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  1. 2009.03.16 신형탄으로 ‘철의 장막’ 가동, 차기 대공포체계


 국방부는 대당 가격이 약 50억원에 이르는 고가의 비호자주대공포의 생산에 한계를 느끼고, 보다 저렴하면서도 우수한 성능의 달성이 가능한 <차기대공포시스템>을 개발하려 한다. 2006년에 있었던 국정감사를 통해 육군은 700문에 이르는 차기대공포 소요가 있음을 밝혔으며, 2007년 국방전시회를 통해서는 각각 로템과 두산 인프라 코어가 개발한 차륜형 차기대공포 시스템의 모크업(실물 크기의 모형- 편집자 주)이 공개되기도 했다.

 

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첫 번째, 차기대공포시스템의 등장
 합동참모본부에서 발간하는 합참지 제 28호를 통해 국방부가 개발하려 하는 방공자동화(C2A)체계와 차기대공포시스템에 대한 기본적인 윤곽이 공개되었다. 여기서 차기대공포는 단순히 30mm급 대공포 이외에, 오리콘 콘트라베이스사가 개발한 미래형 탄약시스템인 를 사용하게 될 것이며, 가격의 하락을 위해 자체적인 2차원 대공레이더는 장착하지 않을 것이다.

 

 그 대신 전체적인 대공목표에 대한 정보는 방공자동화체계(C2A)와 연동을 통해 얻을 것이며, 얻어진 정보에 따라 각각 열영상장비, 주간 광학장비, 레이저 거리측정기로 구성된 EOTS(전자광학 추적장치)을 이용한 정밀사격을 수행하게 될 것이다. 또한 획득비용 및 운용비용이 모두 비싼 비호의 궤도식 차체를 포기하고, 획득비용, 운용비 모두가 30%이상 저렴한 8x8방식의 차륜식 차량을 사용할 계획이다.

 

◆ 참조점인 스카이레인저 시스템
 한국형 차기대공포와 같은 시스템은 이미 존재하고 있으며, 그것은 독일 라인메탈사 개발한 스카이레인저(Skyranger) 시스템이다. 스카이레인저는 기동성이 떨어지는 스카이실드 시스템을 구성하는 AHEAD탄 운용능력을 지닌 35mm 기관포 포탑을 고기동성을 갖는 8x8륜 차륜식 차체에 탑재한 시스템이다. 그리고 고가의 3차원 대공레이더를 포함하는 레이더 시스템을 장착하지 않고, 대신 목표의 좌표정보는 데이터링크를 통해 얻게 된다.

 

▲ 한국형 차기대공포의 아이디어를 제공한 라인메탈사의 스카이레인저(Skyranger)이다. AHEAD탄 운용능력을 지닌 35mm기관포 포탑을 고기동성을 갖는 8x8륜 차륜식 차체에 탑재한 시스템이다.

 

 얻어진 좌표정보에 따라, 적기에 대한 탐지 및 사격을 위해서는 보다 저렴한 열영상장비, 주간 광학장비, 레이저 거리측정기로 구성된 EOTS(전자광학 추적장치)를 사용하고 있다. 사실상 대한민국 육군의 차기대공포와 스카이 레인저 시스템은 그 구조면에서 완벽히 동일한 시스템이라고 할 수 있다.

 

두 번째, 차기 대공포가 선택할 AHEAD탄 시스템
 차기 대공포 시스템의 새로운 혁신은 AHEAD탄의 사용이다. 현재 차기대공포의 구경은 정확히 결정된 것은 없으나 기존 비호 대공포와의 호환성을 고려하여 30mm급이 될 것으로 보이며, 이미 독일의 라인메탈 그룹은 자국의 푸마 보병전투차나 미 해군을 위해 30mm급 AHEAD를 ABM탄이란 이름으로 개발한 바 있다. 덕분에 한국육군의 주문에 따라 라인메탈사가 KCB 30mm기관포 규격에 맞는 AHEAD탄을 개발하거나, 아니면 국내에서 기술면허비용을 지불하고 AHEAD탄 기술을 습득해 국내에서 개발하는 방안 모두를 검토할 수 있다. 이들 획득의 문제는 방위사업청이 결정할 것이며, 지금부터는 AHEAD탄에 대해 자세히 알아보고자 한다.

