라팔의 재원

[이종각]

라팔의 제원
기 폭 : 10.80m
날개 표면적 : 45.7㎡
기 장 : 15.27m
기 고 : 5.34m

중 량 : 10톤
최대 이륙 중량 : 24.500kg
내부 연료 : 4500kg
외부 연료 : 7500kg
최대 외부 장착 중량 : 9500kg


외부 장착점 : 14개소(이 중 5곳은 무장 및 외부 연료 탑재용)
하중 비율 (Glimit) : +9g/-3.2g
최대 속도 : 마하 2.0
접근속도 : 120노트
저고도 침투 속도 : 1390km/시
착륙 거리 : 450m
상승율 : >1000피트/초
작전 고도 : 55000피트
전투 행동 반경 (저고도) : 1093km
전투 행동 반경 (고고도) : 1852km
전투 초계 시간 : 3시간


라팔의 화력

전투기의 생명은 공격력에 있다. 라팔의 순항 시스템과 사격 시스템은 공격력을 극대화 하는데 초점이 맞추어져 있다. 현재 라팔이 탑재한 무기 체계는 세계에서 가장 앞선 최첨단 시스템이다. 14 곳에 달하는 외부 무기 장착점에 8 톤 이상의 무기를 장착할 수 있다. 이를 통해 라팔은 다양한 무장을 탑재할 수 있고 목표물의 종류, 작전 개념, 작전 반경 등에 따라 다양한 임무를 동시에 수행할 수 있는 다목적 전투기로 활용할 수 있다.

공대공, 공대지, 공대함 등 모든 작전 요구에 응할 수 있는 다양한 미사일 탑재는 다목적 전투기 라팔 무장 체제의 가장 큰 특징이다. 별도로 지상에 내려와 무기 시스템을 바꿀 필요가 없는 것이다. 또한 임무 완수시 지상에 내려와 재무장을 할 때에도 재출동 시간까지 소요 시간은 현 전투기 중 가장 빠른 15분에 지나지 않는다. 그만큼 출격 횟수를 늘일 수 있는 것이다. 라팔 한대가 미라주 3 대의 기능을 수행할 수 있다는 말은 이런 근거에서 나온 말이다. 이로 인해 향후 프랑스 공군의 편대 편성이나 전투 비행단 편성은 체제가 바뀌게 된다.

미카 미사일은 중단거리 공대공 요격 미사일이다. 자체 유도 시스템을 갖추고 있고 첨단 레이다 RBE-2와 군사 광학 시스템인 OSF의 통합 화력 통제로 다중 목표물을 동시에 타격할 수 있다. 미카 미사일은 현재 사용중인 매직 미사일을 대체할 차세대 미사일로 기체 생존율을 놀라울 정도로 향상시켰다. 수년간의 연구 끝에 결실을 보게 된 미카 미사일은 기존에 사용된 모든 공대공 미사일이 보유하고 있는 성능을 통합한 최고 성능의 미사일이다.

지난 수 십년 간 전투기와 미사일 간의 싸움은 엄청난 발전을 거듭해 왔다. 눈부신 기술 발전에 힘입어 재래식 위험은 이미 사라진 지 오래이다. 70년대에 개발된 3 가지 모델, 즉 전자기 유도식 중거리 미사일, 적외선 근거리 미사일, 기관포 등은 이제는 더 이상 언급조차 되지 않을 정도이다.

최근의 개발 동향은 " Fire and Forget " 개념에 입각해 전투 조종사가 미사일 발사에 있어 완전한 자유를 누릴 수 있도록 하는 능동형 미사일과 이미 매직 II magic II 미사일에 적용된 바 있는 적외선을 이용한 전방위 타격 미사일이다. 특히 방해 전파나 유사 목표물 등을 회피하며 자동 항법 장치에 의해 원거리 타격을 가능하게 한 기술 진보가 가장 눈에 띄는 부분이다.

이러한 화력 부분의 기술 진보는 엔진 추진력과 조종술 측면에서 거둔 진보에 힘입어 가능했고 현재 가공할 미사일이 생산되고있다. 또한 전자 탐지 장비 측면에서 거둔 기술 진보를 통해 적기에 대한 정보 분석과 다중 목표물 타격이 가능해짐으로써 정찰 임무 수행, 전투, 지상 폭격 및 적의 미사일 발사 식별 임무 등을 동시에 수행할 수 있는 다목적 전투기가 탄생되기에 이르렀다.


현대 공중전의 목표는 더 이상 제공권 확보에 있지 않다. 다시 말해 첨단 장비를 갖춘 다수의 전투기가 편대를 이루어 공중 조기 경보 및 대 지대공 미사일 방어 장비를 갖추고 임무를 수행할 때 문제가 되는 것은 하늘에 떠 있는 전투 편대 전체인 것이다. 이런 시각에서 보면 전투시 가장 우려되는 것은 영어로 '오버킬'overkill이라 불리는 아군기에 의한 아군기 피습이다. 통제되지 못한 화력은 그 자체로 하나의 무서운 적이 되는 것이다. 따라서 먼저 발견하고 선제 공격을 하는 것만이 공중전의 승리를 보장하는 것이 아니다. 먼저 보는 것이 중요한 것이 아니라 전체를 볼 수 있어야 하며 목표를 정확히 인식하고 확실한 사격을 해야 하며 동시에 예상되는 반격으로부터 벗어나야 한다.

