 설계된 최대 작전 반경은 약 1,900 Km이며, 통신 중계를 통한 장거리 임무수행의 경우 5,500 Km 에 이르며 6,500 ft의 고도에서 24시간 이상 체공이 가능하다.

 이러한 요구조건을 만족하기 위한 HALE 개발사업은 확인 작업을 반복하는 보수적인 개발 계획 일정에 따라 진행되었다.

미공군은 1995년에 2년주기의 ACTD개발로 시작하였으나 이 계획의 위험성을 최소화 하기위하여 4 단계에 걸쳐 6년동안 개발을 제안 보증함으로서 개발회사가 설계 및 기술개발에 집중할수 있도록 배려하였다.

글로벌 호크 체계의 연구개발이 완료된 후 시험과 평가를 통한 시스템의 검증을 위한 기술및 생산기술 개발(Engineering and manufacturing Development, EMD) 단계를 설정하여서 사용자 측의 운용 시험이 1999년 6월부터 2000년 9월에 걸쳐서 시행되었다. 시험은 예정된 성능을 완벽하게 수행함으로서 성공하였으며 이후 실전에 배치된후에도 성능 확인 시험이 실시 되었다.

EMD 기간동안 글로벌 호크 시스템에 대한 다양한 업그레이드를 계약하고 있으며 세부사항으로 항공운항 통제, 장애물 회피, 긴급 충돌 회피기능등의 성능을 보강하며, 탑재장비로서 신호정보(SIGINT) 시스템과 레이더에 목표물 이동 감지 장치(TMI)와 조류와 악천후에 대한 신호처리 장치를 보강할 것이다.

향후 글로벌 호크는 약 100 여대가 생산될것으로 추정하고 있으며 약 50 여대가 미 공군에 배치되며, 해군과 육군에 배치되며 호주와 유럽 연합과는 면허 생산 또는 판매가 유력시 된다.

글로벌 호크의 개발 자금은 미 국방항공 정찰국(DARO),국방 연구개발청(DARPA)과 공군이 제공하고 있으며 노드롭 그루만(Northrop Grumman Corp)이 주 계약자이며 레이돈(Raytheon) 롤스로이스(Rolls-Royce North America), 보잉(Boeing North America), L3 Communication, EADS 등이 부품 공급 계약을 담당하고 있다. 

전략/전술적 운용 특성

고성능의 감지장치와 육상의 신호처리 장비의 운용을 통하여 중요하고 핵심적인 정보의 획득과 정찰과 감시활동이 주야간과 기후의 조건에 무관하게 가능하다.

고도 6만 피트 상공에 머물면서 최고의 정밀도를 가진 각종 영상 정보와 표적의 이동 정보(TMI)에 대한 실시간 처리가 가능하여 전장 지휘관들에게 맟춤 정보를 적시에 전파하고 제공한다.

글로벌 호크의 정보가 합동정보지원체계(JDISS) 나 전역 지휘통제 체계(GCCS)에 제공되면 영상은 국가정찰국(NRT)를 경유하여 작전사령부에 즉시 제공된다.

이때 제공되는 정보는 기존의 C4I정보 체계와 포맷에 맞추어진 형식으로 변형 처리되어 음성이나 데이터로 제공된다.

글로벌 호크가 육군에 대한 지원 임무를 수행하면 고성능 전술 레이다 신호처리기(ETRAC)나 개선된 영상처리 장치(MIES)를 통해서 영상이 제공되며, 해군이나 해병대에는 합참의 해군영상 처리장치(JSIPS-N)를 통해서 정보를 제공하게 된다.

2003년의 이라크 자유작전(Operation Iraqi Freedom)시 총 350여 시간의 비행으로 15개의 주요정찰 임무를 수행하여 이라크 목표물에 대한 1,300건의 전자광학(EO)영상, 1,300개의 적외선(IR)영상과 2,300건의 합성개수레이다(SAR)영상등 4,800 여건의 각종 정보 및 정찰 영상을 작전 지휘부에 제공하였다.

이 정보 중에는 13개의 대공 미사일 기지, 50개의 대공미사일(SAM)기지와 300여개의 대공미사일 트레일러와 이라크 보유 탱크의 전력의 40%인 300 여대의 탱크 기동 등 이라크 작전시 중요정보의 60%를 글로벌 호크가 제공하였다.

기체에 장치된 고성능 수퍼 컴퓨터의 가동으로 광대한 영역에 대한 주 야간은 물론이고, 구름이나 조류등 장애물을 고려한 고해상도 정찰 영상의 촬영이 가능하고, 합성개구레이다(SAR), 지상표적 이동 지시기(GMTI), 전자광학(EO) 또는 적외선(IR) 센서를 각각 개별 또는 협동하여 최적으로 운용하며, 신호를 합동으로 처리 분석함으로서 신호의 신뢰성이 획기적으로 증가하게 되었다.

글로벌 호크의 장기체공시간은 최장 36시간에 이르며 40,000 평방 해리(미국의 일리노이주의 넓이)에 달하는 지역에 대한 실시간 정찰이 가능하다.

이러한 성능은 탁월한 지상 통제 장비들의 성능에 기인한다.

이러한 지상 장비는 24시간내에 완전 이동 및 재설치가 가능하도록 설계되어 있고 위성과 글로벌 호크 자신의 중계 기능을 통하여 광범위한 지역에서 분리해서 시스템을 통제 및 조정할수 있다.

또한, 2001년 4월22일부터 미국의 캘리포니아 에드워드 공군기지에서 호주의 에딘버그 공군기지 까지22시간 동안13,840 Km를 비행하여 무인기의 최장거리 비행기록을 수립한 바있다.

