[무기체계] 각국의 무인전투기 개발동향 안보,군사

[혜천]

각국의 무인전투기 개발동향 안보,군사

2007/06/28 00:57

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각국의 무인전투기 개발동향

   단순한 정찰 및 감시 임무로부터 무장 공격을 할 수 있는 무인기의 기술적 도약은 유인 군용기를 제작하여 운용해 오던 군으로서는 혁신적인 변화에 틀림없으며, 현재도 무인기는 지속적인 개발을 통하여 끈임없는 발전과 변화를 거듭하고 있다. 라이트 형제가 항공기를 개발한 후 100년간 동력에 의한 비행이 계속적으로 이루어졌으며, 그 이후의 군용기 역사도 항공우주분야에서 가장 새롭고 그리고 최대로 관심있는 분야의 하나로서 계속적인 연구개발과 개량을 통하여 새로워지고 있다.

그림 1. Predator 무인기 미사일 발사

  기술의 대혁신을 이루는 무인전투기(UCAV: Unmanned Combat Air Vehicle) 개발은 전투기와 같은 항공기를 초기에 개발할 때와 거의 비슷한 단계로 계속 발전해 나가고 있다. 유인기는 정찰기 조종사가 적 지역에서 열린 조종석밖으로 수류탄을 투하한 초기 단계에서 다양한 현대 전투기로 발전하기까지 오늘날의 각종 항공기는 계속해서 공중 활동범위를 확장해 나가고 있다. 한편 무인기는 기본적으로 정찰 및 감시목적으로 설계된 General Atomic사의 RQ-1 Predator가 그동안 정찰 및 감시임무만을 수행해 오다가 처음으로 AGM-114 Hellfire 미사일을 장착하여 성공적인 발사를 함으로써 새로운 능력과 함께 무인전투기의 발전 가능성을 확인시켜 주었다.

  2001년 후반 아프간 전쟁의 Enduring Freedom 작전에서 미국 중앙정보부에 의해 처음 무장시험이 이루어진 Predator는 무인전투기로서의 가능성을 입증한 바 있으며, 더욱이 금번 예멘에서 다수의 알카에다 지휘관들을 수송하던 차량을 확인하여 한발의 Hellfire 미사일을 발사하여 폭파시킨 작전은 다시 한번 무인전투기의 개발 가능성을 보여줄 수 있었다.

   Predator에서 확인된 전송자료를 기초로 이루어진 Predator 통제사와 미국 지휘부서간의 교전승인은 순간적으로 이루어졌으며, 그 이후 교전명령에 따라 Predator는 다른 정보와는 관계없이 단독으로 미사일 공격을 실시하였다. 이러한 순식간에 교전이 이루어질 수 있는 테러리즘에 대한 전쟁은 현대식 공중전투의 한 단면이라고 할 수 있다.

  미 공군은 무인전투기 개발과 관련하여 그 분야를 선도하고 있다. 그들은 RQ-1 Predator를 정찰 및 감시임무에서 최초로 제한된 미사일을 발사할 수 있는 활동적인 무장된 무인기로 개량할 뿐만 아니라, 좀 더 크고 강력한 형태의, 적재중량도 두배 가까이 늘인 700kg으로, Hellfire 미사일을 14발 적재할 수 있고 JDAM 위성유도 스마트폭탄을 무장할 수 있는 MQ-9B Predator B로 계속적인 성능개량을 실시하여 2004년에 실전배치가 가능하도록 앞서 나가고 있다.

그림 2. Predator B 무인기

  더 나아가 미 공군은 무인전투기의 최초 시도로서 DARPA와 Boeing사와 함께 2008년 이전에 A-45 무인전투기를 야전에 배치할 수 있게 X-45 무인전투기 시범계획을 추진하고 있으며, 이미 첫 번째 제작한 시범기는 2002년 5월 22일에, 두 번째 제작한 시범기는 2002년 11월 21일에 첫 비행을 실시한 바 있다.