라팔에 장착된 미카 공대공 미사일은 탐지, 식별, 적 공격 감지 및 분석, 다중 목표물 공격 등이 통합된 시스템에 의해 현대 공중전이 요구하는 모든 요소를 두루 갖추고 있는 미사일이다. 하지만 미사일의 크기는 상대적으로 작다. 라팔은 미사일의 이러한 경량화를 통해 미카 미사일을 최대 10 기까지 장착할 수 있다. 작은 크기에도 불구하고 미카 미사일은 특수한 항공역학적 외형, 강력한 추진력, 제트 분사 조종 등의 첨단 기술 덕분에 상당한 거리를 비행할 수 있으며 현재 운용되는 어떤 미사일보다도 우월한 공격력을 갖추고 있다. 작은 크기와 짧은 추진 시간 등으로 인해 미카 미사일은 추적이 거의 불가능한 미사일이기도 하다. 미카 미사일은 근접전 뿐만 아니라 원거리 요격용으로도 활용된다. 미카 미사일에는 전자기 자동 항법 장치인 '도플러 액티프'doppler actif(이 장치는 한 대의 완벽한 레이다이다)가 탑재되거나 혹은 센서와 유사 목표물 회피 분야에서 거둔 최첨단 기술이 적용된 적외선 자동 방향 조정 장치가 탑재된다. 미카 미사일은 자동 항법 장치가 목표물을 찾아 명중시킬 때까지 관성력을 자체 생산하는 장치를 탑재하고 있음으로 해서 발사 후 별도의 조정이 불필요하다. 헬맷에 장착된 톱사이트 장치를 통해 조종사는 계기판의 탐지 장치들을 활용하지 않고서도 RBE-2 레이다나 OSF의 탐지 영역을 벗어나있는 목표물을 미카 미사일로 공격할 수 있다.

라팔의 공대공 작전에 맞추어 설계된 미카 미사일은 근접전 및 원거리 전투에서 자체 방어 시스템으로써 활용될 수 있기 때문에 공대지 작전임무를 수행할 때 장착되는 현 매직 II 미사일을 대체하게 된다. 전자기 자동 항법 장치를 탑재한 미카 미사일은 이미 미라주 2000-5 기와 함재기 시리즈인 라팔 M에 탑재되어 그 성능을 입증 받은 바 있다. 적외선 장치를 탑재한 미카 미사일 역시 제작이 완료되어 이미 성능 실험을 마친 상태이다. 이로 인해 다목적 전투기인 라팔의 무장 체제는 다목적 전투기에 걸맞는 체제를 갖추게 되었다.

미래형 모듈식 공대공 및 공대지 미사일로 라팔이 보유한 다목적 성능의 한 축을 이루는 미사일이다. 오늘날 국제 분규는 전면전 대신 국지전이 대세를 이루고 있다. 이런 상황은 국방 예산의 삭감을 불러오고 있고 따라서 전면전을 대비해 개발된 무기 체제에도 많은 변화가 초래되고있다. 하지만 모든 국제 분규는 전면전으로 확산될 가능성을 갖고있고 국방은 최악의 상황을 대비해야만 한다. 이러한 상반된 국방 요구를 충족시키기 위해 저렴한 조립식 공대지 미사일 개발이 추진되었다. 이를 AASM(Arme air-sol modulaire)라고 부른다. 정밀 타격은 물론이고 모듈화 된 시스템으로 인해 추가 무장이 가능한 미사일이 개발되고 있는 것이다

전투기의 존재 이유는 목표물을 파괴하는데 있다. 그러나 이 자명한 사실은 실제 작전 상황에서는 제대로 구현되지 못하는 경우가 많다. 가공할 화력을 갖고있는 전투기를 이용한 원거리 유도 폭격이야말로 적의 목표물을 타격하는 가장 좋은 방법임에는 틀림없다. 이 사실은 걸프전을 통해 여실히 증명되었다.
하지만 걸프전은 동시에 지상 공격의 개념에 커다란 변화가 일고있음을 일러주는 전쟁이기도 했다. 전략적 가치가 있는 목표물일수록 적군은 철저한 방호를 하게 되고 그럴수록 이를 파괴하기 위해서는 엄청난 대가를 치러야 한다. 각종 대공 무기들, 요격 시스템, 일반화 된 전자전, 전술 통제와 조기 경보 체제 등등 칼과 방패의 싸움은 이전에 볼 수 없었던 전혀 새로운 양상을 띠게 되었다.
오늘날 전투기는 강력한 자체 방어 능력이 없는 한 엄청난 위험을 무릅쓰지 않고서는 공격 목표물에 접근할 수가 없게 되었다. 이런 상황에서 유일한 대안으로 떠오른 것이 바로 적의 대공 방어망 밖에서 공격을 하는 방식인 "스탠드 오프stand-off "폭격 방식이다. 라팔은 핵탄두 탑재형을 비롯한 다양한 형태의 스탠드 오프 Stand-off 장거리 미사일을 장착할 수 있다

라팔은 분당 2500발 이상의 속사 능력을 보유한 30mm 데파 기관포를 내장하고 있다. 이 기관포 역시 레이다 장치로 자동 통제된다.


라팔의 레이더

라팔에 장착된 레이다 RBE-2는 수직 및 수평 탐색이 가능한 유럽 최초의 레이다이다. RBE-2를 장착함으로써 다중 목표물에 대한 동시 공격, 실시간 지형 탐색, 전자기 탐색장치에 의한 고선명 지도 작성 등이 가능해졌다

RBE-2 레이다는 탈레스사의 제품이다. 이미 미라주 2000 DA에 장착되어 공대공 상황에서 탁월한 성능을 보인 바 있는 RDI 레이다와 역시 미라주 2000 N과 미라주 2000 D에 장착되어 성능을 발휘한 지형 인식 레이다 앙티폴 Antipole 시스템이 통합, 개선되어 라팔에 장착된 것이다. 특히 획기적으로 향상된 정보 처리 능력과 조화를 이룬 전자식 탐조 장치는 라팔의 다목적 무장 체제를 완벽하게 지원하고 있다. RBE-2 레이다는 목표물과 환경을 가리지 않고 완벽한 탐색 기능을 수행한다.

적 항공기는 물론이고 미사일도 탐지해 내며 지상과 해상의 고정 및 이동 목표물과 엄폐물까지 모두 탐지해낸다. 또한 RBE-2 레이다는 전자 탐조, 적군의 방해 전파 등 주위 환경 변화에 신속하게 적응하는 특징을 갖고있다.

