일본 2030년대 공용개시를 추진중인 무인 윙맨 구상을 발표

[돌망치]

일본 2030년대 공용개시를 추진중인 무인 윙맨 구상을 발표

Unmanned Wingmen For Japan’s Piloted Force Planned For 2030s

Japan lays out a plan for pilotless combat aircraft to help fighters

http://aviationweek.com/defense/unmanned-wingmen-japan-s-piloted-force-planned-2030s

무인 윙맨 구상

인공 지능은 항공 전투에서의 기체 조종은 공격 임무보다 난이도가 높다. 따라서 자율 비행 가능한 군용기 개발을 목표로 각국은 대지 공격 임무에서 시작하는 것이 보통이다. 하지만 일본인에 있어서 무인기에 의한 공격은 너무 격렬한 소리 때문에 정부의 국방 기획 부문은 한꺼번에 공대공 자동화를 제안하고 있는 것이다. 이 과제를 실현하기 위해 유인 전투기와 함께 비행하고 지원하는 고성능 무인기의 제안이 부상하고 있다. 조종사의 지시를 전제로 한다. 기체는 전투 지원 무인기로 일명 무인 윙맨이라고 하며 먼저 센서 탑재 장비로 전방을 비행 한 후 공격 임무를 수행 할 것이다.

기체는 제품군 구성에서 2030년대 등장한다고 기술 로드맵을 방위성의 산하인 방위 장비청 (ATLA)이 발표했다. 방위성은 이전에도 무인 윙맨 구상을 검토하고 있었지만 이번에는 더욱 진전시키고 있다. 로드맵은 탄도 미사일 방어용 장비도 2030년대 공용개시 한다.

구상은 무인기를 다섯 가지로 분류하고 우선 두 모델을 가장 간단한 구조로 소형 운반 가능한 가시거리 외의 통신에서 일본은 이미 가동중이다. 세번째는 아직 완성하지 않았지만 위성 통신 중계용 장비로 미국에서는 제너럴 아토믹스 MQ-1, MQ-9이나 노스럽 그루먼 Q-4의 각종이 임무를 수행하고 있다. 그 다음이 무인 전투 항공기이고 마지막으로 장시간 비행용 경량기나 태양 동력기가 있다. ATLA는 이중 세번째와 네번째에 자원을 집중 배분하고 우선 순위가 미사일 방어 및 항공 전투에 있는 것을 알수 있다.

방위장비청은 이 가운데 BMD 용도의 무인기가 무장하는지는 공개하지 않았습니다. 오히려 센서 탑재기로서 2007년에 시험된 Airboss system에서 적외선 탐지기를 파생시키는것 같다. ATLA가 작성한 로드맵은 고고도에서 장시간 운용하는 장비로서 전형적인 항공기 구조를 나타내고 있으며 극단적으로 얇은 날개와 프로펠러 추진식 쌍발 구조인 것으로 보이며 보잉이 1980년대 말에 개발 한 콘도르와 유사하다. 센서는 기수 상부 포탑에 탑재하고 있다.

방위성 기술연구본부(TRDI)가 무인 윙맨 구상을 검토를 시작한후 적어도 6년이 경과하고 있다. 본부는 그후 2040년대에 가동개시를 전제로 일본산 신형 전투기 F-3의 성능 향상형과 함께 운용한다. F-3 초기형은 2030년경에 운용을 개시할 전망이다.

ATLA는 "첨단 자율 비행 기술에 의한 무인 윙맨이 F-3에 제공되는 것은 15년에서 20년후" 라고 보고 있지만 2035년 이전에는 실용화가 되지 않을 것이다. 라고 말하는 것은 방위장비청이 기술 실증이 2029년에서 2033년이 될 것이라는 전망을 내놓고 있기 때문이다. F-3에 무인 윙맨과의 공동 운영을 위한 혁신이 필요하다. 무인 윙맨의 첫 번째 모델은 센서기가 될 것이다. ATLA 발표의 개념도는 전투기의 전면을 비행 데이터 링크를 확립하고 있다. 이 실현은 15년에서 20년 이후일 것이다.

Japanese defense ministry concept of unmanned wingmen aircraft

방위성이 상정하는 무인 윙맨 편대는 적의 미사일을 유인하여 적 표적을 탐지한다 Source : Japanese Defense Ministry

20년 이상 앞서 두번째 기종이 동일한 항공기와 엔진을 공유하고 무장 운용이 가능한 항공기로 등장할 것이다. 또한 20년후 센서 탑재형은 적의 미사일을 흡수하는 스펀지 역할을 하는 것이다. 센서 탑재형의 윙맨은 적 미사일의 가격을 능가하기 때문에 적의 미사일의 명중률을 받는 것은 받아들이기 어렵다. ATLA 스펀지 임무에서 적의 공격을 부진하게 만드는 구상으로 항공기 조종 제어와 함께 전자 대항 조치를 활용한다.