 

◆ AHEAD 탄약시스템의 확산
 스위스의 Oerlikon Contraves Pyrotec AG(현재 라인메탈이 흡수함)가 개발한 AHEAD(Advanced Hit Efficiency And Destruction : 향상된 명중효과, 파괴)탄은 대공포 포구에서 전자감응방식으로 프로그램 되는 전자시한 모듈을 내장하고 있으며, 탄의 발사속도가 계속적으로 측정되어 탄속편차가 보정되도록 돼있다. 현재 개발된 35mm AHEAD탄의 탄두 내부에는 152개의 원통형 텅스텐 펠릿(자탄)이 내장되며, 각 자탄의 중량은 3.3g이다. 각 자탄은 회전 안정되며 원거리에서의 타격 확률증대를 위해 약 10도의 콘(cone) 형상의 파편 비산패턴을 갖도록 설계되어 있다.

 

▲ AHEAD탄의 전면에 장착되는 텅스텐 펠릿(자탄)의 모습이다.

 

 알려진 신관장전거리는 포구 앞으로부터 60m이상이므로 탄에 불량이 발생하더라도 차체에 피해를 입히지 않으며, 발사 후 8.19초(약 5km)후에는 자폭해 지상에 2차 피해를 일으키지 않도록 되어있다. AHEAD 기술의 핵심은 사격되는 매 발의 탄속을 측정하여 실시간으로 보정하고, 포구를 떠나는 탄의 신관에 정확한 폭발시한을 프로그램 할 수 있다는 점이다.

 

 이를 통해 목표 전면 약 5m거리에서 텅스텐 펠릿(자탄)을 방출, 거의 공백이 없는 대공방어 장벽을 형성하므로 명중률이 크게 향상됨은 물론, 피격당한 기체나 무인기, 포탄 등은 치명적인 타격을 받게 된다. 현재 AHEAD는 오리콘의 35mm급 대공포 이외에, 미 해군의 Mk 46 30mm 체인건, 독일 국방군의 푸마 보병전투차에 30mm 기관포에 채용되고 있다. 

 

세 번째, 두산 인프라 코어와 로템의 차기대공포 기술
 국방부가 약 700대에 이르는 차기대공포 수요를 내놓자, 2007년 국방전시회에서는 두산 인프라코어와 로템이 각각 차기대공포 모크업을 공개하여 자신이 기술력을 과시하였다. 특히나 로템의 경우, 차기대공포가 두산 인프라 코어가 생산하는 비호와 유사한 시스템인 만큼, 상대적으로 약한 이미지를 개선하고자 1 : 1 사이즈의 실물 모크업을 국방전시회에 공개하기도 하였다.

 

◆ 두산 인프라 코어의 차기대공포 모크업
 두산 인프라 코어는 이미 비호 대공자주포를 생산하고 있는 만큼, 비호와 완전히 유사한 30mm 쌍열 기관포 탑재포탑을 자신이 개발한 8x8 구동식 차륜식 차체에 결합한 모델을 전시하였다. 기존 비호와의 차이는 2차원 대공레이더가 없을 뿐 거의 동일하며, 다만 관계자에 따르면 무인기와 같은 소형표적에 대한 추적능력을 강화하고자 보다 성능이 개선된 EOTS 시스템을 도입한다는 언급이 있었다. 그리고 저렴한 차륜식 자체를 이용하고, 2차원 레이더가 빠지므로 그 제작비는 비호와 비교해 30%이상 저렴해질 수 있다고 언급하였다.

 

▲ 두산 인프라코어가 내놓은 차기대공포의 개념도. 전체적으로 8x8구동 차륜식 장갑차에 비호의 포탑을 올린 모습을 하고 있다.

