[개발사] 패트리어트 (MIM-104 Patriot) surface-to-air missile (SAM) system P1

[mirageknight [왕성국]]

안녕하세요~ 미라지나이트 입니다.

지난 일요일은 정말 간만에 보기 드문 화창한 휴일이 아니였나 싶네요… 아내와 아이들의 성화에 못이겨 가까운 능동 어린이 대공원에 다녀왔습니다. 정말 사람 많더군요… 치여 죽는줄 알았습니다. 오후에는 을지로 본가에 들러 저녁먹고 청계천에 다시 끌려갔다오니 11시… 아들두넘도 잠들고 아내도 축 쳐지고 나도 덩달아 쳐진 휴일 하루였지만 간만에 가족과 보낸 휴일은 나름대로 좋은 활력소가 되지 않았나 봅니다. 다른분들도 좁은 책상에서 모형과 씨름만 하지말고 가끔은 외출을 다녀오는것도 좋은 방법일 듯 합니다.

자 이번주에도 변함없이 미라지의 리뷰는 달립니다!!

오늘은 간만에 좀 특이한 리뷰를 해볼까 합니다.

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 미사일 잡는 미사일 패트리어트

패트리어트 (MIM-104 Patriot)

패트리어트는 걸프전에서 이라크의 스커드미사일의 요격용으로 사용되어 언론으로부터 각광받았으며, 이로 인하여 개발사인 레이디온社의 주가가 급등하는등 한동안 센세이션을 불러 일으켰으나 그후 20% 미만의 격추율을 기록한것으로 알려지면서 성능에 비해 너무 비싼 장비가 아니냐는 의혹을 받고 있다. 특히 패트리어트보다 더 우수한 성능을 가진것으로 알려진 러시아의 S300PMU, S300V 미사일과 세계시장에서 각국 방공체계 구매계획에서 치열한 다툼을 벌이고 있다

 

[발사대로부터 발사되고 있는 패트리어트 미사일]

우리나라 역시 기존의 구형 나이키허큘리스미사일과 호크미사일에 의존하고 있는 방공체계를 개선하기위하여 패트리어트와 S300계열 미사일중의 하나를 선정하여 新방공체계를 구축하기 위한 프로젝트를 세웠으나 IMF이후 계속 예산배정을 받지 못하고 있다. 물론 북한이 다량 보유하고 있는 야포의 사정거리권에도 포함되는 수도권을 지키기위해서 그 성능도 제대로 검증되지 못한 패트리어트나 S300같은 고가의 장비를 구매해야되느냐는 반대의견도 많이 있다.

그러나 우리나라의 국방체계가 반드시 북의 전면전에 대비하기위해서만 존재하는 것도 아니며, 전면전보다는 오히려 지엽적인 원거리 미사일공격에 의한 가상적국의 전쟁행위에 대해 대비하여야 할 필요성이 점증하고 있는 상황에서, 또한 고정밀유도탄에 대한 그나마 확실한 대응수단을 갖기위해서라도 이런 방공체계는 갖추어 나가는 것이 맞다고 본다.

참고적으로 우리의 주변국인 중국(중화인민공화국)은 현재 S300PMU1을 도입하여 배치하였으며, 일본은 패트리어트를 배치한것은 물론 북한의 '광명성' 인공위성 발사를 핑계로(일본의 군 현대화 계획은 북한이 없었다면 상당부분 지연되거나 계획수립자체가 어려웠을 것이다. 웃기게도 일본애들은 북한을 핑계로 미국의 지지를 얻으면서 첨단 무기 개발에 막대한 예산을 아무 방해없이 투입하고 있으며, 일본의 군부및 군국주의시절에 향수를 가진 보수세력은 그런점에서 마음속으로 북한에 감사 하고 있을지도 모를 일이다.) 전구방공망 체계를 구축하기 위해 혈안이 되고 있는 상황에서 보완적으로 패트리어트 미사일 시스템을 추가로 도입할 가능성도 있다.