ATLA는 무인 윙맨의 구상도를 두 가지 공표하고 있다. 하나는 넓은 몸통에 날개가 동체와 일체화 되어 있으며 45도에서 50도의 후퇴각이 붙는다. 또 다른 구상도는 길이가 가늘고 후퇴각은 60도 및 고속기 같지만 기수 근처에 붙은 포드에서 항력이 크고 스텔스성이 부족한 것 같다. 레이더 탑재 포드인 것이다. 이것은 분명히 센서 탑재 전용 장비이다.

이에 대해 무인 윙맨은 F-3 파일럿이 제어하면서 단독 전술 동작이 가능해지는 것이다. 파일럿은 아마 일반적인 지시로 탐색하거나 공격할 장소를 제공하면 무인기가 자동으로 최적 동작을 취하는 것이다. 또한 유인기로는 불가능한 일도 해낸다고 방위 장비청은 설명하고 있고 인체가 견딜 수 없는 높은 G 조종에서 적의 미사일 공격에 대응 할수 있다.

탐색에서 공격과 회피 행동까지 가지고 간 것은 일본이 국외에서 무인 비행기의 발전과 마찬가지로 인공지능 기술의 향상으로 비행 동작 선택의 확대를 기대하고 있는 것이다.

Japanese defense ministry concept of unmanned aircraft for ballistic missile defense.

탄도 미사일 탐지용 무인기는 2030년대에 실용화 될 것으로 보인다. Source : Japanese Defense Ministry

Saab는 선택적으로 유인 조종되는 그리펜 E/F가 현재 고도 유지 자동 기능과 자동 항법에서 “기본적인 항공 탐색 성능”과 이착륙까지 자동화 할 수 있도록 진전과 기술 추이의 모습을 공개하고 있다. 그와 함께 전투기는 자율 운영에서 기본 비행 제어를 소화하며 편대장(유인기)으로 부터 일정한 위치를 유지하면서 비행 할 수 있게 된다. 이 아이디어는 일본이 무인 윙맨 센서 임무를 기대하는 것과 같다.

다음 단계는 Saab는 롤링이나 루핑과 같은 높은 조종과 편대장에 맞춘 전술 선회 비행이 있다고하고 있다. 그리고 마지막 단계는 가장 어려운 가시거리 외 전투로 예를 들면 크랭킹이나 펌핑이 있다. 일본도 무인기에 의한 적기 공격과 적의 미사일을 유인하고 피하기는 가정에서 유사한 비행 성능을 상정하고 있는 것이다.

무인 윙맨의 동력 추진계의 연구는 2019년부터 시작된다. 일본이 노리는 기술은 높은 민첩성과 메타소재(천연에는 존재하지 않는 특성)에 의한 스텔스성 기체의 변형 기술과 바이스태틱 방식 레이더인 것이다.

이 레이더 기술은 송신기와 수신하는 항공기는 별개지만 방위 장비청은 구체적인 운영 방법을 이야기 하고 있지 않다. 잠재적으로 센서 임무의 윙맨이 발신하면 공격 임무의 윙맨이 수신 역할로 도는 것이다. 유인 장치가 수신하거나 무인기의 후방에서 안전하게 발신하고 무인기를 몰래 접근시켜 적의 격추를 노리는 것도 가능할 것이다.

F-3의 작전 행동 반경은 무인 윙맨기를 훨씬 상회할 것 같다. 센서 임무 무인 항공기는 대형기가 되겠지만 운영은 전투 공역 부근에서 운용 시키거나 공중 발사로 하면 된다. ATLA는 2011년 제트 추진식 무인기의 개발을 완료했다고 말하고 있어 공중 발사식으로 활주로에 착륙 할 수 있다고 했다. F-15J는 두대를 탑재 할 수 있어 각기 자중이 750 킬로그램이다.

또 다른 방법은 공중 급유 미션마다 여러번 반복하는 것이다. 피로감을 기억하는 파일럿이 없는 것으로 무인기는 전투 공역에 여러번 왕복 이동하여 단시간 밖에 전투 공역에 멈춤이 없이 세울 것이다. F-3 구상의 최신 버전은 2014년에 개정되면서 장거리 비행과 대무장을 중시하는 동시에 민첩한 기동성이 희생하고 있다.

F-15에서 발사하는 무인 정찰기는 후지 중공업이 생산하고 일본에서는 회사가 무인기에서 주도적인 업체이다. 무인 윙맨의 제조에서도 회사가 유리한 입장이 될 것으로 보인다. 대응하는 미쓰비시 중공업이 전투기의 생산에 높은 지식을 가진다.