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  1. 2009.05.01 개량통해 완벽성능, K21 보병전투차 ‘완성형’

▲ 독자들의 이해를 돕기 위해 구현한 K21 보병전투차 완성형 CG이다. 비활성 반응장갑과 함께, 포탑상부에 크세논(Xenon)램프로 구성된 DIRCM 장치가 구현되어 있다.

 

 K21 보병전투차는 2008년에 시험평가를 끝내고, 2009년부터 본격적인 양산 및 배치에 들어갈 차기형 전투차량이다. 화력과 기동성면에서는 현존하는 어떠한 최신형 보병전투차에 뒤떨어지지 않는 존재이지만, 방어성능 만큼은 서방의 1990년대 수준을 유지해 아직은 취약한 모습이다. 방어력 문제에 대응해 현재 Nx-RA급의 장갑시스템과 함께, EADS사의 MUSS와 동등한 성능을 갖는 한국형 DIRCM 시스템의 적용이 고려되고 있다.

 

 K21 보병전투차와 KHP를 위한 ‘한국형 방어체계’

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K21 보병전투차는 어떻게 개량되는가?
 DIRCM 특집을 준비한 것은 이번 2008년 16차 지상무기학술대회를 통해 국방과학연구소가 실제 개발을 수행했던 제 1체계분과에서 ‘K21 보병전투장갑차 성능개량요소 분석’이라는 논문을 통하여, K21이 어떤 방식으로 개량이 진행될 것인지에 대한 분석과 평가가 있었기 때문이다. 현재 K21 보병전투차는 UV-MWS, LWR과 K-415 연막탄 발사기를 적용하고 있으며, 여기에 Nx-RA급의 비활성 반응장갑을 개발해 적용될 계획임이 이번 16차 지상무기학술대회를 통해 공개되었다.

 

 특히 새로운 뉴스로 K21을 위하여 지상장비용 ‘DIRCM(Directed Infrared Countermeasures : 지향성 적외선 방해장비’의 적용이 검토되고 있으며, 이미 KHP(한국형 기동헬기사업) 프로젝트를 위해 2009~2013년 사이에 ‘한국형 DIRCM장비’가 개발되고 있으므로, 이것의 채용이 매우 용이할 것이라는 내용을 담고 있었다. 지상용 DIRCM 시스템은 북한군이 보유한 AT-3 대전차 미사일은 물론, 러시아가 보유한 모든 종류의 유선유도형 대전차미사일과 그 동안 대응책이 없었던 AGM-65 마베릭, 재블린, 스파이크와 같은 3세대 대전차무기에도 대응할 수 있는 혁신적인 방어시스템으로 기대받고 있다. 이에 K21 보병전투차는 물론 K2 흑표 전차와 기타 한국형 기계장비에 도입될 가능성이 높은 ‘지상용 DIRCM’의 등장, 발전, 성능, 배치와 관련된 작은 특집을 준비해 보았다.

 

▲ K21 보병전투차의 구조와 적용될 개량시스템

 

◆ K21을 위한 DIRCM의 장착
 K21 보병전투차의 시험용 차량에는 차체방어를 위해 국산형 레이저 위협경보장치(LWR)과 독일제 AN/AAR-54 미사일 위협경보장치(MWS)를 장착하고 있다. 이들 위협탐지 장비로 부터 얻어진 위협정보에 따라 66mm 구경의 ‘K-415 적외선 차장 연막탄’을 발사해, 이때 만들어진 황동(黃銅)연막을 통해 각각 가시광선, 적외선, 레이저를 차단하는 방어시스템이 현재 장착되어 있다. 문제는 K-415 연막탄을 발사할 경우, 약 45초간 K-21 보병전투차 역시 탑재된 모든 종류의 감시용 장비의 사용 역시 차단된다는 점이다.

 

 더욱이 45초의 암흑시간이면, 핵심위협이 되는 적의 중/장거리 대전차 미사일 사수는 자신의 1차 발사위치를 벗어남과 동시에, 재빨리 2번째 후속탄을 재장전하여 다시 K21을 노릴 수 있다. 이때문에 가장 이상적인 방안은 현존하는 대부분의 중/장거리 대전차미사일의 유도를 무력화시키면서도, K21 보병전투차에 탑재된 탐지시스템의 관측이 방해받지 않아 적의 대전차 사수의 위치를 알아내어 이를 확실히 제거하는 것이다.

 

▲ K21 보병전투차 포탑을 확대한 것으로, 원형의 광학창이 독일 EADS사제 AN/AAR-54 미사일 경보기(MWS)이며, 그 밑이 한국형 K-415 다영역 연막탄이다.

 

 위 요구는 모순으로도 생각되지만, 실제로 요구사항을 만족시키는 대응시스템이 독일 EADS社를 통해 개발되었다. ‘MUSS시스템’으로 호칭되는 본 시스템은 세계 2번째의 지상용 DIRCM 장비로써, 연막탄의 사용 없이 현존하는 거의 모든 종류의 유선유도 대전차미사일과 함께, 최첨단의 대전차미사일까지 방해하여 무력화시킬 수 있다고 한다. 국내에서는 현재 K21 보병전투차와 KHP을 위하여 한국형 미사일 경보장치(UV-MWS)를 개발하는 계획이 2006년 10월부터 2010년 9월까지의 예정으로 진행되고 있다.

 

 여기에다 2009~2013년까지 KHP를 위하여 ‘크세논(Xenon)램프’를 사용하는 DIRCM용 적외선 방해장치가 개발되고 있으므로, 양자의 결합을 통해 EADS의 MUSS와 동급의 성능을 지니는 한국형 지상용 DIRCM의 개발하는 것이 가능하게 되었다.