그림 3. X-45A 무인전투기 첫비행  

   한편 미 육군은 같은 시기에 무인전투 회전익기를 야전에 배치하려고 하며, 미 해군은 2015년까지 항모에서 함상용 무인전투기 운용을 추진하고 있다. 2002년 10월 말, 미 국방부 무인기 계획요원은 영국에서 개최된 무인전투기 토론회에서 미국은 2001년과 2002년 사이에 미국의 무인기/무인전투기 계획을 위한 예산을 배로 증가시켰고, 다시 2002년과 2005년 사이에 배로 증가할 것이며, 2007년까지 다시 세배가 될 것으로 전망하였다.  

  무인전투기 임무의 최초 고려사항은 적전선 후방 깊숙이 위치한 매우 중요한 견고하게 방어되고 있는 표적에 대하여 기 계획 공격으로 사전에 무력화시킬 수 있는 전력이 필요했기 때문이었다. 즉 조종사가 탑승한 고가의 정교한 전투기의 손실보다 상대적으로 낮은 가격의 무인기의 손실이 유리하다는 정책적인 판단에서 시작되었다.  

   더욱이 기계획된 전쟁초기에 필요한 적 방공망 제압(SEAD: Suppression of Enermy Air Defences) 임무가 A-45 무인전투기를 위해 더욱 적절한 최초 임무라고 판단하였다. 그러나 최근 지난 몇 개월에 걸쳐 이러한 개념이 변화되고 있는데, 그것은 이미 F-16CJ 유인전투기가 적 방공망 제압임무를 수행하는데 아무런 문제가 없기 때문에 무인전투기는 적 방공망 제압임무 중 전자전 공격임무를 Lockheed Martin사의 F/A-22 Raptor와 F-35 JSF와 같은 새로운 유인항공기와 임무를 분배하여 수행하는 것이 더욱 실행 가능한 첫 임무가 될 수도 있다고 미 공군은 지적하고 있다.

   그러나 2002년 5월과 11월에 시험 비행한 X-45A는 이미 무인전투기로서의 비행능력이 입증되었으며, 앞으로의 시험은 두 대의 X-45A와 시험보조용 훈련기와 함께 전장상황에 적절하게 계획된 무인전투기의 능력을 공동으로 5년동안 시험할 예정이다. 이후에 적 방공망 제압임무이거나 전자전 공격임무 등 A-45에 적절한 운용개념에 따라 해당임무를 수행토록 할 예정이다.  

   또한 X-45A의 개량형으로 야전에 배치할 X-45B형 개발을 위해 개념을 설정하고 있는데 B형은 A형에 비해 40% 더 크고 개량된 항공전자장비와 저 탐지 형상으로 무장창이 좀더 크고 운용시스템은 거의 같은 공통성을 갖게 될 것으로 예상하고 있다.

그림 4. X-45B 무인전투기 설계도

   X-45B의 최대이륙 중량은 최초 21,400파운드에서 25,000파운드로 증가하였다. 개발을 추진하고 있는 Lockheed Martin Skunk Works사의 개념은 Boeing사의 무인항공기 모델에 비하여 순항미사일에 더욱 근접하고 있다고 하며, 일부 견해로서 무인전투기는 F/A-22 또는 F-35와 같은 항공기의 무장 장착대에 장착하여 필요위치에서 발사하고 프랑스가 채택하고 있는 개념인 조종석에서 조종할 수 있는 방안도 가능하다고 주장하고 있다.

   X-45B는 개발후 단계적인 개량을 2내지 3년마다 지속적으로 추진할 예정인데 우선 블록 10형을 야전에 배치하여 기본적인 전자전과 적 방공망 제압임무를 수행토록 할 것이며, 블록 20/30형은 전술 전자방해는 물론 컴퓨터와 네트워크 공격의 정보전을 포함하는 전반적인 전자전 공격임무와 정밀/전천후 공격임무를 수행할 수 있는 완전한 적 방공망 제압임무 능력을 더욱 발전시켜야 한다.