그로벌 호크는 원거리에서 임무를 지정하고 데이터의 송수신이 가능하며, 지상발진 및 회수가 가능하다.

자율적으로 이륙한 기체는 군사위성 및 상업위성으로부터 전장의 C2 정보를 수신하며 자신의 임무와 비행상황을 보고한다.

정찰 현장에 도착한 글로벌 호크는 위성 통신으로 전장(Theater)에 관한 정보를 받고 정찰한 C2 정보를 위성, 지상 통제선터와 주변의 비행체에 제공한후, 다음 임무에 관한 C2 정보를 수령한다.

지상 통제선터는 최대 3기의 무인기에 대한 통제가 가능하다.  

적용된 군사 기술

글로벌 호크의 비행과 작전 활동은 두개의 종합 운항관리 컴퓨터(Integrated Mission Management Computer, IMMC)에 의하여 통제된다.

관성항법 장치와 GPS가 결합된 운항 시스템은 링 레이져 자이로와 오차처리 및 정정 기능과 신속 위성 감지장치를 구비한 GPS 를 포함하고 있으며, 부수적으로 리튼 항법 장비를 탑재하고 있다.

레이돈(Raytheon) 사에서 제작한 종합감지 장비(Integrated Sensor Suit, ISS)는 합성개구 레이다, 전자광학(EO) 카메라와 최신 적외선(IR) 영상 장비를 포함하고 있다.

10인치 반사 망원경이 적외선과 전자 광학 카메라에 연계되어 있으며, 이 장치를 통하여 사방 2Km 넓이에 정밀도 20m의 영상 1,900 개를 수집하며 광역정찰시에는 사방 10 km로 확대하여 하루의 정찰구역 넓이가 40,000 평방 해리에 이른다.

합성개구 레이다(SAR)는 지상 이동 표적도 감지하며, 해상도가 광역 정찰은 3ft 이며, 스폿 영상은 1 ft에 이른다. 이러한 센서들은 20011년까지 성능이 50% 이상 개선되며, 신호정보(SIGINT)체계와 영상정보(ELINT) 체계가 개선될 것이다.

통신망은 광대역 위성통신망과 근거리 가시거리 데이터통신망을 운용한다. 글로벌 호크의 기체 상부에는 48인치의 Ku 밴드 광대역 위성 안테나가 설치되어 기체의 특이한 형상을 만들며 근거리 통신은 X 밴드와 UHF 밴드를 사용한다.

주위의 AWACS, JSTARS 와 초계 항공기로부터 위협정보를 제공받으며 비행 항로를 수정할 수 있으며, 그로발 호크의 자체 방어시스템은 레이다 경보장비(AN/ALR89), 전자방해 장치 및 ALE 50 디코이 등이 있다.

일반적인 대공미사일이나 지대공 미사일이 도달하기 어려운 60,00피트 이상을 비행하는것도 기체의 생존성에 중요한 역할을하고 있다.

비행체의 날개는 그래파이트 합성 소재로 제작 되었으며 동체는 알루미늄 합금으로 구성되어 있으며, 레이다와 적외선 신호반응이 최소가 되는 형상으로 기체가 설계되어 은밀성과 효율성이 조합된 설계 개념으로 제작되었다.

엔진은 롤스로이스 AE30007H 터보팬 엔진이며 방사열에 의한 신호를 줄이기 위해 꼬리 날개 사이에 설치되어 있다.

 미래의 기술 개발 및 발전 전망

1998년 최초의글로벌호크 RQ-4A가 최초 비행을 시작한 이래로 2006년 8월에 신형글로벌 호크의 신모델 인 RQ-4B가 생산되어 미 공군에 인도되었다.

초기 모델에 비해 날개 길이가 확장되고 탑재 중량이 50% 증가되어 1.5배의 전력생산이 가능하고 첨단 신호처리 및 통신장비가 보강되었다.

미래에 계획된 장비 개선 사업으로는 정보 처리 계통 개량사업(The Advanced Informa-tion Architecture, AIA), 고주파 판별장치(The High Band System Production Configuration Unit, HBSPCU), 항공 통신장비(CAN), 신호정보 처리장치(SIGINT), 항공영상 송신장치(ABIT), 다중영상 처리기, 합성개구레이다(SAR) 성능 개선등이 있다.

향후 글로벌 호크 사업은 2005년부터 2대가 해군의 전술 운용 실험에 착수하여 작전, 운용, 보급지원과 해병대와의 협동작전 운용등에 관하여 시범운용을 시작하며, 연안경비대의 마약과 국경감시 엄무에 기존의 감시 체계를 획기적으로 개선하기 위하여 글로벌 호크를 중심으로한 C4ISR 체계를 구성하는 계획을 시행 중이다.

외국과의 작전연계 및 판매사업으로 호주는 이미 초기 개발 단계부터 협조가 진행되어 왔으며, 독일 및 유럽 연합의 일부 국가들과 협상이 진행 중에 있다.

출처   http://kr.blog.yahoo.com/shinecommerce/20887

[멋진가슴털]

참여정부가 조금더 길었더라면 저놈도 우리 공군 소속이 됐을 텐데.... 아쉽다...

[밀터리광]

이대통령이....안들여온다고 해서....취소된거죠....

[장동건이당]

우리나라도 미국 처럼 2선 가능하게 ~

[나도총있다]

글이좀길어서스킵했는데무기도달수있남???

[삐삐]

나도총있다님.. 질문을 하실때는 존칭어를 써주시길 바랍니다... 글로벌 호크는 무기를 장착 하지 않습니다..