 

첫 번째, DIRCM시스템이란 무엇인가?
 DIRCM(Directed Infrared Countermeasures : 지향성 적외선 방해장비)은 그야말로 지향성의 강력한 적외선 광선을 사용해, 적외선을 기반으로 운용되는 유도미사일 체계를 방해하는 Soft Kill 장비이다. 본 장비는 갑자기 개발된 것이 아닌, 군용헬기에 표준적으로 사용되는 AN/ALQ-144과 같은 IRCM(Infrared Countermeasures  : 적외선 방해장비)의 발전형에 해당된다. 1960년대, 구소련과 미국은 근적외선(1.7~2.4㎛)대역을 탐지하는 ‘황화카드늄(CdS)>시커’를 사용하는 SA-7과 레드아이 지대공미사일을 개발했는데, 이들은 월남전, 4차 중동전 아프가니스탄 전쟁기간 중 최소한 750기의 전투기를 떨어뜨리거나 파손시켰다.

 

▲ 미 육군 계열의 거의 모든 수송/공격헬기에 표준적으로 장착된 AN/ALQ-144 IRCM이다. 360도 전체 각도에 걸쳐 강력한 근적외선을 발사하여, SA-7이나 레드아이와 같은 근적외선 유도형 지대공미사일을 방해한다.

 

 이들 1세대 적외선 유도미사일에 대응하고자 미국은 AN/ALQ-144 IRCM(Infrared Countermeasures : 적외선 방해장비)를 개발했는데, 본 장비는 360도 전체 각도에 대해 고출력의 근적외선(1.7~2.4㎛)을 방사하여, 근적외선(1.7~2.4㎛)대역을 사용하는 SA-7과 레드아이와 같은 1세대 적외선 유도미사일의 시커를 방해할 수 있었다. 문제는 1980년대 후반, 구소련에서는 중적외선(3.6~5.2㎛)용 탐지할 수 있는 ‘인듐안티몬(InSb)’시커와, 근적외선(1.7~2.4㎛)대역을 탐지하는 ‘황화카드늄(CdS)시커’를 2중으로 장착한 제 3세대  ‘SA-18 이글라(Igla)’를 개발, 기존의 IRCM은 물론, 마그네슘을 연소시켜 광대역의 적외선 차단막을 만들어내는 플레어(Flare)에도 방해받지 않고 적기를 추적할 수 있었다.

 

 이들 새로운 제 3세대 적외선 유도형 지대공 미사일은 그야말로 공포가 되었다. FIM-92 스팅어는 아프가니스탄을 침공한 소련군에 대항하도록 무자헤딘에게 공급되어 약 80%의 명중률을 보이면서 Mi-24 및 Su-25를 포함하는 약 270대의 구소련 항공기를 격추하는 전과를 올렸다. SA-18 이글라(Igla) 역시 걸프전 당시 최소 13대 이상의 연합군 전투기를 격추시켰으며, 체첸 침공작전 시 러시아군은 자국이 생산한 SA-18에 의하여 최소 6대 이상의 기체를 상실하였다. 이외에도 세르비아군은 SA-18 Igla와 대공포를 사용하여 총 238발의 토마호크 순항미사일을 격추시켰다고 주장하고 있는데, 덧붙여지는 부언으로 ‘최고의 순항미사일 요격체’가 바로 SA-18 Igla라고 언급하고 있기도 하다.

 

◆ 새로운 DIRCM 장비의 탄생
 서방측은 FIM-92 스팅어의 전과에 환호하면서도 동시에 동일성능을 갖는 구소련군 지대공 미사일에 의해 자국의 저고도 공중전력이 괴멸당할 수 있다는 공포를 느끼게 되었다. 문제는 근적외선(1.7~2.4㎛)대역은 몰라도, 강력한 복사열에 해당하는 중적외선(3.6~5.2㎛)대역은 높은 에너지 레벨을 가지고 있었고, 여기에다 제 3세대 미사일의 적외선 시커는 특정적인 화면패턴을 분석할 수 있는 ‘주사(走査)방식’을 사용하고 있어, 기존의 AN/ALQ-144 IRCM과 같이 360도 전체 각도에 걸쳐 효과적인 적외선 방해시스템을 개발하는 것은 불가능했다.

 

 유일한 해결방법은 근적외선(1.7~2.4㎛) / 중적외선(3.6~5.2㎛)탐지용 센서를 가지고 접근하는 제 3세대 적외선 유도미사일의 위치를 정확히 탐지한 이후, 미사일의 적외선 유도시커부를 지향(Directed)하여 고출력 근적외선(1.7~2.4㎛) / 중적외선(3.6~5.2㎛)대역의 적외선 방해를 수행하여 시커(눈)를 완전히 방해하는 장비를 개발하는 것이었다. 본 장비의 첫 시작점은 1990년대 후반에 AN/AAR-57과 같은 자외선(UV)대역을 이용하는 미사일 위협경보장치(MWS)가 개발됨으로써, 우선 지대공미사일의 경보 및 접근좌표 표적에 대한 문제점을 해결할 수 있게 되었다.

 

▲ 이스라엘이 개발한 AERO-GEM DIRCM에 사용되는 크세논(Xenon)램프로 만들어진 적외선 방해장치이다. 국내에서도 사진과 거의 비슷한 구조로 된 크세논(Xenon)램프로 만들어진 한국형 적외선 방해장치를 개발하고 있다.