   또한 블록 30형은 우선적으로 적 전자장비 점화시스템을 정지시키는 능력의 고성능의 극초단파를 다중으로 발사할 수 있는 직접 에너지 공격 능력을 갖게 될 것이다. 직접 에너지 공격능력은 처음단계에 F-35 JSF가 고성능 무장으로 채택할 것으로 예상하지만 블록 30형도 반도체를 이용한 레이저와 함께 장착할 수 있는 계획을 추진하게 될 것이다.

   한편 무인전투기는 정교하게 개발하면 할수록 개발 비용은 상승할 수밖에 없다. 현재 한정된 국방예산 환경에서 무인전투기로 최초 개발하게 된 동기는 비행체에 조종사가 탑승하지 않고 공격이 가능한 저렴한 비용이 소요되는 무인항공기 개발을 우선 고려했기 때문이다. 그러나 무인전투기의 다른 이점은 오랜시간 동안 공중에서 대기하면서 탑재한 소프트웨어와 센서에 따라 위험하거나, 불리한 상태나 또는 복잡한 상태에서도 임무를 수행할 수 있는 능력이다.

  미 해군의 무인전투기 개념은 미 공군과 명백하게 다르다. 미 해군의 항공시스템 사령부에 따르면 무인전투기(UCAV-N)는 우선적으로 정보, 감시 그리고 정찰(ISR: Intelligence, Surveillance and Reconnaissance) 임무를 기본으로 하면서 신속하게 전투임무로 전환할 수 있는 무인전투기의 개발을 기대하고 있으며, 실제 함정에 배치되면 일단은 다중임무를 수행할 수 있는 능력을 보유해야 함을 강조하고 있다.  

  미 해군과 DARPA가 추진하고 있는 해군의 무인전투기 계획은 현재 Boeing사의 X-46과 Northrop Grumman사의 X-47 시험시범기가 경쟁하고 있는데 시범기의 시험초점은 무인전투기가 항모에서 안전하게 운용할 수 있는 능력을 확인하는 것이다. 이들은 대형기이기 때문에 항모에서의 운용능력을 보장하지 못하면 많은 손상을 입을 수 있다. 추가하여 미 해군은 4대의 Ohio급 탄도미사일 잠수함으로부터 이륙하고 귀환할 수 있는 공대지 전투운용 능력을 보유하는 ISR 무인전투기의 가능성을 시험할 예정이다.

그림 5. X-46 무인전투기

그림 6. X-47 무인전투기

   미국은 25년 간의 장기계획에 의해 모든 무인기와 무인전투기 개발을 광범위하게 추진하면서 일부 무인기는 성공적으로 개발하였고 일부는 진행중에 있다. 그러나  특히 무인전투기 개발에 많은 도전이 따르고 있다. 첫째는 기술문제로서 무인전투기가 전쟁시작 단계에서 적 방공망과 중요표적을 효율적으로 공격하여 무력화할 수 있게 관련된 센서와 소프트웨어의 첨단기술과 다른 고려사항은 스텔스로서 어떠한 상황 하에서도 지속적으로 저피탐 상태를 유지할 수 있는 기술을 확보하는 것이다. 그 이외에 항공교통 관리와 관련하여 타 비행체와 조우시에 어떻게 발견하고 회피해야 하는 문제를 해결해야 할 것이다.    무인전투기에 적절한 무장을 탑재하는 것도 상당한 관심사항이다. 100∼250파운드 GPS 유도 소구경 폭탄을 무인전투기의 매우 작은 폭탄창에 탑재하여 목표에 투하할 때에 500∼2,000파운드 JDAM 계열형의 폭탄을 장착한 유인기에 비하여 상대적으로 같은 피해효과를 가져오지 못한다는 것이 중요한 문제가 된다.

   실제 유인기에서 투하하는 500파운드 JDAM 폭탄과 동일한 살상 확률을 얻기 위해 4발의 소구경 폭탄을 탑재하는 무인전투기가 필요하다면 실제 무인전투기의 효과는 반감될 것이다. 왜냐하면 폭탄탑재나 탑재량에서 유인기에 비해 무인전투기가 상대적으로 취약하므로 경쟁이 되지 않기 때문이다. 그러나 조종사가 탑승하지 않는 이점과 개발 및 제작에 저렴한 비용, 저피탐 이점 등 몇 가지와 정책적인 목적에 의해 개발하고 있기 때문에 앞으로 유인기에 대비하는 확실한 획득전략이 필요할 것이다. 그럼에도 불구하고 미 공군은 이미 무인전투기에 18억 달러를 투자하고 있다.  

