차세대 살포형 지뢰개발 개념
http://www.add.re.kr/infor/journal/j_dti/0012/c4.htm
미 육군의 ARDEC(Armament Research Development and Engineering Center)은 최근에 완료된 계약 내용에 따라, 한 팀의 기술 전문가와 용역 제공자들이 지역거부 또는 기선제약(area denial) 목적을 살리면서 센서로 대체할 수 있는 대인지뢰개발을 입증하기 위하여 함께 회동하였다. 'Area Denial' 이란 적군을 파괴하거나 이동속도를 지연시키고 또한, 아군의 공격을 받을 수 있는 상황으로 적을 유인하기 위하여 사용되는 전쟁의 필수 요소이기도 하다. 현재 미국의 WSTIAC(Weapon Systems Technology Information Analysis Center)는 ARDEC과의 새로운 계약 아래, Area Denial Anti-Vehicle 개념의 비교 선택기법을 활용하면서 현존 하드웨어를 개량하기 위하여, 전문가와 용역 제공자들로 구성된 집단을 계속 고용하고 있다.
차세대 살포형 지뢰(NGSM : Next Generation of Scatterable Mines)에 적용되는 Area Denial 개념은 현재의 FASCAM(Family of Scatterable Mines)의 비용과 군수지원 요소를 크게 감소시키는 반면에, 현재의 효율성을 유지 내지는 개선하는 방향으로 목표를 잡고 있다. 지뢰의 감지 반경을 늘리고 일정 수준의 탄두 이동성을 구사하여 각 지뢰는 보다 넓은 주변 지역을 보호할 수 있으며, 따라서 단위 지뢰밭 당 요구되는 지뢰 수를 줄 일 수 있다. 살포 가능한 지뢰 수에 대한 군수 비용을 줄이는 문제는 미래 전투시스템(FCS : Future Combat System)을 가볍게 만드는 미 육군의 현 개념을 직접적으로 지원하는 것이다. 미 육군의 ARDEC은 ADS(Area Denial System)을 정착시키기 위하여 차세대 살포 지뢰를 발전시키고 있다. 차세대 살포 지뢰는 ADS에게 아래 그림 1에서 기술한 여러 가지 이점을 부여하고 있다.
그림 1. 차세대 살포지뢰 Area Denial 아키텍처
차세대 살포 지뢰의 개념은 Volcano Launcher 같은 운반체와 양립하는 것이 바람직하며, 이 운반체는 960m × 150m의 지뢰밭에 불규칙적으로 지뢰를 살포시킬 수 있다.
미래의 운반체로 고려되고 있는 것은 Smart Carrier와 UAV(무인 비행체)가 있다.
한 개의 통신 노드(node)를 가지고 원격으로 지뢰밭을 활성화시킬 수도 있고 비활성화 시키기도 한다.
현재 살포 가능한 대전차 지뢰(FASCAM)는 파괴를 달성하기 위하여, 주어진 지뢰 밀도에 대하여 지뢰 위를 굴러가는 표적의 확률에 의존한다. 차세대 살포 지뢰는 먼 거리에서 표적을 탐지하고, 늘어난 사정권 안에서 표적을 향해 탄두를 발사시킨다.
차세대 살포 지뢰는 기동성과 표적 탐지 및 추적 능력을 도입한 지능적인 지뢰접근 방식을 채택하여 표적을 향해서 이동하고 탄을 발사 할 수 있는 능력을 가지고 있다. 이와 같이 차세대 살포 지뢰는 그 치명성을 발휘할 수 있는 반경을 제로 상태에서 탄두 관통이 확실시되는 거리까지 증가시킬 수 있다. 실제로, 표적 탐지의 폭이 크게 증가되어 지뢰에 당할 가능성도 그만큼 커진 셈이다. 그림 2, 3에서 나타낸 바와 같이 치명성에 영향을 미치는 반경이 가장 작게 증가된 경우에도, 재래식 FASCOM 지뢰밭에 비하여 차세대 살포지뢰의 경우 그 밀도, 비용 및 군수 지원 등이 크게 감소함을 알 수 있다.