 

 이렇게 접근좌표를 알 수 있게 되자, 근적외선과 중적외선에 이르는 넓은 대역의 광에너지를 만들어낼 수 있음은 물론, 전자제어를 통해 재밍패턴을 변화시킬 수 있는 ‘크세논(Xenon) 램프’를 결합하자는 아이디어가 나왔다. 결국 AN/AAR-57 미사일 경보기와 크세논 램프를 묶어 약 6년의 개발기간과 2억 7,000만 달러의 비용을 투자해 영국의 GEC-Marconi와 미국의 노드롭 그루만이 공동으로 개발한 것이 바로 최초의 DIRCM인 ‘AN/AAQ-24 네메시스(NEMESIS)’이다. 개발된 네메시스는 적외선 시커에 지향해 추적하면서 고출력의 적외선 재밍빔을 방사하므로 DIRCM(Directed Infrared Countermeasures : 지향성 적외선 방해장비)라는 새로운 분류명칭을 가지게 되었다.

 

 본 장비는 영국해군의 EH-101 멀린에 최초로 장비된 이후, 미 공군의 C-17, C-130 등은 물론, 대한민국 공군이 보유하게될 E-737 조기경보기에도 장착될 예정으로 있다. 그리고 네메시스의 공동개발사인 노스롭 그루먼은, 네메시스의 개조형을 M2 브래들리 보병전투차에 장착해 테스트함으로써, 세계최초의 지상용 DIRCM을 개발하기에 이른다.

 

두 번째, 1세대 지상용 IRCM의 등장
 1970년대 중반부터 구소련과 미국은 AT-4와 TOW로 호칭되는 2세대 유선유도방식의 대전차 미사일을 대량으로 보급하기에 이른다. 이들 유선유도 대전차미사일은 우수한 사수가 운용할 경우, 약 80%이상의 명중률을 자랑했지만, 간혹 원인을 알 수 없는 이유로 유도를 잃고 통제불능 상태에 빠진다는 문제점이 발견되었다. 정밀한 조사 결과, 공지합동 훈련을 위해 상공에 대기중인 헬기의 AN/ALQ-144 IRCM 등과 같은 적외선 방해장비에서 발사되는 적외선이, 유선유도 대전차미사일의 유도를 방해한다는 사실이 밝혀지게 되었다.

 

▲ TOW-2 대전차 미사일의 구조도이다. 후방부에 자신의 위치를 유도시스템에 알려주기 위한 적외선 신호방출기(Thermal Beacon) 크세논 신호방출기(Xenon Beacon)가 장착된 것을 볼 수 있다.

 

◆ 방해받는 대전차 미사일
 2세대 유선유도형 대전차 미사일은 사수가 조준선을 유지하면, 대전차 미사일 스스로가 사수가 조준한 조준선으로 유도되어 날아가는 시스템이다. 이것이 가능한 것은, 통상적인 TOW와 같은 2세대 유선유도형 대전차미사일의 후미부에는 ‘적외선 신호방출기(비콘)’가 장착되어 있어, 이를 통해 유도시스템(사수가 있는)은 대전차 미사일의 위치를 알게 되어 자동으로 대전차미사일을 사수가 설정한 위치로 이동시킬 수 있게 된다. 문제는 대전차 미사일이 사용하는 적외선 신호방출기는 근적외선(0.7∼2.4㎛대역)을 사용하므로, 근적외선 유도형 지대공미사일을 혼란시키도록 헬기에 장착된 IRCM에 의해 똑같이 방해받을 수 있다는 점이었다.

 

◆ 1세대 지상용 IRCM의 등장
 1979년, 이란에서 호메이니에 의한 회교혁명이 일어나자 서방측에서 훈련받은 장교와 부사관을 통해 운용되던 이란의 군사시스템은 붕괴되었다. 이틈을 놓치지 않고 1980년, 이라크의 독재자 사담 후세인은 이란 침공작전을 수행, 작전 첫날에만 최대 80km까지 들어간 작전부대가 있을 정도로 큰 성공을 거두었다. 이런 추세라면 이라크 군대는 일주일 테헤란을 정복할 수 있을 것처럼 보였다. 이란의 국운이 위태롭게 되자, 이슬람의 종교지도자들은 국가의 생존을 위하여 이른 바 반역자로 투옥되어 있던 미국 유학출신의 장교들과 부사관들을 풀어주었고, 이들에 의해 미국이 대소련 방어를 목적으로 넘겨주었던 최신형 무기시스템이 활용되기에 이른다.

 

 이란군의 무기체계 중에 무엇보다 위력적이었던 것은 바로 ‘TOW 대전차 미사일’이었다. 이라크군의 기계화부대는 이란군의 AH-IJ 코브라 공격헬기와 매복한 TOW 지프에서 발사되는 TOW 대전차 미사일에 의해 번번이 그 전진을 저지당하였던 것이다. TOW를 비롯한 유선유도형 장거리 대전차 미사일에 의한 피해가 커지자 이라크군은 체계적인 대응을 고려하기 시작했으며, 이때 이라크군은 작은 장치의 도움을 받게 된다. 본 장비는 구소련군의 무관단이 기술적 자문을 제공한 것으로 알려진, 유선유도대전차미사일의 적외선 신호방출기를 방해하는 지상용 적외선 방해장비(IRCM)였다.

 

◆ 1세대 지상용 IRCM의 구조
 이라크군이 개발한 지상용 IRCM(적외선 방해장비)은 대전차미사일의 적외선 신호방출기가 사용하는 근적외선(0.7∼2.4㎛)을 방해하고자 동일한 대역의 고출력 근적외선을 방출하는 간단한 적외선 램프였다. 근적외선을 방출할 수 있는 램프로는 산업용으로 널리 사용되는 ‘알카리 증기 아크램프’ 혹은 간단한 ‘탄소봉 램프’가 있었으므로, 곧 간단히 개조된 적외선 방해용 램프가 ‘Dazzle(현혹)’이란 이름으로 이라크의 T-72 전차 등의 기갑장비에 장비되기 시작한다.