 

◆ 로템의 차기대공포 모크업
 로템은 두산 인프라 코어와 비교해 관련기술이 부족할 것 같다는 이미지를 만회하고자 여러 가지 신기술을 개발하고 있다고 언급하였다. 기존의 비호의 송탄장치는 1열 적재만이 가능해 한 번에 사격할 수 있는 탄약의 수량이 OO발로 제한되어 있었다. 이는 분당 650발의 발사속도를 자랑하는 기관포의 장탄수로는 부족하므로, 이들 문제에 대응하고자 로템은 다열/다층으로 탄약을 적재할 수 있는 탄통과, 탄약의 걸림 없이 용이하게 탄약을 송탄할 수 있는 송탄공급로를 구성함으로써, 보다 효율적이고 많은 양의 탄약을 공급하는 새로운 기관포용 송탄장치를 개발하였다고 언급하였다. 본 기관포용 송탄장치는 특허로 기재되어 있어 본지는 이를 실어보았으며, 통상적인 기관포와 비교해 약 2~3배 정도의 사격지속 시간을 얻는 것으로 알려진다.

 

▲ 로템이 차기대공포 사업에 대응하고자 만든 모델의 개념도로, 전체적으로 두산 인프라코어의 시스템과 큰 차이를 보이지 않는다. [출처= (주)로템의 특허자료]

 

▲ 로템이 특허로 제출한 차기대공포의 포탑 시스템. 기관포와 연결된 다층으로 탄약을 적재할 수 있는 탄약보급시스템의 모습을 볼 수 있다. [출처= (주)로템의 특허자료]

 

네 번째, 차기대공포시스템의 한계와 개량
 아직 개발시작은 물론, 국방부의 공식적인 발주도 이루어지지 않은 차기대공포를 분석하는 것에는 당연히 문제가 있다. 하지만 이는 반대로 아직 개발이 시작되지 않은 만큼, RFP(성능요구서)의 강화를 통하여 보다 우수한 한국형 차기대공포로 탄생할 수 있기에, 밀리터리 리뷰는 현재 공개된 정보만을 바탕으로, 차기대공포의 한계와 개량점에 대해 알아보고자 한다.

 

◆ 강화가 필요한 사격통제장치
 대공자주포의 사격통제시스템을 구성하는 시스템 중 가장 비싼 것은 바로 2차원 혹은 3차원의 회전식 대공탐지레이더이다. 차기대공포는 가격의 하락을 위해 비호의 2차원 대공레이더를 제거하였으며, 실제 방공자동화(C2A)체계와 신형 3차원 저고도탐지레이더를 통해 정보를 제공받는 만큼 이것은 현명한 판단을 보인다. 하지만 열영상장비와 광학장비 및 레이저 거리측정기로만 구성된 EOTS만으로는 통상적인 전투기나 헬기를 대응하는데 문제가 없겠지만, 작은 체적을 갖는 무인기 혹은 JDAM이나 스텔스화 된 JSOW과 같은 새로운 공대지 표적에는 제대로 대응할 수 없다.

 

 이들 표적들은 자유 활공비행을 수행하므로 엔진과 같이 열을 발생시키는 부분이 없이 적외선 방출량이 낮고, 크기도 작아서 분해도가 떨어지는 열영상장비로는 정확한 탐지 및 추적이 곤란하고, 더욱이 레이저 거리측정기를 이용하는 것도 곤란하다. 물론 기술발전을 통해 EOTS도 성능이 향상되고 있으나, EOTS와 같은 광학기반 장비는 수증기나 비와 같은 환경에 의해 해상도의 저하가 매우 크며, 고속으로 날아가는 목표물에 대한 지속적인 위치추적 능력도 지향성 전자빔을 사용하는 목표추적레이더와 비교해 떨어진다. 특히 새로운 필요성능을 부상하고 있는 C-RAM 능력, 즉 로켓, 곡사포탄, 박격포탄에 대한 요격능력을 가지기 위해서는 정밀한 목표추적레이더의 장착이 요구된다.