이런 점에서 우리가 우려하여야 할것은 많은 비용을 들여서 방공체계를 갖춰야되는 상황이 아니라, 무능하고 무책임한 정책당국자의 잘못된 판단및 나태로 인해 많은 비용을 들여서 우리실정에 맞지않는 무용한 장비를 구매하고 결국은 아무짝에도 쓰지 못하는 사태가 오지않을까 하는 것이다. 엉뚱하게 새고 있는 어마어마한 규모의 농촌진흥기금이나 자원이 고갈되어 조만간 운영할수 없을지도 모른다는 의심을 강하게 받고 있는 국민연금, 상당수가 부실공사로 판명되는 엉망진창인 관급공사등을 보면 이런 우려도 우려로만 끝나지않을 가능성이 높다는것이야말로 우리 국방체계 최대의 허점인 것이다.

어쨌든 하루빨리 제대로 된 방공시스템을 갖추는 날이 오기를 기대하며 패트리어트시스템및 S300시스템에 대해 소개한다.

개관

패트리어트시스템은 적 탄도미사일, 적 순항미사일, 적 첨단 항공기를 요격하기 위하여 개발된 장거리, 전고도, 전천후 방공미사일시스템으로 식별기호 MIN-104로 분류되며, 레이디온 미사일社의 메사츄세스州에 위치한 에어디펜스디비젼과 플로리다州 오를란도에 위치한 마틴마리에타社(현재의 록히드마틴社)에 의해서 개발되었다.

또한 현재 생산중에 있는 모든 패트리어트 미사일은 對전술탄도탄 기능을 갖추고 있다. PAC-2/GEM 미사일은 고-G, 탄미 조정, 파편 폭파 탄두 미사일이다. 최신형 PAC-3 미사일은 민첩성과 치명도가 높은 미사일로써 BMDO/Loral Vought Systems가 공동 개발한 제품이다. 패트리어트 포대에는 이 두가지 미사일이 모두 장착되도록 되어있다.

패트리어트는 1965년이후 개발이 시작된 이래 1982년 최초로 배치되었으며, 배치이후에도 지속적인 개량이 이루어져 왔다. 전술탄도탄 및 순항 미사일 요격 능력 향상을 위한 PAC-2로의 업그레이드, 레이더의 고출력 조사(照射) 및 전술탄도탄 변별 기능 향상및 전술탄도탄 방어능력 향상을 위한 PAC-3로의 업그레이드가 있었다. 현재 미국이 한국에 팔려고 혈안이 되어 있는 것은 PAC-3형이다. 패트리어트 시스템은 아래와 같이 구성된다.

①레이더 - 패트리어트의 다기능 C밴드 위상 배열 레이더는 전반적인 감시 기능과 표적의 탐지 및 추적, 또한 미사일의 유도를 지원한다.

②교전 통제소(ECS) - 패트리어트 포대의 통제 센터이다.

③정보처리소(ICC) - 대대 단위에서 패트리어트 시스템을 통제하는 역할을 한다. ICC는 호크나 패트리어트와 같은 통합 방공 무기를 통제하는 효율적인 공중전 관리 센터이다.

④통신장비 - 안테나 장비(AMG)와 통신 중계 장비(CRG)는 음성 및 제원 통신을 제공한다.

⑤발전장비 - 레이더와 ECS의 전력 공급원이다.

⑥발사대 - 견인식 트레일러나 자주식 트럭에 탑재되어 있으며 4발의 PAC-2/GEM 미사일 또는 16발의 PAC-3 미사일을 장착할 수 있다.

미사일

 

패트리어트미사일은 길이 5200mm, 직경 400mm의 몸체를 가지고 있으며, 몸체 끝부위에는 삼각형 모양의 날개 4개가 붙어 있다. 날개를 포함한 직경은 850mm이다.

이 미사일은 패트리어트 시스템 발사대의 록히드마틴에서 개발된(대부분의 미군 무기 발사대는 록히트마틴에서 만들어진다고 보면 틀림없다.) 사각형 모양의 콘테이너에 적재되며 미사일은 전장에서의 테스트및 유지보수가 필요없도록 철저한 상태에서 인증 절차를 거친후에야 적재된다. 적재상태에서 미사일의 사용내구년한은 30년이다.