   한편 무인전투기 개발 추진예산은 이미 확보되어 있어 관련된 개발업체들은 많은 관심을 갖고 참여하고 있다. General Atomics사가 Predator A와 B의 무장형을 개발하면서 무인전투기 개발의 상당한 위치를 차지하는 동안에 Boeing과 Northrop Grumman사는 무인전투기 개발분야에 참여할 Lockheed Martin사와 함께 무인전투기 전력분야에서 현재 우세를 점유할 것으로 예상하고 있다.  

   Raytheon사는 특히 AESA(Advanced Electronically Scanned Array) 레이더 기술을 공급하는 센서와 시스템 통합분야에서 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 있다. AESA 레이더는 단일 안테나에 의해 무선주파수 데이터를 송·수신하면서 전파도 방해하며, 경량이면서 높은 신뢰성으로 무인전투기 전력을 크게 향상시킬 것으로 예상하고 있다.   

   Rolls-Royce와 Honeywell사는 무인전투기 추진기관의 요구성능에 따라 재고 엔진이나 전용으로 설계하는 방안을 선택한 후 무인전투기 형태에 따라 하부시스템을 담당하는 업체들을 결합하여 공동으로 추진하고 있다. 한편 무인전투기 분야가 대부분 새로운 시장으로 많은 항공우주사들이 관심을 갖는 분야가 될 수밖에 없다.

   한편 유럽의 항공우주사들은 무인전투기 분야에서 미국과의 기술적 차이를 줄이기 위해 온갖 노력을 기울이고 있다. 특히 Rafale을 개발한 프랑스의 Dassault 항공사는 'Duc' 계열형 무인시범기를 개발하고 있다. 이들은 육군 탐색임무를 위한 전술무인기(TUAV: Tactical UAV), 무인정찰기(URAV: Unmanned Reconnaissance Air Vehicles)를 포함하여 Northrop Grumman사의 RQ-4 Global Hawk에 의해 수행하는 현재의 장거리 항속, 고고도 감시 임무를 확대하여 운용 가능한 유럽식 무인기 개발능력을 갖춘 무인전투기를 최종적으로 개발하게 될 예정이다.  

   Dassault사는 Aeronef de Validation Experimentale(AVE)로 알려진 'Petit Duc' 시범기를 2000년 7월에 처음으로 비행하였으며, 현재 Sagem사와 공동으로 'Moyen Duc'로 부르는 다중목적 전술 무인시범기 계획을 강력하게 추진하고 있다. 다음단계는 유럽국가들의 공동계획하에 'Grande Duc'로 부르는 완전한 성능의 무인전투기를 2007년경에 착수할 예정이며, 아마도 유럽에서 다음 10년초에 무인전투기 계획을 선도하게 될 것으로 기대하고 있다. 현재 프랑스 공군계획에 의해 무인 전투시범기는 복좌 Rafale 조종석에서 조종하는 방안을 채택할 것으로 예상되고 있다.  

   다른 유럽 우주항공사들도 각 국가별로 제한된 연구개발 및 획득예산 범위를 고려하여 치열한 경쟁을 하게 될 것이다. 독일 Ottobrunn에 위치한 EADS의 군용기부문은 최근에 무인전투기 개발계획을 강력하게 추진할 뜻을 발표하였으며,(Jane's Defence Weekly 9 Oct. '02) 추진방안으로 자체예산이나, 공동개발사를 선정하여 함께 추진하거나 또는 프랑스, 독일, 이태리, 스페인, 스웨덴 그리고 영국에 의해 2001년에 착수한 무인정찰기나 무인전투 시범기 개발을 추진할 통합 유럽 기술획득 계획(ETAP: European Technology Acquisition Programme)을 활용하는 세 가지 방안 중의 하나를 선택하여 2006년경에 무인기 시범계획을 추진하게 될 예정이다.