RBE-2는 상향, 하향 및 원근 모드를 포함한 가능한 모든 탐조 방식을 동원해 원거리에 있는 수십개의 목표물들을 자동 탐색 추적할 수 있다. 레이다의 탁월한 추적 성능은 정확한 목표물의 좌표를 제공하고 이는 곧바로 미카 미사일 발사 시스템으로 이어진다.
전자 탐조 방식은 탐색 영역과 목표물 사이의 관계를 최적화해 조종사들로 하여금 언제 있을지 모르는 적의 공격을 계속 탐색하면서 동시에 추적된 목표물을 타격할 수 있도록 한다. 이런 기능은 이미 미카 미사일 내에 장착된 이른바 " fire and forget" 시스템으로 불리는 장치 및 원거리 탐색 장치와 같은 다른 탐색 장치들과 연계되어 다중 목표물 동시 타격을 핵심으로 하는 라팔 화력 통제 시스템을 구성하게 된다.

공대지 공격 시 RBE-2 레이더는 어떤 기후 조건에서도 초저고도 지형 탐색 결과를 담고있는 수직 이동 지도에 실시간으로 정보를 제공한다.
이 기능은 기체 조종 시스템과도 연결되어있어 적의 미사일이 발사되었을 경우 조종사는 별도의 기체 조종 없이도 적의 미사일을 피하며 자신이 담당한 작전 임무를 수행할 수 있다.
RBE-2 레이더는 또한 작전 임무 수행시 예상치 못했던 적의 측면 미사일 공격을 탐지해 시스템에 정보를 전달해 준다. 뿐만 아니라 RBE-2 레이더는 관성유도/GPS 순항 시스템에 방향 조정 정보를 제공하고 어떤 기상 조건 하에서도 지상 공격 목표물을 정확히 지시해준다.
해상 목표물 타격시 RBE-2 레이더는 원거리에서 목표물의 종류와 규모 등을 탐지, 작전 상황을 분석해 미사일 발사를 결정한다. 함대공 방어 시스템에 구애받지 않고 발사되는 에그조세 미사일이 이에 해당한다. 결론적으로 RBE-2 레이더는 라팔에 탑재된 공대지 및 공대함 화력 전체를 통제하는 시스템인 것이다. 이 기능은 특히 육안으로 공격 목표물을 식별하기 어려운 원거리 공격이나 시야가 불량할 때 최고의 성능을 발휘한다.


기체에 영구 장착되어있는 RBE-2 레이더는 공대공 상황이나 공대함 상황의 정보들을 초당 처리할 수 있는 성능을 갖고 있어 라팔의 다목적 전투기로서의 위상을 가능케 한 핵심 장비이다.
즉 모든 미사일 정보가 입력되어있는 RBE-2 레이더 덕택에 라팔은 공대지, 공대공 및 공대함 미사일 등 모든 종류의 미사일을 탑재할 수 있는 다목적 전투기가 될 수 있었던 것이다.
RBE-2 레이더의 양산은 1997년에 시작되었다. 이미 미카 미사일 등의 시험 발사는 성공리에 종료되었다. 공대지 미사일 발사 및 지형 인식 실험도 무장 시스템의 작전 개념이 수립과 함께 수정 조절 되어 모든 실험이 완료된 상태이다.

89년 5월 : 개발 개시
91년 말 : RBE-2 레이더 제1시제품 완성
92년 7월 : 시험 비행기, 암호명 미스테르 기에 장착 최초 시험 비행
93년 7월 : 라팔 기에 장착 실험 비행
94년 8월 : 양산체제 돌입을 위한 설비 확충
95년 7월 : RBE-2 레이더의 최종 프로토타입이자 제 10호기 제작

라팔에 장착된 최첨단 장비 중에는 RBE-2 레이더 외에 OSF로 불리는 다중 목표물 탐색 레이다가 있다. 사격 통제 시스템에 내장된 이 레이다는 최신 계기판을 구성하는 핵심 요소 중 하나다.
작은 부피의 이 레이다는 조종석 전면 유리 화면 하단에 위치해있다. 이 레이다를 위해 전면 레이다와 시스템 보호 상자 사이에 80 리터 부피의 공간이 마련되어있다. 에너지를 방출하지 않는 이 특수 레이다는 어떤 장치에 의해서도 포착되지 않는 특성을 갖고있다. 반면 그 기능은 지금까지 개발된 모든 레이다 중에서 유일한 것일 뿐만 아니라 현재 그 어느 국가에서도 개발하지 못하고 있는 말 그대로 전무후무한 레이다이다. 현존하는 군사 광학 탐지기와는 달리 OSF는 단순히 이미지를 생성하는 장치가 아니다. 공대공 및 공대함 상황에서 발휘되는 성능을 보면 목표물을 탐지, 좌표화 할뿐만 아니라 목표물 제원 확인, 사격 정보 및 결과까지 분석한다. OSF는 공격만이 아니라 기체의 자체 방어에도 관계한다.
또한 적외선 탐지 성능 덕택에 OSF는 야간 비행시 정확한 항로를 지정해 준다. 결론적으로 말해, 라팔 무장 책임자인 C. 뷔르그의 말에 따르면, " OSF는 라팔 무장 체제와 다목적 전투 능력을 극대화 하는 핵심 장치이다 ". OSF의 또 다른 특징은 다른 탐지 장치와 마찬가지로 역시 운항 및 공격 시스템에 통합되어있어 작전 상황에 대한 분석과 화력 통제 시스템의 잠재 성능을 최적화하는데 있다

공대공 상황에서 OSF는 이차원 화면을 통해 공중 다중 목표물을 탐색, 인식 및 추적한다. 이 작업은 외부에 노출되지 않은 상태로 진행된다. 동일한 작업을 OSF는 레이저를 이용해 삼차원 화면에서 수행한다. 이 두 가지 기능 외에 OSF에는 공습 정보 분석, 사격 결과 분석 및 목표물 화면 탐색 같은 주요 기능이 부가되어있다. 하지만 무엇보다 OSF의 가장 중요한 특징은 스텔스 기능, 방해 전파 상황에서의 작전 기능, 광각의 시야 및 정밀한 패러미터 등에서 찾아야 할 것이다.
공대함 작전 상황에서도 OSF는 동일한 탐색 및 인식 성능을 발휘한다. 이미지 모드는 다중 목표물을 분석 추적하고 원격거리 측정 모드는 다중 목표물의 위치를 삼차원으로 표시해 준다.