 

▲ 이라크군 T-72 전차에 장착된 Dazzle 지상용 IRCM 방해장치이다. 간단한 탄소봉 램프를 이용해 고출력 근적외선(0.7∼2.4㎛)을 방출하여 이란군의 TOW 대전차미사일을 방해할 수 있었다.

 

 효과는 훌륭한 것이었다. 적외선 램프(IRCM)는 포탑에 전방부를 향하여 고정되어 있었지만, 그래도 포탑전방 약 40~60도 각도로 다가오는 대부분의 유선유도 대전차미사일의 유도를 무력화시켰던 것이다. 이들 장비의 우수성은 곧바로 구소련 군사고문단을 통하여 구소련 본국에게 전해졌으며, 영국과 이스라엘 역시 관련정보를 수집하여 새로운 대전차 재밍장비의 존재를 알게 되었다.

 

세 번째, 2세대 지상용 IRCM의 등장과 발전
 이란-이라크(1980~1990년)전쟁을 통해 전차용 IRCM의 가능성이 증명되자, 구소련은 물론 영국과 이스라엘에서 전차용 IRCM 장비개발을 시작하였다. 개발의 방식은 이미 개발된 헬기용 AN/ALQ-144 IRCM 장비를 그대로 지상장비에 옮기는 것이었지만, 문제는 헬기용 IRCM처럼 360도 전 각도로 적외선을 방출하는 장비를 장착하면, 간단한 적외선 관측용 야시경을 착용한 적에게 쉽사리 노출된다는 점이었다. 이들 이유 외에도 통상적인 전차가 공급할 수 전기출력은 약 1kW 정도로, AN/ALQ-144가 사용하는 1.68kW 출력을 발휘하는데도 한계가 있었으므로, 주로 제한된 각도에서 사용될 수 있는 출력 1kW급의 지상용 IRCM이 개발되기에 이른다. 대표적인 모델을 살펴보면,

 

◆ 러시아의 Shtora 시스템
 가장 대표적인 IRCM시스템으로 러시아가 1990년대 중반에 러시아 육군이 개발한 쇼트라(Shtora), 전문적으론 전자-광학 대응수단(countermeasures)으로 불리는 시스템이 있다. 등장 후 러시아 육군의 주력전차인 T-90S의 기본 장착된 Shtora 시스템은 상트페테르부르크에 있는 VNII Transmash사와 모스크바에 있는 Elers-Elektron사가 개발한 소프트 킬(Soft Kill)시스템이다. Shtora 시스템의 재밍방법은 앞서 언급한 이라크군 Dazzle시스템과 동등하지만, 그 구조는 보다 복잡해 첫 번째로 대전차 미사일을 직접 교란하는 Dazzle과 같은 IRCM 방해장치가 있고, 두 번째로 레이저 위협경보기, 세 번째로 다영역 연막탄 발사기, 네 번째로 시스템 통제시스템으로 구성되어있다.

 

▲ 러시아의 T-90S 전차에 장착된 Shtora시스템의 모습이다. 주포 옆에 발사된 사각형 상자가 고출력 근적외선 램프이며, 근적외선 방출 램프의 유리부를 보호하고자 평시에는 사진과 같은 원형의 커버로 보호되고 있다.

 

 이들 중 핵심인 ‘전자-광학 방해장치’는 T-90S전차의 주포 양측에 장착된 램프형 장비로, 미 육군의 TOW나 드래곤이 사용하는 0.7∼2.4㎛대역의 근 적외선 신호방출기를 모방한 가짜 영상을 생성, 미사일 추적기를 속이게 된다. 이 때 발사되는 기만 적외선의 방출범위는 고각 4도  선회각 20도 , 빛의 강도는 20 밀리 칸델라(milli candela)에 1kW의 전력을 소모하는데, 이 정도의 출력이면 반경 3,000~4,000m내의 거의 모든 대전차 미사일 유도장비를 마비시킬 수 있다.

 

 문제가 있다면 장착된 2개의 IRCM 장비는 포탑전방에 고정되어 있는 것과 비교해, 유도형 대전차미사일의 접근을 경보하고, 추적 및 분석을 수행할 수 있는 탐지장비가 없으므로, IRCM의 재밍범위를 벗어나는 각도로 날아오는 대전차미사일에 대해서는 대응할 수 없었다. 이들 문제로 인해 러시아는 Shtora와 함께, 대전차 미사일의 접근을 탐지할 수 있도록 레이더를 장착하고 있는 ARENA-E와 같은 Hard Kill 능동 방어시스템을 통합해 운용하는 것을 권장하고 있다. Shtora 시스템은 위의 능력을 이용, 적의 대전차미사일과 대전차헬기, 전차 모두에 대해 대응할 수 있으며, 그 생존력 증가수준이 최소 2~3배 이상인 것으로 알려진다.

 

◆ 미국의 AN/VLQ-6 시스템
 Shtora시스템의 존재가 알려진 이후, 이제는 미국계 회사가 되어버린 영국의 BAE시스템즈는 AN/VLQ-6를 개발하기에 이른다. AN/VLQ-6은 Shtora와 동일한 방법으로 유선유도 대전차미사일을 방해하지만, 차이라면 적외선 방해장치가 전차 상부에 360도 회전식으로 장착되어 있어, 적의 위협이 예상되는 지역을 향해 전차장이 먼저 수동모드로 방열시키는 방법으로 운용된다. AN/VLQ-6시스템은 2003년 이라크 침공 작전 당시 미 해병대의 M1A1HC 전차에 긴급히 장착되어 실전에 투입되었지만, 이라크 군의 유선유도 대전차미사일의 사용이 매우 제한적이어서 큰 활약을 보이지는 못했다.

