공대공 레이더 (http://www.acealpha.com)

[아브]

레이더는 F-16과 같은 현대의 제트 전투기에서 가장 핵심적인 전자장비이다.

레이더의 용도는 크게 두 가지로 설명할 수 있는데, 첫째 전방의 물체를 탐지하여 그 물체에 대한 정보를 얻는 것이고, 둘째는 항공기에 탑재된 무장을 운용할 수 있도록 조준 기능을 제공하는 것이다. 레이더로 표적에 대한 정보를 제공받으면 사격 통제 컴퓨터는 그 표적의 정보를 토대로 무기 발사 제원을 조종사에게 알려주게 된다.

>>> 레이더 탐색 패턴

레이더는 전방으로 전자빔을 쏘아서 전방의 물체에서 반사되는 반사파를 레이더에서 수신하여 그 정보를 기초로 전방의 상황을 파악하는 것이다. 이러한 레이더의 전방 탐색 형식은 손전등에 흔히 비유된다. 어두운 곳에서 손전등을 비추면 전등이 향하는 일정한 지점만을 볼 수 있다. 이렇게 빛을 비추는 폭이 제한된 손전등으로 전방의 넓은 영역을 효과적으로 탐색하기 위해서는, 일정한 패턴의 탐색 방법을 가지고서 그 패턴을 반복하면 정해진 영역을 골고루 효과적으로 탐색할 수 있을 것이다. 그림1은 레이더 빔이 일정한 패턴으로 전방을 골고루 탐색하는 한가지 예를 보여준다.

1> 조종사는 필요에 따라 레이더 탐색 패턴을 임의로 조정할 수 있다. 조정할 수 있는 수치는 다음의 네가지이다.

1) 아지무스(Azimuth) - 레이더 탐색의 좌우 각도 폭을 말한다.

2) 바(bar) - 좌우로 왔다갔다 하는 레이더 빔의 패턴을 상하로 겹치는 층의 갯수를 말한다. Bar의 갯수가 늘어나면 레이더로 탐색하는 총 상하폭이 넓어진다.

3) 엘리베이션(Elevation) - 레이더가 탐색하는 중심축선의 상하각도를 조절한다. 틸트(Tilt)라고도 말한다. 틸트를 내리면 더 레이더가 아래쪽을 향하게 되고, 틸트를 올리면 레이더의 중심 탐색 각도가 위로 올라간다.

4) 범위(Range) - 레이더 화면에 나타나는 범위를 조절하는 것으로써, 레이더의 전자빔이 나가는 거리를 실제로 조정하는 것은 아니고 MFD에 나오는 화면의 범위만 바꾼다. 범위를 넓히면 화면이 축소되므로 가까운 거리를 잘 보려면 범위를 좁혀야 한다. 보통은 일단 어떤 표적을 택하였으면 원하는 표적이 보일 수 있는 한도 내에서 범위를 최대한 좁혀서 화면을 확대해 보는 것이 좋다.

아지무스와 바를 넓히면 레이더는 더 넓은 영역을 탐색할 수 있지만, 그대신 레이더 빔이 주사 패턴을 한바퀴 돌아서 이전의 위치까지 오는데 시간이 오래 걸리게 되므로 빠르게 움직이는 물체를 빠뜨리고 지나칠 가능성이 생긴다. 따라서 일반적인 상황에서는 아지무스와 빔을 넓혀서 대략적인 탐색을 하다가 어떤 특정한 표적의 대략적인 위치가 알려지면 그 방향을 중심으로 아지무스와 바를 좁혀나가면 원하는 지점에 대해서 좀더 조밀한 탐색을 할 수 있다.

레이더의 상하폭과 좌우폭 그리고 범위는 항공기에 탑재된 레이더의 성능에 따라서 다르나, F-16에서는 좌우폭인 아지무스가 120 , 상하폭인 바는 최대 60 의 상하폭으로 탐색을 할 수 있다. 탐색 영역의 조절단계는 다음과 같다.