OSF는 적외선 장치와 레이저 장치, 두 종류의 광학 장치로 구성되어있다. 두 장치는 모두 기체 외부 조종석 앞면에 위치해있다. 적외선 장치의 머리 부분은 원형이며 레이저 장치에는 TV 채널이 한 기 장착되어있다.
적외선 장치에는 감시 추적과 영상 표시 기능이 내장되어 있다 (이 두 기능은 영어로 각각 IRST와 FLIR로 불린다.) 레이저 TV 장치는 목표물 확인과 원격 거리 측정에 사용된다. 이 두 기능은 넓은 지역을 커버할 뿐 만 아니라 조종사가 원하는 시야를 선택할 수 있다. 원형인 적외선 장치 머리 부분은 렌즈 역할을 하며 평면인 레이저 화면은 이미지의 정확성을 기할 수 있도록 설계된 것이다. 이 두 장치는 모두 광학적 오류를 최소화하기 위해 항공역학에 맞추어 특수 제작된 유리 케이스에 의해 보호된다. 공대공, 공대지, 공대함 등 다양한 작전 모드는 전투기에 입력된 작전 명령이나 조종사의 의사에 따라 자동으로 통합 운영된다정보 처리는 비디오 이미지에 대한 기본 작업을 수행하는 데 필수적인 병렬처리 방식으로 설계되어있다

OSF는 탈레스 군사 광학팀(Thales optronique)과 사젬-사트(Sagem-SAT)이 공동 개발했다. 탈레스는 시스템 통합과 TV 채널을 담당했고 적외선과 정보 처리는 사젬-사트가 개발했다. 그 외의 주요 협력업체는 레이저 원격 거리 측정은 실라스(Cilas), 적외선 탐지 장치는 소프라디르(Sofradir), 적외선 탐지 장치의 냉각 장치는 크리오테크놀로지(Criotechnologies)사가 각각 담당했다.


라팔의 최고 생존율

라팔 프로그램을 위해 동원된 신기술은 이루 헤아릴 수 없을 정도로 많다．신소재 분야도 이 중 하나로 전체 기체 제작의 ３분의 2 정도가 첨단 소재 공학의 산물인 신소재로 제작되었다. 민첩성을 겨냥한 라팔기의 에어로 다이나믹 컨셉, 즉 항공 역학적 개념은 델타익，조종 가능한 수평 오리 날개，단일 미익(꼬리 날개)을 기본으로 한다. 동체 하단부에 자리 잡은 공기 흡입구에는 유동 장치 (dispositif mobile)가 없어 마하 1.8 이상의 초고속

비행시나 큰 받음각에서도 일정량의 공기를 안정적으로 엔진에 공급할 수 있다. 동체 역시 현대식 전투기에 요구되는 각종 조건을 충족시키고 있다. 차세대 전투기인 라팔기는 전 세대 전투기에 비해 성능, 적재량, 다목적 유용성, 제작 및 정비 편의성 등에서 월등한 차이를 보이고 있다. 이에 덧붙여 차세대 전투기답게 스텔스 기능까지 갖추고 있어 생존율이 크게 향상되었다. 이러한 라팔기의 특징들은 기체, 항공 역학적 외형, 구조 요소들, 전자기장과 적외선 반응을 줄이는 소재 등에서 역력히 드러난다. 특수 처리된 금속 소재들을 사용했기 때문에 라팔기는 IEMN(핵 전자기파 임펄스), 낙뢰, 강한 자장 등에서도 견딜 수 있다.

라팔기의 기체 제작에는 일반 항공기 제작에 광범위하게 쓰이는 전통적인 항공 소재들이 부분적으로 사용되었다. 알루미늄 합금재의 사용이 한 예이고 뿐만 아니라 강철(용접 및 비용접 강, 초 경도 스테인레스 스틸 강 등), 티타늄 및 티타늄 합금 등이 쓰이기도 했다. 하지만 이러한 강철재 소재들은 전적으로 프레임, 수직 연결 축 (종재 從材), 연결 부품 등 기체 내부 구조물 제작에만 사용되었다.

이 이외 라팔기의 다른 부분은 모두 신소재로 제작되었다. 복합 소재는 기체의 24%를 차지하고 있으며 스텔스 기능, 티탄 구조물인 SPFDB 구조물 (티탄 특수 플라스틱 및 살포 용접 성형 구조물), 알루미늄 구조물인 SPF (알루미늄 특수 플라스틱 성형) 등 표면의 70% 역시 복합소재로 되어있다.

소재면에서 거둔 이러한 기술적 성과는 항공 기술자들의 끊임없는 연구와 기술 축적의 결과이다. 신소재는 열 플라스틱 수지인 PEEK와 카본 화이버, 열 응고 에폭시 수지와 카본 화이버 두 가지로 대별된다. 이러한 복합 소재 사용으로 경감시킨 중량은 300 kg에 달한다. 중량을 줄이면서 동일 성능을 유지하기 위해서는 날개 표면적, 엔진, 연료 탱크 등에 걸쳐 항공기 자체를 재설계해야만 했다.
하지만 무엇보다 신소재 사용으로 가능했던 이러한 재설계는 이른바 " 눈덩이 효과 "로 인해 소재 자체의 사용으로 축소된 무게의 2-4배 정도의 무게를 줄이는 효과를 가져왔고 이로 인해 라팔기는 전체적으로 약 1 톤의 중량을 축소시킬 수 있었다. 이러한 중량 감소는 특히 해군용 라팔기인 라팔 M 시리즈의 경우 중요한 기술적 진보로 평가 받고있다. 함재기는 항공모함에 접근할 때 접근 속도를 최대한으로 줄여 항모 갑판에 설치된 제동장치가 요구하는 속도를 초과해서는 안되기 때문이다.
비행기의 접근 속도에 가장 큰 영향을 미치는 요소가 바로 비행기 무게인 것이다. 중량 감소와 접근 속도 축소 등은 함재기들의 작전 수행 능력과도 직결되는 중요한 문제이다.
복합 소재를 사용함으로써 금속 소재를 사용할 때보다 더 크고 강도가 뛰어난 대형 구조물을 제작하는 것이 가능해졌다. 샌드위치 식으로 접합하기도 하고 때론 복합 소재 자체가 더 강도가 세기도 하다. 이를 통해 부품 수를 줄임으로서 조립 과정에서 접합 및 고정 작업을 보다 단순화시킬 수 있게 된 것이다.