 

▲ 미 해병대 M1A1HA 전차 상부에 장착된 상자형 구조물이 바로 AN/VLQ-6 지상용 IRCM이다. 전차장의 통제에 따라 360도 회전이 가능하다.

 

네 번째, 제 3세대 지상용 DIRCM
 러시아이외에도 이스라엘과 영국이 지상용 IRCM을 개발했지만, 등장했던 1990년대에는 냉전의 붕괴로 인해 있던 장비마저 폐기하던 시절이었으므로 확산될 기회를 잡을 수가 없었다. 더욱이 IRCM로는 대응할 수 없는 새로운 3세대 대전차 미사일인 AGM-65G 마베릭, 재블린, 스파이크, 트리갓이 등장하여 IRCM의 존재가치는 점차로 감소되기 시작했다.

 

◆ 무력화되는 지상용 IRCM 시스템
 지상용 IRCM이 등장하자, 동등장비의 확산을 우려한 러시아의 KBM사는 2005년에 완성한 자사의 수출용 중거리 대전차미사일인 ‘METIS-M1’에 IRCM 대응장비를 도입하였다. 대응방법은 METIS-M1은 여전히 ‘적외선 신호방출기’에 근적외선(0.7∼2.4㎛)대역을 사용하지만, 그 대신 사용출력을 향상시키고 패턴화된 암호신호를 방출하도록 개량하였다. 그리고 대전차 미사일 후미에서 나오는 적외선 신호를 추적하는 METIS-M1의 유도장치 역시, 대전차 미사일의 예상 비행위치에서 나오는 암호화된 신호만을 추적할 수 있도록 개량되어, 통상적인 광대역 방해능력을 갖는 지상용 IRCM로는 잘 방해받지 않았다.

 

 현재 METIS-M1이외에 EADS사의 ‘Milan-3 중거리 대전차 미사일’ 역시 러시아의 쇼트라(Shtora)의 방해에 현혹되지 않는다고 발표한 바 있다. 유선유도형의 대명사인 TOW-2 역시, 2005년 부터 배치되고 있는 TOW용 ‘ITAS(Improved Target Acquisition System : 개량형 표적포착방식시스템)’에 IRCM에 방해받지 않는 유도 알고리즘을 도입했다고 홍보하고 있으나, 그 정확한 알고리즘은 공개하지 않았다. 다만 ITAS는 해상도가 우수한 2세대 열영상장비를 사용하므로, TOW의 후방에서 방출하는 근적외선 위치신호가 아닌, TOW 대전차 미사일의 로켓모터에서 발생하는 중적외선이나 원적외선 대역의 배기열 패턴자체를 추적하여, 대전차미사일의 위치를 추적하는 알고리즘을 도입한 것으로 추정되고 있다.

 

▲ KBM사가 2005년에 완성한 자사의 수출용 중거리 대전차미사일인 으로, 지상용 IRCM 대응장비가 도입되어 있다. 현재 한국육군에 대한 수출마케팅을 진행하고 있다.

 

 하지만 무엇보다 미국을 비롯하여 NATO에 소속된 서방측 국가들과 부유한 UAE와 사우디아라비아와 같은 친미계열 국가들은 제 2세대 유선유도 대전차미사일을 대신해 적외선 영상유도(IIR)방식을 사용하는 3세대인 대전차미사일인 재블린, 스파이크-MR/ER, 트리갓 등으로 무장하고 있어 IRCM의 가치는 점차로 하락하고 있다.

 

◆ 지상용 DIRCM의 등장
 그럼 왜 적외선 영상유도(IIR)방식을 사용하는 3세대 대전차 미사일은 IRCM에 무력하지 않는가? 첫 번째로 IRCM이 근적외선(0.7∼2.4㎛)을 사용하는 것과 비교해, 제 3세대 미사일은 중적외선(3.6~5.2㎛) 대역을 시커를 사용하고 있기 때문이다.

 

 두 번째로 3세대 대전차 미사일은 상부공격방식과 영상분석 장비를 사용하고 있어 전방 약 60도 각도에만 유효한 IRCM으로는 방해하기 곤란했고, 앞서 항공기용 IRCM에서 언급했듯 높은 에너지 레벨에 해당하는 중적외선(3.6~5.2㎛)대역을 360도 전 각도로 방출하는 고출력 IRCM 램프를 개발하는 것도 거의 불가능했다. 이와 비교해 EADS와 같은 유럽업체는 2세대 및 3세대 대전차 미사일을 방해할 수 있는 MUSS와 같은 이른바 지상용 DIRCM 장비를 개발하고, 이를 실전 배치시키고 있다.

 

◆ 확산되지 않는 지상용 DIRCM
 2006년에 EADS가 선보인 MUSS(Multi-function Self Protection System : 다목적 자체방어시스템)와 같은 지상용 DIRCM 장비는, 이스라엘의 IAI와 유럽의 EADS와 공동으로 개발한 항공기용 DIRCM인 AERO-GEM를 지상용으로 변형시킨 장비이다. 구체적으로 EADS사가 개발한 AN/AAR-54 미사일 경보장비는 지대공미사일은 물론, 대전차미사일의 접근도 포착할 수 있었다. 그러므로 이스라엘 AERO-GEM 등에 사용된 ‘크세논 램프’를 결합시켜 대전차 미사일의 접근하는 방향을 향해 1.7~5.2㎛에 이르는 광대역의 고출력의 지향성 적외선을 발사하여, 2세대 및 3세대 대전차 미사일 모두를 무력 및 방해할 수 있게 되었다.