미사일 첨단부의 콘모양의 레이돔뒤에는 터미널 유도 시스템이 위치해 있다. 패트리어트 미사일은 TVM(track-via-missile)을 장비하고 있다. 지상의 자주식 관제시스템인 교전통제소(ECS:engarement control system)로부터 중간 수정 지령이 미사일의 유도 시스템에 전달된다.

미사일내부에 있는 목표물 포착 시스템은 목표물을 포착하여 최종 코스 수정값을 계산하기위해 그 데이터를 지상레이더를 통해 교전통제소(ECS)로 전달한다. 코스 수정지령은 미사일 추적 지령 업링크(Missile Track Command Uplink : MTCU)를 경유하여 미사일에 전달된다.

조종 작동기 시스템(Control Actuator system)은 미사일 추진시스템 뒤의 미사일 후단부에 위치한 날개에 변화를 주어 자세를 교정케 한다. 90kg의 고폭발 탄두는 터미널 유도部 뒷쪽에 위치한다. 탄두 뒷쪽의 1단 고체연료 로켓엔진에 의해 추진된다. 이 미사일의 사정거리는 70km로 알려져 있으며, 최고도달 고도는 24km이상이다. 또한 최소 비행시간은 9초이내이며, 최대비행시간은 3분 30초이내이다.

레이더

패트리어트 시스템의 핵심은 역시 위상배열레이더라고 할수 있다. AN//MPQ-53 위상배열 레이더는 수색, 목표물 탐지, 목표물 추적, 목표물 식별, 미사일 궤도관찰(추적), 미사일 유도와 전자적 대응대책수단(electronic counter-countermeasures : ECCM)기능을 가지고 있다.

[패트리어트의 레이더 장치 AN//MPQ-53 위상배열 레이더]

위상배열 레이더는 트레일러部에 탑재되며, 작동시에 펼쳐지게 된다. 이 레이더는 교전통제소內의 디지탈 무기관제 컴퓨터에 의해서 자동적으로 조정된다. 이 레이더 시스템은 동시에 100개의 목표물을 추적할수 있는 능력을 가지고 있으며, 9개까지의 패트리어트 미사일을 유도할수 있다. 이 레이더는 케이블링크를 경유하여 교전통제소차량에 연결된다.

M901 발사 시스템

 

[트레일러에 마운팅된 발사대]

M901 발사대는 패트리어트 미사일을 운반하고, 위치시키고, 발사하는 역할을 한다. 각 발사대는 4개의 미사일을 적재하고 있다. 또한 이 발사대는 미사일 사전 발사데이터와 사격관제 시그날 두가지를 제공하는 교전통제소로부터 VHF 데이터 링크나 광섬유 데이터 링크를 경유하여 원거리 작동된다.

[트럭에 마운팅된 발사대]

이 발사대는 전기식 파워유니트, 데이터 링크 터미널 모듈, 발사대 전자 모듈과 미사일이 적재되어 있는 4개의 드럼모양의 콘테이너를 갖추고 있다.

교전통제소

 

패트리어트 교전통제소(ECS)

콘트롤 시스템의 일부 모습

AN/MSQ-104 교전통제소는 각각 독립적 스테이션들로 구성되어 있는 패트리어트 시스템중 유일하게 사람이 있는 곳으로 자동화된 기능의 관제를 위해 사람이 거주할수 있는 환경을 제공한다.

또한 통제소는 M901 발사대, 다른 패트리어트 발사 시스템, 상위 지령소와 교신하는 역할을 맡는다. 통제소는 2명의 콘솔 운영병과 1명의 통신병등 총 3명에 의해서 운영된다. 통신석에는 3개의 레이더 연결 터미널이 있으며, 두 콘솔 운영병 사이에 하드카피 프린터가 있는 패트리어트 발사 시스템 상황판넬이 있다.

디지탈 방식의 무기 관제 컴퓨터는 VHF 데이터 링크 터미널 다음에 위치하게 된다.