라팔기의 기체 제작에는 이제까지 개발된 모든 기술이 총동원 되었다. 라팔의 기체는 최첨단 기술의 집약물인 것이다. 따라서 기체 제작에는 새로운 방식들이 창안되어 사용되었다. 이는 라팔 시제기인 Rafale A 제작 때부터 요구되었던 사항이고 이후 4 대의 프로토타입을 제작할 때에도 매번 적용되었을 뿐 만 아니라 궁극적으로는 대량 생산 라인을 구축할 때에도 적용되었다.
따라서 복합 소재 측면에서는 물론이고 최종 생산라인에 이르기까지 각 부품과 구조물을 검사하기 위해 비파괴 검사 방법이 개발되어야만 했다. 초음파 검사법이 가장 자주 사용된 방법이었지만 그 이외 복합 소재 검사에는 적외선 온도 측정법, 간섭 광학 측정법 등이 고안되어 사용되었다. 비파괴 검사법은 생산 현장에서 지속적이고도 체계적으로 적용되었다.

이 모든 기술들은 기술이 적용되어 제작된 비행기들이 실전에 배치되어 유지 보수가 가능하고 나아가 유사시의 유지 보수 가능성까지 판명되어야만 적용될 수 있는 것들이다. 따라서 기체의 부위별 피해를 가정해 가며 복구하지 않아도 일정 시간 무방한 부위와 정비창을 찾지 않아도 보수가 가능한 부위를 선별하는 작업이 진행되었다. 이 작업은 최초의 기능을 복구하는데 필요한 보수 방법, 원칙 및 일관 점검 방법을 규정하는 작업으로 이어졌다. 이 결과는 한 권의 두툼한 정비 지침서로 출간되었고 이 지침서에는 기체 각 부위별로 이상시 점검요령과 보수 방법이 명시되어있다. 이 자료는 동시에 디지털화 되어 CD-ROM형태로 자료화 되어있다.

전투 비행은 다양한 종류의 위험에 직면하게 된다. 따라서 엄청난 비용이 소요되어 양성된 조종사 및 고가의 전투기를 보호하고 생존율을 극대화하기 위해 예상 가능한 모든 위험 요소들을 사전에 분석 대비하여야만 한다. 라팔에 장착된 자체 방어 시스템, 스펙트라 (SPECTRA)는 이런 목적에서 그간 축적된 경험과 노하우를 집약해 개발된 시스템이다. SPECTRA는 Systeme de protection et d'evitement des conduites de tir pour Rafale, 즉 "라팔 용 공격 회피 및 방어 시스템" 약자이다.

이 자체 방어 시스템은 탈레스, 다쏘 일렉트로닉, 마트라 데팡스 등 3개 전문사가 투입되어 각각이 보유한 기술과 노하우를 서로 교환 보충하면서 공동 개발했다.

선제 공격
스텔스 기능이 없는 경우 스텔스 기능이 있는 경우
- 다중 공격 목표물 탐색 - 선제 탐색
- 복수 미사일 발사 - 선 공격
- 성공 확률 50% - 성공 확률 100%

방 어
스텔스 기능이 없는 경우 스텔스 기능이 있는 경우
- 원거리 인식 및 추적 - 대공 레이다로 추적 불가능
- 사정권 분할 조정 - 항로 노출 회피
- 성공 확률 불확실 - 생존율 극대화


라팔의 조정석

육안으로 목표물을 확인하고 전투를 벌이는 경우 특수 제작된 " 톱사이트 " 헬맷을 착용한 라팔 조종사는 조준경이면서 동시에 디스플레이 장치이기도 한 헬맷 덕분에 절대 우위를 점하게 된다. 섹스탕 아비오니크 Sextant Avionique와 엥테르테크니크 Intertechnique가 공동으로 개발한 톱사이트 헬맷은 조종사로 하여금 적기보다 훨씬 신속하게 요격 작전에 돌입하게 해준다. 이는 광각의 헬맷 조준 장치를 통해 적기를 먼저 발견할 수 있기 때문에 가능하다. 선제 공격은 현대 공중전에 있어 승리의 관건이다. 라팔에 탑재될 목적으로 특수 제작된 톱사이트 헬맷은 전면 글래스 부위에 조종사가 필요로 하는 정보가 투사되도록 되어있다. 원리는 조종석 중앙 상단의 홀로그래픽 화면과 동일하다. 단지 차이점이 있다면 기체 좌표에서 헬맷 좌표로 혹은 그 역 방향으로 이동하기 위해 조종사의 머리 움직임을 추적해야 한다는 점이다.
톱사이트 헬맷을 착용한 라팔 조종사는 기수를 적기 방향으로 돌릴 필요없이 단지 고개만 돌림으로써 사용해야 할 무기에 대한 정보를 얻을 수 있고 신속한 전투 자세를 취할 수 있다. 이 기능은 날로 정밀해 가는 공대공 미사일로 인해 그 어느 때보다 선제 공격의 중요성이 커진 현대 공중전에 있어 절대적 우위를 확보해 준다. 각종 탐지 장비들이 탐지해 낸 다중 목표물에 대한 정보들은 헬맷에 투사되어 지체없이 조종사에게 전달된다. 톱사이트 헬맷은 복좌기의 경우 기체 조종사와 화력 조종사 사이의 화면을 통한 커뮤니케이션을 가능케 한다.