1) 아지무스 - 10 (좌우 합 20 ), 20 , 30 , 60 (좌우 합 120 )
2) 바 - 1bar(10 ), 2bar(30 ), 4bar(60 )

보통 아지무스와 바를 최대폭에 놓고 그대로 놔두고 비행하기 쉽지만, 상하좌우 120 씩의 폭은 실전에서는 충분하지 않고 또 최대폭에서는 탐색이 잘 안될 수도 있다. 따라서 예상되는 표적의 방향에 대해서 틸트, 아지무스, 바 설정을 적절히 변화시켜서 레이더 빔을 조종사가 직접 조절해주어야 레이더의 효과를 극대화시킬 수 있다.

>>> 레이더 화면

초보자들이 레이더 화면을 볼 때 가장 많이 생기는 의문은 도대체 내가 어디 있는가 하는 것이다. 레이더는 항공기의 전방에 탑재되어있기 때문에, 항공기의 전방만을 탐색할 수 있다. 따라서, 레이더 화면역시 나의 앞쪽만을 나타낸다. 레이더는 항공기 기수에서부터 해서 레이더 전파를 상하좌우로 순환하면서 발사하므로, 레이더가 탐색하는 범위는 부채꼴 혹은 피자 조각과도 같은 모양이 된다. 하지만 레이더는 사각형으로 생겼기 때문에 초보자들은 언뜻 화면을 이해하기가 힘들어진다.

팰콘4.0 공식 매뉴얼의 4-7 페이지와 21-11 페이지에 부채꼴 모양의 레이더 탐색 영역이 어떻게 사각형으로 바뀌어 레이더 화면에 표시되는지 그림으로 잘 설명되어있다. 이러한 화면 묘사법을 가지는 공대공 레이더 화면을 B-스코프라고 부른다. 간단히 설명해보면, 레이더의 아래쪽 밑면 전체가 나의 위치가 되고 위로 올라갈수록 더 먼 앞쪽을 나타낸다.

그런데 왜 부채꼴 모양의 레이더 탐색 영역을 사각형으로 일그러뜨려서 헷갈리게 만드는 것일까? 단순히 MFD 화면이 사각형이기 때문에 그런 것일까? 공대공 전투에서는 적과 나의 상대적인 움직임을 파악하는 것이 중요하다. 즉, 적이 나에게 다가오는지 아니면 옆으로 지나쳐가는지를 아는 것이 중요하다. 만약 레이더 화면이 부채꼴 모양 그대로라면, 표적의 상대적인 움직임을 파악하기가 쉽지 않을 것이다.

반면, 레이더가 사각형으로 되어있으면 적기의 움직임을 파악하기가 훨씬 쉽다. 즉, 레이더상에서 수평으로 지나가는 물체는 나와 같은 거리를 유지한 채 움직이고 있는 것이고, 레이더 화면에서 수직으로 움직이는 물체는 나에게 곧장 다가오거나 곧장 멀어지고 있는 것이다. 이렇게 사격형의 레이더를 보는 법을 알고 나면 공대공 상황에서는 사각형의 레이더 화면이 훨씬 효과적이라는 것을 느낄 수 있을 것이다.

팰콘4.0 SP3에서는 F-16 Block 50/52의 APG-68 레이더를 묘사하고 있다. SP3에 재현된 APG-68 레이더의 공대공 모드들은 다음과 같은 구조를 가지고 있다.

1. CRM 모드

CRM 모드는 기본적인 탐색과 추적을 위한 레이더 모드이다. CRM 모드에서 F1키를 누르면 RWS, LRS, VSR, TWS 모드들이 순환된다. 레이더는 기본적으로 CRM 모드로 되어 있으며, ACM 모드에서 CRM 모드로 가려면, 다음의 방법을 이용한다.

● 레이더 MFD의 윗줄 맨 왼쪽의 ACM이라고 써있는 버튼을 누른 후 왼쪽 세로줄에서 CRM이라고 새로 나타난 글씨 옆의 버튼을 누른다.
● 도그파이트 모드에 있었다면 도그파이트 모드를 취소(C 키)한다.
● 공대공 레이더 모드 순환 키(F1 키)를 계속 누르면 ACM 서브모드들이 한번 순환된 후 CRM 모드로 바뀐다.