 

▲ 스카이실드시스템에서 운용되는 AHEAD탄의 운용개념도. 대공포의 포구에 장착된 탄속측정기와 시한입력장치를 통해 가장 이상적인 위치에서 AHEAD탄을 방출한다.

 

◆ C-RAM 및 지대공미사일 대응능력은 필요한가?
 통상적으로 기관포를 사용해 로켓, 곡사포탄, 박격포탄을 요격하는 C-RAM의 능력은 동시에 날아오는 1~2기의 목표에만 대응할 수 있으므로, 대규모 전력을 가진 북한군 포병의 공격방어에는 의미가 없다. 하지만 청와대, 기타 전략적인 군 사령부, 공군 전투비행단의 경우에는 북한군의 대부분의 포격범위 밖에 위치하고, C-RAM이 사용될 만한 충분한 전략적 가치가 있는 장소이다. 특히 공군 전투비행단의 경우, 북한군이 전시 아군 활주로를 마비시키고자 휴대형 SAM과 박격포를 이용해 활주로를 공격하는 전술을 사용할 가능성이 100%인 만큼, 이에 대한 방호책으로 우리군 역시 C-RAM 능력을 가져야만 한다.

 

 더욱이 한국군은 평화유지활동의 증대로 인해 거의 모든 분쟁지역에 파병되어 있고, 실제 이라크 자이툰 부대가 적의 박격포 공격을 당한 사례도 있는 만큼, 이들 부대의 보호를 위해서도 C-RAM의 능력을 지닌 대공포시스템이 반드시 필요하다. 차기 대공포에 C-RAM 능력이 있다면, 이제는 기본이 되어버린 대레이더 미사일, JDAM과 같은 사정거리 30km급 유도폭탄, JSOW와 같은 활공형 정밀유도무기는 물론, 적의 공격헬기가 특히나 아군의 핵심지휘차량을 겨냥해 발사할 장거리 대전차미사일 역시 요격이 가능해지므로 그 전략, 전술적 가치는 논의할 필요도 없을 정도이다.

 

◆ C-RAM 및 지대공미사일을 위한 개량점은?
 국내에서는 AN/TPQ-36 대박격포 레이더를 보유하고 있으며, 미국의 FAAD(야전방공지휘시스템)과 비슷한 방공자동화(C2A)체계가 구축됨은 물론, 대레이더 미사일과 소형 무인기에 대한 탐지 및 추적이 가능한 3차원 저고도탐지레이더가 개발 및 배치될 계획이므로 C-RAM을 위한 기본적인 인프라는 확보되어 있다. 이제 필요한 것은 차기대공포에 라인메탈의 스카이 실드시스템이 채용한 것과 같은 I밴드 레이더와 열영상장비 등으로 구성된 목표추적레이더시스템을 장착할 필요성이 있다.

 

▲ 스카이실드에서 발사된 AHEAD탄의 사격에 의해 파괴된 AGM-65 마베릭 공대지 미사일의 모습이다.

 

 그 이유는 소형화된 목표에 대한 지속적인 정밀추적을 위해서는 강력한 지향성 레이더 빔을 발사하는 시스템이 필요로 하기 때문이다. 그나마 다행인 것은 미리 언급했듯 국내에서는 마하 2이상에다 0.1m이하의 레이더 반사면적을 지니는 대함미사일을 추적할 수 있는 목표추적레이더인 STIR와 보다 소형화된 CEROS-200 목표추적레이더가 기술도입 생산되었다. 특히나 CEROS-200급 시스템은 전체적인 시스템 모듈의 교체만으로 스카이실드가 채용한 사격통제장치와 동등한 능력을 발휘할 수 있고, 차륜식 장갑차에 탑재할 수 있을 정도로 체적이 작다.