최첨단 기술이 집약되어 있는 곳이 바로 라팔의 조종석과 계기판이다. 조종석에 착석하는 순간 조종사는 조종 자세, 시야 및 각종 명령 전달에 관련된 인체 공학적 설계의 진수를 체험하게 된다. 우선 후방으로 29도 기울어져있는 조종석을 지적해야 할 것이다. 특수 설계된 이 조종석을 통해 조종사는 블랙 아웃을 겪기 이전에 조종사에게 가해지는 수직 중력 한계(G limit)를 견딜 수 있게 된다. 후방으로 기울어진 조종석은 고도 상승시 대뇌로 혈액을 공급하기 위해 조종사의 심장이 보내는 혈액량을 조절해준다. 기울어진 조종석이 내는 이러한 생리적 조절 효과는 고도의 작전 임무를 수행할 때 발생할 수 있는 기내 졸도와 같은 위급한 상황을 미연에 방지해주는 앤티-g 장치 와 함께 조종사의 안전과 성공적인 작전 수행을 확보해 주는 핵심 기능이다. 특히 공중전시 결정적인 영향을 미친다.

조종석이 후방으로 경사져있으므로 해서 계기판을 비롯한 조종석 전반의 설계 개념에도 중요한 변화가 발생했다. 동체 전면에 우뚝 솟아있는 조종석은 주 조종간을 조종사 오른 편에 위치시키게 했다. 이는 이미 F-16기에서 실험된 디스플레이로 라팔 역시 이 방식을 채택하고 있다. 측면 조종간 디스플레이의 가장 큰 장점은 중앙 계기판에 충분한 시야를 확보할 수 있다는 점이다.
조종석 왼편에는 M-88-2 엔진을 통제하는 가스 조종간이 위치해 있다. 조종간들은 기타의 다른 조작 버튼들로 용이하고 안전하게 손을 이동시킬 수 있도록 최적의 인체 공학적 개념을 따르고 있다.
두 조종간의 또 다른 특징은 조종간 밑에 조종간을 따라 함께 움직이는 팔걸이를 마련해 조종사가 팔을 기대놓을 수 있도록 했다는 점이다. 하지만 이러한 두 측면 조종간의 가장 큰 장점은 조종간에 대부분의 명령 통제 시스템이 집약되어 있다는 데에 있다.
조종사는 이러한 디스플레이 덕분에 화력 통제를 비롯한 거의 모든 명령을 실시간으로 기체에 하달할 수 있게 된다. 라팔에 채용된 이 설계 개념을 3 M 원칙 이라고 부른다.

경사 조종석 개념에 맞추어 조종석 자체도 특수하게 제작되어야 했다. 이를 위해 라팔에는 Martin Barker사가 제작한 Mk-16 이라는 특수 제작한 조종석이 장착되었다. 일반 조종석과는 달리 Mk-16 조종석은 등받이 축을 따라 높낮이를 조절하는 것이 아니라 수직으로 높이가 조절된다. 조종석이 후방으로 경사진 상태에서 만일 등받이 축을 중심으로 조종석의 고저가 조절된다면 각종 명령 버튼이나 조종간으로부터 조종사가 이격되는 중대한 결과가 초래될 것이다.

라팔의 계기판은 기존의 계기판과는 전혀 다른 개념의 첨단 계기판이다. 주요 특징은 액정 표시장치, 터치 스크린, 광폭 모니터 세 가지이다. 라팔의 이러한 계기판은 조종 및 운항 정보를 신속 정확하게 표시해줌은 물론이고 간단 명료한 이미지들을 통해 조종사와 기체간의 커뮤니케이션을 획기적으로 개선했다. 계기판은 4 대의 화면으로 구성되어있다. 무한대 조준이 가능한 VTM 컬러 표시 장치는 외부 환경에 대한 정보를 신속하게 조종석으로 전달한다. VTM의 또 다른 특장점은 고화질 광폭 화면에 힘입어 가능한 한 많은 정보를 나타낼 수 있다는 데에 있다.
주계기판인 VTM을 중심으로 좌우에 두 대의 컬러 화면이 자리잡고 있다. 한대가 고장이 났을 경우 다른 한 대가 기능을 대신할 수 있을 뿐만 아니라 조종사들의 편의대로 두 기 모두 혹은 한 기만 사용할 수 있도록

설계되어있다. 주기능은 무선 송신, 운항, IFF 등과 같은 시스템 정보와 기체 상태, 탑재 장비 상태, 엔진 상태 들을 표시하는 데에 있다. 뿐만 아니라 두 대의 측면 화면은 적외선, 레이저, 레이다 등 각종 탐지 장치들이 포착한 정보들을 표시한다.
미라주 2000에도 탑재된 바 있는 중앙 상단 화면 역시 무한대 조준이 가능하다. 이 중앙 상단 화면은 외부 환경을 주시하는 조종사가 외부 환경을 파악하면서 동시에 육안으로 표시장치를 해독할 수 있도록 설계되어있다. 하지만 미라주 2000에 탑재된 화면과는 달리 라팔에 탑재된 화면은 홀로그래픽 기술을 채택한 것으로 장파장 비디오를 비출 수 있는 거울이면서 동시에 모든 천역색을 처리할 수 있는 투명하고 얇은 화면이다.

라팔 계기판에 장착된 터치 스크린 기능의 화면에 적응하기 위해서는 파일로트에게 특수 제작된 장갑이 지급되어야만 했다. 군사항공 실험 센터와 공군 위원회 산하 연구 및 군수 지원소가 공동 제작한 이 특수 장갑은 터치시 접촉도를 향상시키기 위해 손가락 부위의 이음새를 없앴고 용이한 손동작과 편의성을 감안해 장갑 내부를 견직으로 처리했다.
손가락들의 등 부위는 가장 부드러운 가죽인 영양 가죽을 사용해 각 화면을 청소하는데 활용할 수 있게 했고 손등 부위는 내열성의 천으로 되어있어 조종사가 얼굴을 닦을 수 있게 배려했다. 라팔 개발 계획의 세심한 배려를 엿볼 수 있는 대목이다.