 

▲ 2006년에 EADS가 선보인 MUSS(Multi-function Self Protection System : 다목적 자체방어시스템) 지상용 DIRCM 장비이다. 제일 상부에는 고출력 적외선을 방출하는 크세논(Xenon)램프가 있고, 그 밑에 AN/AAR-54 미사일 경보기가, 그 밑에 다영역 연막탄 발사기를 갖추고 있다.

 

 특히 MUSS와 같은 지상용 DIRCM은 직접적인 고출력 지향성 적외선을 사용하므로 IRCM에 대응하도록 개발된 METIS-M1이나, Milan-3와 같은 개량형 유선유도 대전차미사일은 물론, 적외선 영상시커(IIR)를 사용하는 모든 종류의 제 3세대 대전차미사일을 방해할 수 있는 것으로 알려진다. 하지만 지상용 DIRCM은 EADS가 개발하여 독일육군 푸마 보병전투차 및 복서 차륜장갑차에 채용된 MUSS와 미국의 UD사와 노스롭 그루먼이 공동 개발하여 M2 브래들리 장갑차에서 시험하였던 세계최초의 지상용 DIRCM인 네메시스 지상형 정도를 제외하고는 그다지 개발된 것이 없다.

 

 이는 DIRCM 자체의 개발 역사가 짧은 면도 있겠지만, 적외선 영상유도(IIR)를 사용하는 제 3세대 대전차미사일은 미국, 이스라엘, 유럽, 일본(ATM-5), 대한민국(현재 개발 중)과 같은 친미국가들이 개발해, NATO 국가 및 친서방적인 UAE, 사우디, 오만 정도에만 수출되고 있어, 서방측의 전차를 향해 사용될 가능성이 매우 낮았기 때문이다. 더욱이 3세대 대전차 미사일에 노출되어 있는 러시아나 중국 및 그들의 동맹국들의 경우, 러시아와 중국 모두 전자산업기반이 취약하여 AN/AAR-54와 같은 미사일 경보장비에 사용될 수 있는 센서체계를 개발하고, 이를 대량생산할 능력이 부족하다.

 

▲ MUSS 지상용 DIRCM을 장착한 독일육군의 푸마(PUMA) 보병전투차. MUSS의 구성요소가 분산되어 장착되어 있지만, 가장 높은 차장용 조준경 상부에 MUSS의 구성체인 적외선 방출 장치를 볼 수 있다.

 

 그 대신 러시아는 직접적으로 대전차미사일을 격추시킬 수 있는 ARENA-E와 같은 Hard Kill 능동방어시스템을 개발하였다. 그리고 Jane's defence weekly(2008.3.4) 및 www.sina.com에 따르면, 중국 역시 2009년을 목표로 개발중인 Type-99식 전차에 Hard Kill 능동방어시스템이 장착될 계획이라고 전하였다.

 

다섯 번째, 한국형 DIRCM 시스템의 개발
 국내에서도 K2 흑표 전차를 위해 Hard Kill 능동방어시스템을 개발하고 있지만, 문제는 1개 체계의 가격이 6~8억원에 이르고, 요격탄의 발사기 1기에 장착된 요격탄 숫자가 2발로 제한되어 반복적인 대전차 미사일 공격에는 취약하다는 점이다. 이들 문제들에 대응, 북한의 AT-3와 같은 대전차 미사일은 물론, 차후 러시아 및 중국에서 차후에 개발할 가능성이 높은 제 3세대 대전차미사일에 대응하고자 K21 보병전투차는 물론, 가능하다면 대부분의 한국형 지상장비에 지상용 DIRCM 장비를 장착하려는 계획이 검토되고 있으며, 실제 채용될 가능성이 매우 높다고 한다.

 

용이한 지상용 DIRCM 개발
 KHP를 위한 한국형 DIRCM은 이스라엘이 개발한 AERO-GEM과 거의 비슷한 성능의 장비로, 각각 국내에서 개발될 미사일 경보장보(MWS)와 적외선 방해를 위한 크세논(Xenon)램프로 구성되어 있다. 발전과정을 보면, ‘K21 보병전투차’의 테스트형은 처음부터 생존성 강화를 위해 EADS사로부터 AN/AAR-54 미사일 경보장비를 수입하여 시험평가 차량에 부착해 테스트하였다. 그 결과 우수성이 증명돼 미사일 경보장치(MWS)의 장착이 결정되었지만, 상당히 고가의 장비였으므로 국내에서  AN/AAR-54와 동등한 성능을 갖는 국산형의 UV형의 미사일 경보장치를 개발하는 계획(MWS-UV 프로젝트)이 2006년 10월부터 2010년 9월까지의 예정으로 진행되고 있다.

 

▲ K-415 다영역 연막탄을 발사중인 K21 보병전투차. 이들 다영역 연막탄은 모든 탐지장비의 시계를 차단한다는 문제점이 있어, 현재 지상용 DIRCM의 장착이 논의되고 있다.