목표물에 대한 대응

어떤 경우에 패트리어트 방공 시스템은 적 미사일 발사에 대한 조기 경보-미사일의 발사방향, 도착지등-를 받는다. 레이더는 최대 100km범위내에서 쇄도해 오는 미사일을 포착해낼 능력이 있다.

목표물에 대한 대응은 수동, 반자동, 자동모드중 선택적으로 수행될수 있다. 목표물을 격추시키기로 결정되면, 교전통제소는 발사대(1개 패트리어트 방공시스템은 여러개의 발사대로 운영된다.)를 선정하고 사전발사 데이터가 VFH나 광섬유 데이터 링크를 경유하여 선택된 미사일로 전달된다.

목표물의 위치값은 미사일의 목표물 획득을 돕기위하여 미사일로 다운로드 된다.

발사후에 패트리어트 미사일은 위상배열레이더에 의해서 포착된다. 미사일 추적 지령 UPLINK와 TVM DOWNLINK는 패트리어트 미사일과 레이다 사이에서 미사일의 비행이 모니터 되도록 하며 미사일 유도 지령을 교전통제소內의 무기관제 컴퓨터로부터 제공한다.

미사일이 목표물에 접근하게되면, 미사일내에 장착된 TVM 유도 시스템은 활성화되며 미사일은 목표물을 향해 조향된다.

미사일이 최대한도로 목표물에 가까워지게 되면 근접시관은 고폭발 탄두를 터뜨리도록 작용한다.

부대구성

패트리어트는 기본적으로 여러 개의 각각 분리된 요소 들이 결합한 포대이다.

지상에 설치된 레이더 장치는 공중목표물을 포착, 적인지 아군인지를 판별한 다음, 발사된 패트리어트 미사일의 진로를 유도한다.

통제차량에는 발사대의 주 컴퓨터와 통신장비, 레이더 스크린이 설치 돼 있으며, 이곳은 장교1명과 사병2명이 운용한다.

지휘부는 통제차량을 통해 수동이나 자동으로 발사를 명령하고, 전반적인 시스템을 제어한다.

8개의 발사대가 1개포대를 구성하고, 각 발사대에는 4발의 미사일이 장착된다. 또 일반적으로 4발의 미사일을 추가 보유하므로 하나의 패트리어트 포대는 총 64발의 미사일을 발사할 수 있다.

1개 패트리어트 포대는 단독으로 약3천9백만평의 지역(여의도의 15배)을 방어할 수 있다. 서울 전체를 막으려면 5개 포대가 필요하다. 보통 이 포대는 대대의 일부로 배치된다.

PAC-3 업그레이드 내용

패트리어트는 1990년대에 공중 침투 병기에 대한 대책으로 개발 완료된 방공 유도미사일시스템이다. PAC-1과 PAC-2등 두개의 개량형이 전술 탄도 미사일에 대한 방어를 위하여 제한된 능력을 제공하기 위하여 개발되었다. 패트리어트 시스템의 중심이 되는 기능은 다기능 위상배열 레이더와 TVM(track-via-missile system), 확장된 현대적 소프트웨어, 인간이 할수 있는 능력이상의 기능을 제공하기위한 자동화된 작동등이다.

 

[ 패트리어트 PAC3의 시험발사 모습. 사진은 자위대가 보유한 PCA-3 타입의 페트리어트 미사일이다]

PAC-3 개량 프로그램은 일련의 세가지 독립적 야전 상황을 통하여 수행되어졌다. 첫번째는 훨씬 우수한 정보를 습득하기 위한 능동적 수단의 획득이며, 두번째는 패트리어트 PAC-3로 하여금 저층 전구방공임무(lower-tier theater air and missile defense mission)를 완벽하게 지원할수 있도록 하는 것이며 세번째는 전방향에 대해서 군및 시설물에 대한 방어능력을 부여하는 것이다.