 

 문제는 국내의 대공전 레이더시스템의 기술력은 유럽과 비교해 약 10~15년의 격차가 있다는 점이며, 레이더시스템의 개량이 말처럼 쉽게 수행되는 것이 아니라는 점이다. 때문에 무리한 국산화보다는, 라인메탈이나, 사브, 탈레스와 같은 오랜 기술기반을 갖는 유럽기업과 같이 C-RAM 능력 및 지대공미사일 요격능력을 지닌 차기대공포를 공동 개발하는 것도 검토할 필요가 있다. 물론 이들 목표추적레이더의 가격은 EOTS보다는 비싼 편이지만, 전술적 가치를 떨어지는 많은 도입수량보다, 분명한 전술적 가치를 가지는 적은 수량이 보다 유리하다고 판단된다.

 

 차기대공포에 C-RAM능력이 주어지고, 이것이 한국형 방공자동화(C2A) 체계와 연동되며, 동시에 어느정도의 수량을 확보한다면, 군의 전략시스템 방어는 물론, 북한의 장거리 방사포공격에 대응해 사회의 핵심 인프라인 통신, 전력, 상수도, 가스저장소와 같은 전략전 시설에 대한 방어가 가능해질 것이다. 이는 북한의 방사포는 상대적으로 정밀도가 떨어지며 동시에 발사될 수 있는 수량에도 한계가 있으므로, 핵심적인 거점에 차기대공포를 배치할 경우, 목표를 향해 정밀히 착탄되는 방사포의 로켓탄도 막아낼 수 있을 것으로 판단되는 것이다.

 

다섯 번째, 천마 단거리 대공미사일 개량프로젝트
 천마 개량프로젝트의 정책은 2006년에 있었던 국정감사를 통해 알려진 것이며, 관계자에 따르면 현재 약 9.6km로 알려진 천마의 대공미사일의 사정거리를 15km정도로 연장하려는 계획이 진행 중에 있다. 이는 국방개혁 2020에 따라, 군단의 작전영역이 크게 증대됨에 따라, 점 방어를 수행하는 비호와 달리, 지역거점 방어를 수행하는 천마의 방호면적이 보다 넓어져야 했기 때문이다.

 

▲ 천마는 단거리 대공미사일시스템이다. 유도장치로 대공탐지레이더, 추적레이더, 주간카메라, 적외선 측각기를 보유하고 있으며, 구성시스템의 대부분이 삼성탈레스에 의해 국산화되었다.

 

◆ 천마대공미사일의 개량
 천마의 사정거리를 연장해야하나, 문제는 기존에 생산된 천마미사일과의 호환성을 생각한다면 발사대의 크기는 그대로 유지될 필요가 있었다. 이들 모순적인 문제점을 극복하고자 도입된 것은 <다중펄스로켓>기술의 동원이다. 현재 KM-SAM에도 적용되고 있는 본 기술은, 통상적으로 로켓은 초기부스터 과정에서 많은 에너지가 필요할 뿐, 통상적인 비행에서는 그렇게 많은 에너지가 필요없다.

 

 그런데 1단식 로켓은 초기 부스터과정에서 통상비행에 이르는 전체과정에서 동일한 크기의 에너지를 방출하므로 낭비가 심했다. 이에 고체로켓 중간에 격벽을 설치하여, 부스터 과정의 추진에너지 방출단계와 함께, 통상 비행단계의 추진에너지 방출을 구분하는 방법을 통하여 상당한 사거리 연장효과를 얻을 수 있는 다중펄스로켓이 개발되었다. 이들 다중펄스로켓과 함께, 보다 가벼운 전자부품의 사용과 내부 구조시스템의 경량화 등을 통해 천마의 사정거리는 15km로 늘어나지만, 문제는 개량이 단순한 사정거리 연장으로 끝날 계획이라는 점이다.

 

▲ 천마에 사용되는 사정거리 9.6km급의 대공미사일 구조도.