라팔의 조종 시스템은 세계 최신의 시스템으로 평가 받고있는 미라주 2000의 시스템을 물려받았다. 전자 조종 장치는 날로 고도화되고 다양화되어 가는 작전 요구에 부응하기 위한 것이다. 즉 고도의 전술 및 전략 작전을 수행할 때 조종사는 완벽한 작전 임무 수행을 위해 가능한 한 기본적인 기체 조종 업무에서 벗어나 있어야만 한다. 민항기 부문에는 일찍 적용되기 시작했고 70년대 들어 전투기에도 도입되기 시작한 자동 항법 장치는 조종사의 기체 조종 업무를 대폭 경감시켜주었다. 그러나 당시 적용된 전자 수력식 (Electrohydraulique) 항법 장치는 조종사에 의한 항로 수정 없이는 자동 비행을 완벽하게 해결할 수 없었다.
라팔에 적용된 자동 항법 장치의 가장 중요한 특징은 자연 상태에서 발생하는 기체의 불안정성을 수동으로 조작해 극복하는 것이 아니라 여러 대의 컴퓨터로 처리해 역으로 이용한다는 데에 있다. 중무장을 한 상태에서도 라팔이 보여주는 놀라운 기동성은 이 장치에서 연유한다.
미라주 2000 이후의 신기술이 집약된 라팔의 이러한 자동 항법 장치는 100% 디지털화된 채널 3기와 1기의 아날로그 장치로 구성되어 있어 최고의 시스템 안정성을 확보하고 있다. 이러한 자동 항법 장치를 채택함으로써 화력 시스템 전반에도 변화가 불가피 했다. 라팔의 고등 항법 장치는 기체의 항로에 영향을 미치는 요소들인 각종 조종익, 탐지 장치 및 시스템 장비들 사이의 연계를 최적화시키도록 했다.


라팔의 엔진정비

1996년 라팔용으로 개발된 엔진 M88-2가 마침내 인증을 획득했다. 이는 M88-2가 차세대 엔진 그룹에 속하게 되었음을 의미하는 뜻 깊은 사건이다. 21세기 차세대 전투기 엔진용으로 개발된 M88-2는 첨단 기술이 집약된 엔진일 뿐만 아니라 성능과 신뢰도를 조화시킨 엔진이다. 다목적 전투기 라팔 개발 프로젝트가 겨냥한 두 가지 주된 목표는 조종사 및 지상 근무자들의 업무 부담 축소와 기체의 작전 투입율 향상이었다.

이러한 개념에 맞추어 라팔 탑재용으로 개발된 M88-2엔진은 모든 면에서 이 두 가지 목표를 완벽하게 충족시키고 있다. 다용도 엔진일 뿐만 아니라 순항시 연비를 극대화 시킬 수 있는 엔진이기도 한 것이다. 또한 이 두 가지 목표 이외에 M88-2엔진은 저렴한 납품 가격이라는 또 다른 요건을 충족시켜야만 했다.
항공기 및 우주선 추진 엔진 전문 생산 업체인 스네크마 SNECMA는 1987년부터 라팔 탑재용 엔진 개발에 돌입했다. 그로부터 2년 후인 1989년 마침내 제 1호 엔진 M 88 이 탄생해 실험에 들어간다. 이 실험은 특히 엔진 부품에 대한 개별 실험 없이 완성된 엔진 전체를 대상으로 실시된 최초의 실험이었고 M 88은 성공작으로 판명 된다. 이어 실험실, 지상, 고공 실험 등이 계속 이어져 실전 실험 시간 2 800시간을 합쳐 총 9 700 시간에 달하는 전 실험 과정을 끝내고 마침내 양산 체제에 돌입하게 된다.
제작사인 스네크마는 라팔용 엔진을 생산하면서 단순히 새로운 엔진 모델을 개발하는 것에 만족치 않고 하나의 야심을 가졌었다. 즉 스네크마는 현재의 주력기만이 아니라 차세대 전투기에 탑재될 수 있는 미래형 엔진 개발을 염두에 두었던 것이다. 다목적 전투기인 라팔의 공중전 우위 확보를 위해 스네크마는 순간 가속을 가능케 하는 특수 가속 추진, 고온 유지 및 낮은 용해율 등을 고려해야 했고 저고도 침투 작전 임무 수행을 위해서는 고연비와 높은 용해율을 확보해야만 했다.
상반된 두 성능을 얻기 위해 스네크마는 순간 가속을 가능하게 하는 쌍발 엔진 시스템을 도입했고 터빈 앞에서 고압 고온이 가능한 이중 배출을 채용했다. 이중 배출시 에프너 버너 (사후 연소)를 가동하면 초기 단계부터 무게 대비 추력비 9에 근접한 결과를 얻는데 75 Kn의 추력을 확보할 수 있다. M 88 엔진의 열역학 사이클은 경량 단소 엔진의 개념에 맞추어 최적화 되어있으며 이는 라팔의 기체에 정확하게 부합하는 엔진 개념이었다.

M 88 엔진 개발에는 환경 친화적 연소실, 분말 제련 디스크, 복합 신소재 등 첨단 기술들이 총 동원되었다. 이러한 첨단 테크놀로지의 채택은 부피를 줄이고 성능은 향상시켜야 한다는 라팔 개발 개념에 부응하기 위해서는 피할 수 없는 일이기도 했다. 터빈 날개와 고압 터빈 디스뷰터를 위해 1 600 도가 넘는 온도에서도 견딜 수 있는 초내열 소재가 개발된 것이 그 한 예이다. 분사구 덮개와 냉기류 통로를 위해서는 복합 소재가 채용되었다.