그림 2. FASCAM으로 지뢰를 만나게 될 확율
그림 3. NGSM으로 지뢰를 만나게 될 확율
차세대 살포 지뢰
지역 거부를 도모하기 위한 차세대 살포지뢰를 개발하기 위해서, 4가지의 접근 방식이 전문가들에 의해서 검토되어 왔고, 상기 프로그램을 통해서 개념 연구가 진행되고 있다. 새로운 지뢰 개념과 최적으로 양립하고 효과적으로 장갑 및 차량 표적물을 파괴할 수 있는 것을 결정하기 위하여, 여러 가지 탄두가 분석되고 있는 중인데 다음과 같은 것들이 검토되고 있다.
1) 지능 시스템을 위한 SAIC 센터는 시제형의 모터화된 SUBOT(그림 4참조)를 개발하고 있다. 이 지뢰는 자체에 장착된 센서의 도움으로 표적에 접근한다. 일단 표적에 접근하게 되면 탄두가 폭발하여 표적 차량이 파괴된다.
그림 4. Motorized SUBOT
2) Tracer Round사는 Spider라고 부르는 시제형 지뢰를 개발하고 있는데, 이 지뢰는 표적에 자신이 달라붙는 tethered mechanism(사슬형 기구)를 사용하고 있다. 일단 표적에 부착되면, EFP 탄두는 사슬을 따라 표적을 향해 폭발하게 된다.
그림 5. Spider 탄두 형상
3) WSTIAC가 개발중인 SAM(Side Attack Mine)은 지상에 있는 고정 위치로부터 회전하면서 표적을 추적 및 획득하고, 원거리에서 탄두를 가지고 표적의 측면을 공격한다 (그림 6 참조).
그림 6. SAM의 개념도
4) WSTIAC가 개발중인 두 번째의 지뢰 개념인 Bounder는, 지상에서 1m 정도 튀어올라와 표적을 추적하고 원거리에서 탄두로 공격함으로써 가시선 상에 있는 장애물을 극복할 수 있다(그림 7 참조).
그림 7. Bounding Munition(탄)의 개념도
센서
위에 언급한 개념들을 구현하기 위해선, 표적을 탐지하고 표적의 모습과 거리를 측정하는 센서의 적용이 필수적이다. 탐지 범위는 지뢰가 표적의 통로를 차단하거나 탄두를 표적으로 향하게 하는 반응 시간을 보상하기 위하여, 살상 범위를 능가할 수도 있다. 상기한 개념을 실현하는데 최적의 방법이 어떤 것인지 식별하기 위하여, 다양하게 구성된 센서의 접근 방식이 비교 검토되고 있다.
Quantum Magnetics Inc.사는 자기 저항성(magneto-resistive) 센서에 기초한 경사 자기계(磁氣計: gradient magnetometer)를 입증 시범할 예정이다. 야외 실험이 금년에 실시될 예정이며 표적 탐지의 범위와 정확성, 표적 형태의 분별 그리고 다수 표적의 해상도 등을 평가하게 된다.
SenTech사 또한 음향 및 레이저가 결합된 거리측정 센서를 제작하고 있으며, 금 년 중 시험할 예정이다. 이 방식은 이전에 ARDEC 프로그램으로 개발된 음향 센싱이 표적의 모습과 신호 정보를 제공하는데, 여기에 COTS 레이저 거리 측정기를 보완시킨 것이다.
Ohio 주립대학의 전자과학 연구소는 지뢰와 이것을 배치할 때 양립할 수 있는 안테나 및 ultra-wide band 레이더를 연구하고 있다. 이전에 있던 프로그램으로부터 시작된 실험이 현재 진행되고 있는데, 이것을 통해 낙엽군을 관통할 수 있는 가능성과 지표 상에서 전파 범위를 입증할 예정이다.
이외에도 광섬유 trip wire 같이, 잠재력이 있는 다른 센싱 메커니즘이 WSTIAC 에서 검토되고 있다.
종합
차세대 살포 지뢰 개발을 위하여 Area Denial을 강조하고 있는 현재의 프로그램은 2 단계로 수행되고 있다. 1 단계는 대차량 지뢰의 살상 반경을 본질적으로 증대시키기 위하여, 4가지 개념을 입증하는 것이 최종 목표이다. 1 단계 입증이 표적을 탐지하고 획득하는 센서들을 사용하지 않는 반면에, 2 단계 입증에선 검토 대상이 되는 센서들을 분석하고 그들 센서 개념을 식별하기 위해서 입증 시험을 하게 된다. 2 단계의 최종 목표는 표적의 파괴 능력을 입증하는 자율조정에 의한 표적 탐지 및 획득이다. <ijyoo@sunam.kreonet.re.kr>