 

◆ 천마대공미사일의 개량의 한계
 15km의 사정거리는 지금의 기준에서도 괜찮은 편이지만, 문제는 천마 역시 비호와 마찬가지로 전투기나 헬기에 맞추어 개발되어, 최신형 대공전 시스템인 MMEV나 Pantsir-S1와 같은 무인기나 공대지 유도미사일와 같은 소형 표적에 대한 요격능력이 없다. 때문에 개량을 통하여 소형화된 무인기나 공대지 미사일을 탐지해서 요격하는 개념을 천마 역시 도입해야만 한다.

 

 이를 위한 개량점을 전문가에게 문의한 결과, 기존 천마에 장착된 외견적으로 3차원 레이더이지만, 실제로는 방위와 거리만을 알 수 있는 2차원 레이더를 위/아래로 중첩시켜 3차원 레이더의 효과를 발휘하는 <변형된 2차원 레이더>에 가까운 레이더시스템을, 0.1m급의 RCS를 갖는 목표도 추적할 수 있는 발전형 3차원 레이더로 교체할 필요가 있다고 한다. 또한 천마에 장착된 추적레이더도 보다 정교한 것으로 교체할 필요가 있지만, 대신 정밀한 유도가 가능한 시선지령유도방식(CLOS)은 그대로 사용해도 무방하다.

 

 다만 소형 무인기나 공대지 미사일의 요격에 대응하도록 천마대공미사일이 적용한 <레이저 근접신관시스템> 역시 개량될 필요가 있다. 천마에게 너무 지나친 요구가 아니냐는 언급이 당연하겠지만, 천마보다 성능적으로 훨씬 우수한 Pantsir-S1의 양산가격(1,600만 달러)이 천마(약 150억원)와 동등한 상황이다. 국민의 값비싼 세금이 들어가는 국방시스템에 애국심을 대입하는 시대는 이미 지나가고 있는 것이다.

 

▲ 국방과학연구소와 육군 역시 궁극적으로 러시아의 Pantsir-S1과 같은 차기 대공포시스템을 개발할 계획이지만, 이는 너무 늦은 감이 있다. 지금이라도 적극적인 개량 계획을 통해 천마와 성능을 강화할 필요가 있다.

 

정리하며...
 국내의 기술수준을 넘어서는, 국제적으로 가장 우수한 시스템을 가지고, 국내의 대공전시스템을 비교하는 ‘아마추어’다운 비교자리를 가져보았다. 이는 분명한 모순이며, 원래 기술개발은 시행착오와 축적의 과정이 필요한 만큼, 선진국과 적어도 10년의 기술차이를 가지는 국내의 기술시스템에게 무리한 부탁을 하는 것도 분명하다.

 

 하지만 국민의 혈세로 만들어진 무기시스템이, 등장과 동시에 국제적 기준과 비교해 약 20년 뒤져있다는 것이 보다 큰 문제이기에 이를 제기해 보았다. 사실 국내의 기술자들처럼 애국심과 사명감을 가지고, 제한된 자원을 통해 무기시스템을 개발하는 이들도 없고, 그들은 분명히 존경받아야만 할 것이다. 그러나 국내 기술집단의 사정만을 봐주면서 노후화된 시스템을 구매하기에는 우리에게는 너무나 여력과 자원이 없다. 그리고 지금은 공동개발이나 기술협력 등을 통해 발전된 기술력을 얻는 방법이 보다 다양해지고 있으므로, 이들 시스템을 이용해 보다 고도화된 한국형 무기시스템을 개발할 수도 있는 것이다.

 

 대한민국은 시간도, 자원도 부족한 나라지만, 가해지는 군사적 위협만큼은 세계적이고 가혹한 나라이다. 그렇기에 이 나라에 태어난 국민이라면 이 말도 안되는 모순과 싸울 의무가 있는 것이다.

 

 ‘차기대공포’ 체계와 ‘천마’ 개량프로젝트 자세히보기

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 현대전에 부적합, ‘비호 대공포’ 가야 할 길은?

 ‘적기 낚아채는 거미줄 공격’ 육군 방공시스템

   

기사제공= 월간 밀리터리 리뷰 2008년 6월호



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Posted by e밀리터리안

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