이외에도 M 88-2 엔진에는 다양한 첨단 기술들이 적용되었다. 특히 모듈식 엔진 개념은 시간과 비용을 절감하는데 핵심적인 기능을 했다. 유지 보수 과정을 보다 단순화시키기 위해 엔진 전체는 21 개의 모듈로 구성되도록 설계되었고 각각의 모듈은 전체적인 시스템과 무관하게 독립적으로 교환될 수 있다. 디지털 조정을 위해 엔진에는 두 대의 컴퓨터가 내장되어있고 이 두 대의 컴퓨터는 조종사들에게 엔진 작동 상태에 관한 각종 정보를 명료하게 전달해준다. 엔진 이상, 노후, 및 최적화에 필요한 사항 등을 수시로 점검할 수 있다. 지상 정비사들 역시 엔진 점검 및 교체에 관한 모든 정보를 소유하고 있어 최단 시간 내에 엔진을 교체, 항공기를 즉시 작전 대기 상태로 복귀시킬 수 있다. 라팔의 엔진 교체 소요 시간은 세계 최단 기록이다.

엔진 교체 소요 시간 비교
F22 F15E RAFALE
90분 147분 60분

현대 병기의 특징으로 첨단화와 그에 따른 상상을 초월하는 높은 가격을 들 수 있다. 따라서 현대전에서는 무기 개발비 못지않게 운용 비용을 절감하는 문제가 초미의 관심사이다. 라팔은 우선 운용비 면에서 타 경쟁 기종들을 압도한다.

전투기가 개발되어 취역하게 되면 동시에 정비 및 군수 지원 시스템이 뒤따라야만 한다. 모든 작전 임무의 성공 여부는 전투기의 성능 못지않게 이 군수 지원 시스템에 의해 좌우된다.
라팔 개발 단계에서부터 함께 고려되기 시작한 라팔 통합 군수 지원 시스템은 다음과 같은 영역으로 구성되어 있다. 부품 교체, 자료 정리, 보수 방법, 정비 교육, 정비 시설, 무장 탑재 및 연료 주입, 시스템 정비 유지. 특히 마지막 두 부분은 가장 저렴한 비용으로 전투기의 전투 효율을 극대화 시키기 위해 고안된 최첨단 운용 기술이 집약되어있는 부분이다. 국가 공무원이자 방위 산업체 직원이기도 한 엔지니어들은 다음과 같은 원칙을 준수하며 작업에 임한다.

1. 확실한 작업 실행
2. 전문가 및 전문 영역 최소화
3. 작업 환경, 작업 도구 및 테스트 방법 최소화
4. 전투기 지상 대기 시간 최소화

이러한 작업 원칙에 의해 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다
1. M88-2 모듈 식 엔진 : 시험 비행 불필요
2. 산소 생산 장치 OBOGS : 액체 산소 변환기의 충전이 불필요함
3. 피로테크니 (불꽃)로 인해 제한되어있던 기압식 투하 시스템 개발
4. 중앙집중식의 안전 시스템

전 세대 전투기 운용 체제에 비해 라팔 운용 체제에는 안정성, 속도, 운용 용이성 등에서 진일보한 개념이 적용되었다. 실시간 감시 시스템과 사전 예방 점검을 위한 지상 자동 점검 시스템에 의해 유지 보수에 필요한 인원을 최소화했고 이상 유무 상태에 대한 정보 처리만으로도 정기 점검 횟수를 줄일 수 있었다.

라팔에 탑재된 모든 전자 장치들은 ATE Mermoz로 불리는 테스트 장비를 통해 점검된다. 이를 통해 점검시 제기되곤 하는 점검 사항들 상호간의 모순을 해결할 수 있게 된다. 이는 전투기를 작전 대기 상태로 유지시키는데 필수적인 요건이다.
유지 보수 자료 측면에서 라팔은 차세대 전투기답게 디지털화한 자료집을 갖고 있다. 즉 CD-ROM에 수록된 " 제로 페이퍼 "로 불리는 디지털 자료집은 동일한 내용에 근거하고 있고 데스크 탑이나 노트북 형태의 단말기들을 통해 언제 어디서나 참고가 가능하도록 되어있다.
유지 프로그램은 완벽하고 정확한 유지 작업에 필요한 모든 정보를 취합 관리 해준다. 운행 중 발생하는 점검필요 사항들은 작전 정보 저장 박스 내의 한 카세트에 별도로 기록되어 지상 근무자들에게 제공된다. 이 정보들은 라팔과 점검 시스템 사이의 인터페이스 장치인 아르파공에 의해 해독되어 신속한 점검 작업을 실시하게 한다.
각국은 전투기 운용비를 최대한 축소하기 위해 온갖 노력을 경주하고 있다. 이런 상황에서 라팔과 같은 첨단 기종의 운용상 제기되는 핵심적인 문제는 운용비용과 전투기의 활용 사이의 조화를 극대화시키는 일이다. 양자 사이의 조화를 극대화시키기 위해 라팔 개발자들이 이미 개발 단계에서부터 기울인 노력은 남다른 것이었다.
무장 체제와 유지 보수 체제를 단일한 시스템으로 통합 운용한다는 것이 라팔 개발 단계에서부터 추구된 목표였다. 이 목표는 거듭된 시험 비행 결과 달성되었음이 입증되어 이제 라팔은 공군용, 해군용 전 기종에 걸쳐 가장 저렴한 운영비용으로 최고의 성능을 발휘할 수 있는 세계 최초의 다목적 전투기로 태어나게 된 것이다.


F22 F15E Rafale (시간당 운행소요 금액 비교)
40 000 FFr 53 000 FFr 36 000 FFr
(6백 만원) (7백 95 만원) (5백 40 만원)

F22 F15E Rafale (소요 정비사 비교)
40 000 FFr 53 000 FFr 36 000 FFr
8.7명 16.6명 8명


F22 F15E Rafale (재무장 소요 시간)
40 000 FFr 53 000 FFr 36 000 FFr
20분 25분 15분