첫번째 상황은 향상된 능력의 무장관제 컴퓨터, 광학 디스크 드라이브, 통합된 데이터 레코더, 기능적인 소프트웨어로 구성된다. 이 업그레이드를 통하여 패트리어트 PAC-3는 종전 시스템에 비하여 4배이상 더 많은 컴퓨터 처리량을 나타내게 되었으며, 더욱더 효율적인 데이터 기록과 회복(정정)능력을 가지게 되었다. 또한 이 업그레이드는 진보된 펄스도플러 프로세서가 제공하는 'Radar Enhancement Phase II'로 결합된 하드웨어적 업그레이드를 포함한다.

두번째 상황은 개선된 패트리어트 대대와의 외부통신을 제공하는 중요교체패키지인 'Communication Enhancement Phase I'과 전구미사일방어(Theater Missile Defence-TMD)시스템과의 통합을 포함한다. 이 업그레이드는 적 미사일에 대한 전술 정보 방송 시스템 환경을 개선시키는 분류(Classfication), 식별(Discrimination), 확인(Identification)작업의 소프트웨어적 향상프로그램인 CDI Phase I과 소프트웨어적 수행능력을 향상시키기위한 Radar Enhancement Phase II를 포함한다.

세번째 상황은 세개의 중요 교체 패키지 - PAC 3미사일, 3가지 소프트웨어의 개선 - 으로 구성된다. 세가지 중요 교체 패키지는 ① 시스템에 월등한 기능 향상을 부여하는 Radar Enhancement Phase III, ② 장거리 레이더 성능향상을 제공하는 CDI Phase III, ③ 원격조정에 의한 미사일 발사및 통신기능의 수행이다.

PAC-3는 이러한 일련의 기능 개선및 중요장비의 교체를 통하여 고속 전술탄도미사일, 기동중인 전술미사일, 크루즈미사일, 기타 공기흡입식의 항공기에 대한 높은 직접 타격 격주율(Hit to kill)을 제공할 것이다.

이런 3가지 소프트웨어의 개선은 ① 패트리어트 시스템과 THAAD의 상호운영성을 향상시켜 패트리어트 시스템과 THAAD의 전쟁 수행능력을 최적화시키는 결과를 가져오며, ② 통합 서비스 환경하에서 전술탄도미사일과 관련된 데이터를 수신하고 전달하는 능력을 제공하는 통합적 TMD 상호운영성을 제공하며, ③ 전술탄도미사일의 발사 시점을 계산하여 패트리어트 미사일의 발사시점 결정을 향상 시킬것이다. '사막의 폭풍작전'이후에 PAC-3 ORD는 몇가지 기존에 계획되었던 개선계획들에 덧붙여져서 새로운 미사일 능력이 보강되어 개발되었다.

ORD는 첨단 스텔스 기술, 공기흡입 추진 목표물에 의한 첨단 전자 대응수단 기술, 무인 원격 조종 항공기, 레이더파에 잡히지않는 미사일, 전술 空對地 미사일, 전술 탄도미사일에 대처할수 있는 부가된 성능을 갖도록 성격지어졌다.

ORD는 PAC-3 시스템이 신속하게 전개되고, 강력한 파괴력을 갖고, 전술적인 기동성과 생존성을 갖고 또한 TMD 시스템과 상호운용 될수 있도록 요구한다. 각 중요 장비 교체 패키지는 독립적으로 테스트되었으며 그리고 나서 집합적 시스템 테스트 과정에서 야전 상황의 일부를 가정하여 테스트되었다. 97 회계년도에 앞서 1996년 5월과 6월 두달동안 화이트 샌드 미사일 시험장에서 실시된 테스트에서 상황2를 포함한 테스트 과정을 성공적으로 마쳤다.

PAC-3에 대한 테스트및 인증작업은 98회계년도에도 지속적으로 이루어질 것이다.

출처 http://www.defence.co.kr/weaponbook/weapon/patriot.htm

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용량관계로 PT2에 이어

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[MARFOR-K [박양호]]

위상배열레이다.....이지스의 그것과 같아보입니당..흐흐

[mirageknight [왕성국]]

이지스 시스템과 같은 방식으로 작동하는 레이더 입니다. 50개를 동시 추적 가능하고 이중 5개를 유도할수 있죠..