1) RWS 모드

가장 기본이 되는 탐색 모드이다. 레이더 범위 내에서 탐색되는 물체들의 위치와, 레이더 커서를 놀려놓는 한 개의 물체의 고도를 알 수 있다.

RWS에서 하나의 표적을 designate(KP0 키)하면 RWS SAM 모드로 들어간다. RWS SAM 모드에서는 기본인 RWS 레이더의 정보에 덧붙여서 한번 designate("버깅"한다라고도 말한다)한 표적의 aspect angle(TAA), 헤딩, 속도, 상대속도, 표적의 기종(NCTR에서)을 알 수 있다.
삼각형으로 나타나는 버깅한 표적 앞쪽에 붙은 막대가 표적의 이동 방향이고, 막대의 길이는 대략적인 속도를 나타낸다. 버깅한 표적에 대해서는 무장 운용이 가능하다.

RWS SAM 모드에서 레이더 커서를 버깅한 표적 위에 놓고 한번 더 designate를 하면 STT(Single Target Track; 단일 목표 추적) 모드로 들어간다. 여기서는 락온한 하나의 표적에 대해서 RWS SAM의 버깅한 표적과 같은 정보가 주어지며, 다른 탐색 표적들은 나타나지 않는다.

RWS SAM 모드는 표적을 락온하면서 다른 표적들을 볼 수 있는 장점이 있지만, 대신 STT모드에 비해서 락온이 풀릴 위험이 더 크다.

2) LRS 모드

LRS 모드는 원거리에 있는 대형 표적(수송기, 폭격기, AWACS기 같은)을 탐색하기 위한 모드이다. 작동원리는 RWS와 같지만, 레이더 빔이 움직이는 속도가 느리기 때문에 근거리나 고속의 표적을 탐색하는데는 적합하지 않다. 다른 모든 사항은 RWS 모드와 같으므로 구체적인 설명은 생략한다.

3) VSR 모드

VSR 모드는 기본 팰콘4.0에서의 VS모드가 이름만 바뀐 것이다. VSR 모드는 접근하는 표적만을 탐지한다.
다른 공대공 모드들은 표적을 거리에 따라 표시하지만, VSR 모드는 접근속도가 높은 표적을 레이더 위쪽에 표시한다. 예를 들면, range 1200으로 설정된 VSR 모드에 밑에서 위로 2/3높이에 있는 표적은 접근속도가 800kts라는 뜻이다. VSR 모드에서 표적을 락온하면 STT 모드가 되는데, 이때는 더 이상 접근속도대로 표시되지 않고 다른 레이더 모드처럼 거리에 따라 표적의 위치가 레이더에 표시된다.

4) TWS

TWS 모드에서는 RWS모드에서보다 조금 더 많은 정보가 제공된다. 즉, 물체들의 위치와 이동 방향, 그리고 대강의 속도, 그리고 레이더 커서를 올려놓은 표적의 고도를 알 수 있다. 대신 RWS 모드보다 최대 레이더 탐지 영역이 더 작아진다는 단점이 있다.

TWS 모드에서 표적을 designate하면 SMT 모드로 들어간다. SMT 모드는 기본적인 TWS 레이더 탐색 정보를 그대로 유지하면서 designate한 하나의 표적의 aspect angle, 헤딩, 속도, 상대속도를 알 수 있다.

SMT 모드에서 같은 표적을 한번 더 designate하면 STT 모드로 들어간다.
STT 모드는 RWS 모드에서와 같고, SMT 모드보다 표적을 놓칠 위험성이 줄어든다.
TWS 모드에는 화면 확대(Expand) 기능이 있다. MFD에서 NRM이라고 써있는 버튼을 누르면, 레이더 커서를 중심으로 레이더 화면이 4배 확대되고 NRM 글자는 EXP로 바뀐다. 새로운 레이더 모드가 아니라 단순한 화면 확대 기능이지만, 밀집해있는 표적에 대해서 매우 유용한 기능이다. NRM과 EXP는 같은 버튼으로 토글된다. 그림은 일반 모드와 확대 모드의 해상도 차이를 보여준다.