  

그림 7. EADS사 설계개념도

   독일은 무인기와 관련된 기술을 개발하기 위하여 크게 관심을 가지고 있으나 개발을 책임지고 있는 EADS사는 무인기 개발기술의 일부 부족을 인정하고 있다. 이에 EADS사는 공동계획으로 스웨덴의 Saab사와 협력하여 부족한 기술을 보강할 예정이다. 놀라운 일로서 Saab 항공사는 2년전에 무인기 개념을 밝힌 후 스웨덴의 SHARC(Swedish Highly Advanced Research Configuration) 계획에 의해 설계한 50kg 중량의 URAV/UCAV 소형 시범기를 2002년 2월에 처음으로 이미 비행했다고 2002년 7월에 발표하였다. 실물크기의 SHARC 시범기는 5,000kg 정도의 중량이며,  상당한 기술을 적용한 무장시스템과 센서를 탑재한 것이 특색을 이루고 있다.

   영국의 무인전투기 개발계획은 영국 공군의 Tornado GR4 공격기를 대체하기 위하여 여러 방향으로 검토되고 있는 미래 공격항공 시스템(FOAS: Future Offensive Air System)과 밀접하게 관련되어 있다. 미래공격 항공시스템은 유럽전투기 Typhoon과 미국의 F-35 유인항공기와의 전력혼합(force mix)을 고려하고 있으며, 이러한 시스템에는 틀림없이 무인전투기도 포함될 것으로 예상하고 있다.

그림 8. SHARC 무인전투기. (스웨덴 Saab사)

   이들 계획은 점진적으로 15년 정도의 시간을 가지고 적절한 전력혼합들의 주요 구성시스템을 선정하고 개발해야 하기 때문에 아직까지 세부적인 계획이나 전력요소의 방향 등이 결정되지 않은 상태에 있다. 그러나 확실한 전망은 영국의 FOAS 계획에 적 방공망 제압임무(SEAD)가 포함되기 때문에 어떠한 방식이든 간에 무인전투기가 선택될 것이 분명해 지고 있다.

   무인전투기에 대한 위협은 표적지역에 진입할 때에 E-8C와 같은 정보 및 감시장비에 의한 통합감시와 표적공격 레이더 시스템, 공중 원거리 레이더 및 공중 경고와 통제시스템으로 대부분 방어할 수는 있겠으나 무인전투기는 스스로 그러한 위협을 제거하면서 표적을 탐색하고 공격할 수 있는 능력을 가져야 한다.

   FOAS을 위한 영국의 무인전투기 선택방안은 부분적으로 유럽에서 개발한 것이나, 독자적으로 개발하는 것이나 또는 미국에서 개발한 무인기 시스템중에서 선택되겠지만 아직까지 무인전투기 획득을 공식적으로 결정하기 전에 해결해야할 사항들이 있다. 우선적으로 고려할 사항은 전체적인 수명주기 비용이 문제가 될 것으로 보고 있다. 그러나 현재로서는 FOAS의 전력혼합 구성 방향중에 무인전투기와 관련한 추진방안이나 또는 구매하더라도 결정할 주요기준이 결정되지 않았기 때문에 무인전투기에 대한 논의는 아직은 빠른 것 같다. 2004년초에 시작되는 FOAS 평가단계에서 특별히 전력혼합에 따른 무인전투기 전력에 대해 상당히 심층적으로 다루어 질 것이며, 전체적인 수명주기 비용 문제는 평가단계가 종료되는 2010년까지 영국 국방부가 결정하게 될 것으로 예상하고 있다. 그 전에 대서양의 양측 군과 업체들은 FOAS에 혼합전력인 무인전투기를 신뢰하지 않는 많은 회의론자들을 설득하여 필요한 무인전투기의 형태가 가능한 합의될 수 있는 방향으로 선도해 나가야 할 것이다.

<youngchun@add.re.kr>

(www.jdw.janes.com, 2003. 1. 08