 

 그럼 이야기는 간단하였다. K21 보병전투차는 지상형 DIRCM의 핵심인 UV형의 미사일 경보장치를 표준적으로 장착하게 되므로, 여기에가 KHP 프로그램을 통해 개발될 ‘크세논(Xenon)램프’를 결합하면 충분한 것이다. 새롭게 추가될 크세논(Xenon)램프와 구동장치는 비싸야 수천만원을 넘지 않는 시스템이므로, 큰 비용투자 없이 간단히 K21 보병전투차의 생존성을 지금의 2~3배 향상시킬 수 있다. 지상용 DIRCM에 사용되는 2개의 핵심시스템인 한국형 자외선 미사일 경보장치(UV-MWS)와 한국형 DIRCM용 크세논 램프는 다음과 같은 성능을 지니게 될 것이다.

 

◆ 한국형 UV-MWS의 개발과 능력
 현재 국내에서는 이오시스템사를 중심으로 하여 한국형 자외선 미사일 경보장치(UV-MWS)가 개발되고 있다. 현존하는 모든 미사일은 고체로켓 연소방식을 사용하므로 언제나 강력한 적외선(IR), 자외선(UV) 에너지를 방출하게 된다. 문제는 적외선(IR)은 태양을 비롯하여 여러 가지 자연적 요소에서 발생할 수 있으므로 이를 미사일 경보용으로 적용할 경우 오인경보의 확률이 대단히 높았다. 때문에 지구상에서는 존재하지 않는 자외선(UV), 정확히 UV-C대역을 탐지하여 자연적 현상에 방해받지 않고 미사일의 배기열을 추적할 수 있는 자외선 미사일 경보장치(UV-MWS)가 개발된 것이다.

 

 구체적으로 자외선(UV)은 10∼397nm에 이르는 파장을 가지며, 파장의 길이에 따라 A, B, C의 3가지로 나뉘는데, 이중 UV-A(320∼400nm)와 UV-B(280∼320nm)는 대기(大氣)를 투과하여 지상으로 도달하는 것과 비교해, UV-C(100∼280 nm)는 오존층에서 완벽히 차단되므로 지상에서는 존재하지 않는다. 이들 원리를 적용, 90%이상의 투과율로 자외선(UV)를 잡아내는 UV렌즈를 전면에 배치한 이후, 들어오는 UV 중에 방해요소인 UV-A와 UV-B 대역을 차단하는 ‘Solar Blind(태양차단)필터’를 장착해 우선은 UV-C 대역만을 골라내게 된다.

 

▲ 이오시스템사가 개발중인 한국형 미사일 경보기(UV-MWS)의 구조.

 

 골라낸 UV-C는 Proxitronic사의 BV-2582 MCP(영상증폭관)을 통해 증폭된 이후, Avitronics사에서 생산하는 256X256의 해상도를 갖는 MAPP-2200 UV FPA(초점면 배열 검출기)를 통하여, 자외선의 스펙트럼 특성과 각도를 판별해 내는 것이 바로 한국형 미사일 경보장치(UV-MWS)이다. 현재 시험 평가되고 있는 한국형 미사일 경보장치는 대기상태에 따라서 약 3,000~5,000m 범위 미사일의 화염에서 방출되는 자외선(UV)를 탐색하여, 그 정확한 접근각도를 탐지함은 물론, 스펙트럼 분석을 통해 접근하는 대전차미사일의 종류가 무엇인지까지도 분석해낼 수 있는 능력을 가지게 될 것이라고 한다.

 

◆ 한국형 크세논(Xenon)램프의 개발
 현재 DIRCM에 사용되는 고 에너지 적외선 광원(光源)으로는 크세논(Xenon)램프와 적외선 레이저가 존재하고 있다. 이중 세계최초의 DIRCM인 AN/AAQ-24 네메시스의 적외선 방해장비로 선택된 것이 크세논 램프였는데, 이는 적외선 방해를 수행해야할 근적외선부터 중적외선(0.7~5.2㎛)에 이르는 넓은 대역을 커버할 수 있었고, 전자적으로 재밍신호를 변조시킴으로써, 방해체에 대응하고자 채용된 유도미사일 탐색기의 주사(走査)방식 변화에도 대응할 수 있기 때문이었다.

 

 현재에는 고 에너지 적외선 광원(光源)으로 레이저를 사용하는 미국의 ATIRCM 시스템, 이스라엘의 MUSIC 시스템, 스페인 안드라사의 DIRCM 등이 테스트 되고 있지만, 아직까지 실전배치 단계에 이르지는 못하고 있다. 이와 비교해 AN/AAQ-24 네메시스는 영국, 미국, 네덜란드 등의 국가에서 채택, 많은 테스트를 통해 대부분의 적외선 기반 유도무기를 무력화시키는데 성공하였다.

 

 국내에서도 KHP 프로그램을 위해 미국의 AN/AAQ-24 네메시스와 이스라엘의 AERO-GEM(HELISTAR로도 호칭)을 비교 분석한 결과, 충분히 국산화가 가능하다고 판단되어 직도입이 아닌 국내개발로 선회하였다. 다만 국내에서는 적외선 레이저의 기반이 부족했으므로, 보다 개발이 용이한 크세논(Xenon)램프를 적외선 광원으로 선정하여, 국과연과 삼성탈레스 주도하에 한국형 DIRCM이 개발되고 있다.

 

◆ 한국형 지상용 DIRCM의 구조
 한국형 지상용 DIRCM은 아직 개발되지 않은 시스템이므로, 밀리터리 리뷰는 독자분들의 이해를 돕고자 기존 K21 보병전투차의 적절한 위치에 DIRCM용 적외선 방해장비를 장착해 보았다. 본 배치방식은 독일의 EADS가 레오파드2A5용으로 개발한 MUSS 장비를 참고로 한 것으로, 상대적으로 수풀이 우거지고 높은 구릉이 많은 한반도 지형에서 사용하기 위해서는 가능하면 높은 각도로 적외선 방해장치를 승강시킬 수 있는 것이 유리할 것으로 판단된다.