2. ACM 모드

ACM 모드는 CRM 모드와 달리, 레이더 빔이 전방을 탐색하다가 레이더에 잡히는 표적을 무조건 락온하는 방식의 레이더 모드이다. 어떤 ACM 서브모드에서든지 표적을 락온하면 STT 모드로 들어간다.
기본 레이더 모드는 CRM 모드이며 F1키를 눌러 공대공 레이더 모드를 순환해도 ACM 모드가 나오지 않는다. ACM 모드로 가는 데는 다음의 방법들이 있다.

●도그파이트 모드를 누르면 자동으로 ACM 30x20 모드가 불러진다.
●레이더 MFD의 윗줄 맨 왼쪽의 CRM이라고 써있는 버튼을 누른 후 왼쪽 세로줄에서 ACM이라고 새로 나타난 글씨 옆의 버튼을 누른다.
●CTL + F5/F6/F7/F8을 눌러 ACM 서브모드들을 직접 불러온다.

ACM 레이더는 조종사의 조작과 상관 없이 락온이 되므로, ACM 모드를 처음 불러올 때는 락온시의 레이더 전파를 상대가 눈치채지 못하게 하기 위해서 레이더가 대기 모드로 바뀌고 여기서 레이더를 활성화(CTL+R)시키거나 서브모드를 불러와야 ACM 레이더가 작동한다.
ACM 모드에서는 공대공 레이더 모드 순환 버튼(F1 키)을 누르면 30x20 서브모드, slewable 서브모드, boresight 서브모드, 10x60 서브모드들을 한번 순환한 뒤 CRM 모드로 바뀐다. 단, 어떤 ACM 서브모드에서든 레이더 커서를 움직이면 slewable 서브모드로 바뀌고, 락온 해제 버튼을 눌러서(KP . 키) ACM 락온을 풀면 ACM 10x60 모드로 바뀐다.

1) 30x20 모드

HUD 폭과 같은 가로 30 , 세로 20 의 영역에 대해서 레이더 빔이 탐색을 위해 움직인다. 탐색 주기가 길기 때문에 별로 쓰이지 않는다. 그림은 ACM 30x20 모드의 레이더와 HUD 표시이다.

2) slewable 모드

ACM 모드는 레이더 빔이 자동으로 움직이지만, slewable 모드에서는 레이더 탐색 폭은 기본적으로 30x20 모드와 유사하지만 탐색 중심점을 움직일 수 있어서, 그를 합치면 최대 60도 좌우폭과 40도 상하폭을 탐색할 수 있다. ACM 모드를 이용하되 일정한 방향을 중점적으로 탐색할 필요가 있는 특수한 경우에 쓰인다.

3) boresight 모드

레이더 빔은 전방으로 고정되고 탐색폭은 가로폭 3.3 , 세로폭 4.6 로 제한된다. 표적을 가장 신속히 락온할 수 있다는 장점이 있지만, 그를 위해서 표적을 향해 기수를 직접 올려놓아야 한다는 단점이 있다.

4) 10x60 모드

다른 레이더 모드들은 레이더 빔이 좌우로 움직이지만, 이 모드에서는 레이더 빔이 상하로 움직인다. 좌우 탐색폭은 10 이고, 상하 탐색폭은 수평에서 아래로 6 , 위로 52 를 가진다. 레이더 빔이 머리의 수직 위쪽을 탐색하므로 기체를 급격히 기울인 채로 적기를 향해 선회기동을 할 때 매우 유용한 모드이다.

[아브]

공대공 레이더는 특별한 일이 아니면 TWS 를 디폴트로 사용하기 바란다.

[민들레]

AA 레이다 운용을 집중적으로 공부중인데..책보다가 여기 글보니깐 좀더 이해가 빠르네요..감사드립니다. 독파모드에서 보어사이트로 목표 락온뒤에 락온 해제시키는게 어떤키인지...[.] 인지..x-52 쓰러틀에 버튼이 있다는데 ㅎㅎ