 

▲ K21 보병전투차에 DIRCM 장비를 결합한 개념도이다. DIRCM은 개발 및 장착 모두가 용이하고 저렴하지만, 장착을 통하여 중/장거리 대전차미사일에 대한 방어력을 극단적으로 향상시킬 수 있다.

 

 이외에도 DIRCM을 구성하는 미사일 경보장치는 원래 K21이 표준적으로 장착하고 있으며, DIRCM의 제어장치 역시 복잡하지 않으므로 간단한 제어용 모듈을 추가하고, 기존 K21의 차장용 지시패널의 소프트웨어 개량하여 사용하는 것이 가능하다고 한다.

 

 국내에서 지상용 DIRCM이 양산될 경우에 대한 양산가격을 관련사에게 문의한 결과, 공중용 DIRCM은 배치, EMI/EMC 테스트, 공학적 고려 모두가 복잡하지만, 육상용의 경우에는 설치가 매우 용이하고, 추가되는 크세논(Xenon)램프의 가격도 그다지 비싸지 않으므로 많아야 전체 비용이 1억원을 넘지 않을 것이라고 한다. 때문에 지상형 DIRCM이 개발될 경우, K21 보병전투차는 물론, 새롭게 양산될 차륜형 장갑차를 포함하여 거의 모든 한국형 지상장비에 적용될 가능성이 높다고 판단된다.

 

지상형 DIRCM 시스템의 능력
 지상용 DIRCM가 K21 보병전투차에 도입될 경우에는 다음과 같은 위력을 발휘할 수 있다. K21 보병전투차에 가해질 위협으로 가장 골치 아픈 것이 바로 유선유도형 중/장거리 대전차 미사일과 RPG-7과 같은 단거리 대전차무기가 있다. 현재 북한군은 사정거리 4,000m급에 관통력 600mm급의 AT-3 대전차 미사일을 주력으로 사용하고 있으며, 주변국인 중국과 러시아는 그야말로 세계에서 가장 다양한 유선유도형 및 레이저 유도형 대전차미사일을 운용하고 있다.

 

 이들 위협에 대응, K21 보병전투차는 미사일 경보장치(MWS)의 레이저 경보장치(LWR)을 장착하고 있어, 적의 위협이 레이저일 경우에는 DIRCM이 큰 위력을 발휘하지 못하므로 곧바로 K-415 다영역 연막탄을 발사하여 대응할 것이다. 하지만 유선유도 대전차 미사일일 경우, 미사일 경보장치가 위협의 종류와 좌표를 곧바로 차장에 알려줌은 물론, 자동대응 모드를 사용할 경우 스스로 크세논(Xenon)램프가 위협을 향해 방열되어 고출력의 적외선을 발사하여 대응할 것이다.

 

 방해장치를 이용한 방해방법 역시, 광원의 출력 등을 조종하여 넓은 범위를 커버하는 광범위 방해를 수행하거나, 적의 대전차 미사일이 접근할 경우 집중적인 방해를 수행하여 무력화시키는 방법이 동원될 수 있다. 실제로 미사일 위협경보기는 스펙트럼 분석을 통하여 다가오는 위협의 종류를 분석할 수 있으므로, 상대가 구세대의 AT-3/4급이면서 다수가 동시에 날아올 경우에는 광대역 방해를 사용해 적의 유도를 무력화시킬 수 있다.

 

 하지만 메티스-M1과 같은 개량형일 경우에는 광대역 방해가 큰 소용이 없으므로, 다수의 미사일이 날아오면 다영역 연막탄을 사용해 회피하고, 1~2기 정도의 소수의 위협이라면 직접적으로 재밍하는 방식이 사용될 것이다. 이들 DIRCM의 장점은 무엇보다 적과 자신의 시계 모두를 차단하는 다영역 연막탄과 달리, 시계를 차단당하지 않은 상태에서 미사일 경보기를 통하여 대전차 미사일의 접근각도를 알 수 있으므로, 자동제어 모드를 통해 미사일의 접근각도로 포탑을 자동 방열시킨 이후, 장착된 40mm 기관포의 복합기능탄의 공중폭발 모드를 통한 광역 제압기법으로 취약한 대전차 사수와 발사기를 제거할 수 있게 된다.

 

 또한 적의 매복이 예상되는 지역을 향해 사전에 광대역 방해를 수행하여, 적이 대전차 미사일을 발사한 순간 유도불가능으로 만드는 것도 가능하다. 더욱이 북한, 러시아, 중국이 제 3세대 적외선 영상유도(IIR)형 대전차 미사일을 보유하지 못하고 있지만, 앞으로 10년 안에 보유할 가능성이 높으므로, 사전에 대비한다는 개념으로 DIRCM을 표준형 장비로 장착하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

 

정리하며...
 비교적 많은 지면을 할애하여 지상용 DIRCM 장비에 대한 설명을 수행하였다. 이는 지금까지 잘 알려지지 않은 시스템이기도 하고, 저렴한 가격으로 지상차량의 생존성을 몇 배 이상 향상시킬 수 있는 혁신적 장비이기 때문이다. 또한 현재 DIRCM과 같은 장비를 개발하여 생산할 수 있는 국가는 미국, 영국, 이스라엘, 스페인, 독일 정도에 한정되므로, 국내에서 저렴한 가격으로 DIRCM을 양산할 경우, 국제시장에 통용될 수 있는 우수한 방위산업 제품이 될 가능성도 높다고 한다.
 

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기사제공= 월간 밀리터리 리뷰 2009년 1월호

Posted by e밀리터리안

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