출처 : [emilitarynews.com]
문제는 비호 자주대공포가 개발과정에서 여러 가지 많은 문제를 일으켰고, 사정거리는 3,000m에 불과하며, 현대전에 사용되기에는 개념적으로 뒤쳐져 있다는 것이다.
이들 문제에 대응, 비호에 4연장 신궁 지대공미사일을 장착하는 <하이브리드(Hybrid) 자주대공포>개발과 동시에, 사격통제시스템을 국산화하고, <방공자동화(C2A)>시스템과 연동능력을 부여하는 <비호 개량프로젝트>가 진행되고 있다.
더욱이 차후 비호는 에 대한 운용능력도 갖추겠지만, 이들 개량으로도 한계가 분명한 만큼 새로운 개량책에 대한 방향성을 정리해보고자 한다.
비호 대공자주포 ‘개량 프로젝트’ 자세히 알아보기
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첫 번째, 비호 대공자주포의 개발과 개량
비호 대공자주포는 아군의 기계화 부대에 대한 야전방공과 중요 군사시설에 대한 방어를 위해 개발되었다. 한반도는 산악지형이 많으며, 산악지형에 둘러싸인 분지의 경우 레이더의 난반사 문제와 레이더 탐지거리의 단축이 문제점으로 지적되어 이것의 해결이 도모(대책과 방법을 세움- 편집자 주)되었다. 이들 요구에 발맞춰 개발된 비호의 차대는 고 중량의 포탑을 탑재하기 위해 K200보다 보기륜 1개가 추가 되어 6개를 가지며, 이 때문에 길이가 증가되어 전체길이는 6,770mm에 달한다. 이렇게 증가한 차대의 중량을 위해 기존 350마력에서 520마력으로 출력이 증가한 D-2840L형 디젤엔진과 미국 브레들리 보병전투차에도 사용되는 HMPT-500 트랜스미션이 장착되어 있다.
◆ 비호 대공자주포의 개발과 문제점
비호사 업은 1983년부터 연구개발을 시작하여 2004년에 양산배치된 시스템으로, 양산까지 20년이나 걸린 것은 기술적인 어려움과 함께 상대적으로 낮은 방공분야에 대한 투자, 그리고
사정거리 3,000m급 무기시스템이 과연 효용성이 있느냐는 내부적 비판 때문이었다.
하지만 현재 양산이 진행되고 있으며, 사단 방공대대에 약 18문, 기갑여단에 약 8문, 기타 공군의 비행장 방어를 합해 전체적으로 약 200문의 비호체계가 배치될 계획으로 있다. 사실 개발과정에서 문제도 많았던 것으로 알려지는데, 월간조선 2007. 5월호에는 이들 문제점을 <구멍 뚫린 한국의 저고도 방공방>이란 기사로 관련내용을 정리하였으며, 이에 대한 반론으로 방위사업청의 입장발표가 있어 이를 우선 정리해 보고자 한다.
1) 부족한 2차원 레이더
1) 부족한 2차원 레이더
월간조선에서는 “2차원인 저고도 탐지레이더가 고속으로 달리는 차량을 적기로 오인해 비호 대공포가 애꿎은 민간인을 사상할 것이다.”
라고 보도되었으나, 비호는 MAP(지도)기능이 내장되어 차량의 이동로(도로) 및 속도를 구분하여 식별이 가능하다는 반론이 있었다.
사실 지상 이동체와 공중 이동체를 분류하지 못하는 문제는 TPS-830KE 2차원 저고도 방공레이더의 운용시에도 제기되었던 문제였다.
▲ 비호 대공자주포 개발 시 가장 큰 문제가 되었던 2차원 탐지레이더이다. 비호 2차원 대공레이더 상호간의 간섭문제, 저고도 목표의 추적시 지상 클러스트 제거능력 부족 등의 문제로 오랜 동안 시달렸다.
비호는 여기에 추가해, 같은 비호 2차원 대공레이더 상호간의 간섭문제, 저고도 목표의 추적시 지상 클러스트 제거능력 부족 등의 문제로 오랫동안 시달렸다.
▲ 비호 대공자주포 개발 시 가장 큰 문제가 되었던 2차원 탐지레이더이다. 비호 2차원 대공레이더 상호간의 간섭문제, 저고도 목표의 추적시 지상 클러스트 제거능력 부족 등의 문제로 오랜 동안 시달렸다.
비호는 여기에 추가해, 같은 비호 2차원 대공레이더 상호간의 간섭문제, 저고도 목표의 추적시 지상 클러스트 제거능력 부족 등의 문제로 오랫동안 시달렸다.
전체적으로 비호의 탐지레이더는 2차원 방식의 X밴드 레이더로 대략 17km의 탐지거리와 7km의 추적거리를 지니며, 펄스 도플러 방식의 레이더를 이용해 이론적으로는 저고도 탐지능력이 우수해야 하나, 실제 야전군의 평가는 그다지 좋지 못한 것이었다.
2) 30mm 대공포의 문제
“30mm 쌍열 대공포에 서 분당 1,200발을 쏟아 부을 수 있지만, 실전에서는 총열이 쉽게 달아올라 <요요현상>이 발생했다.” 라는 보도가 있었다. 이들 문제는 1차 양산 배치('04년)전 포열 내구성 검사 시 기준미달이 식별되었으나 열처리 및 포신전체에 대한 마모감소를 위한 <질화처리>를 도입한 이후에는 문제가 없어졌다. 참고로 본 기관포는 스위스 오리콘사가 개발한 KCB 30mm 대공기관포를 국내에서 국산화한 모델이며, 분당 650발의 발사속도와 1,080m/s의 포구속도, 3,000m 정도의 사정거리를 지닌다.
3) 낮은 명중률
“2006년 5월, 안흥 사격장에서 실시한 비호 대공포 사격 시험에서 헬리콥터의 속도로 이동하는 목표물을 1km거리에서 조준해 사격한 결과 200발 가운데 6발만 명중하였다. 15발당 1발이 명중하면 합격인데, 이날 결과는 33.3발당 1발이 명중했다.” 라는 보도가 있었다. 이는 1차 사업시 미국 레이시온 등에서 직도입한 EOTS(전자광학 추적장치)를 두산 인프라 코어에서 국산화하는 과정에서 개발중인 한국형 EOTS 구성품 중 레이저 거리측정기가 비정상 상태에서 사격한 결과였다. “레이저 거리측정기 고장 원인분석 및 조치 후 11월 7일 재사격 결과, 합격기준 15:1 대비 14:1(56발 사격/4발 명중)의 우수한 성능으로 합격하였습니다.” 라는 결과를 추가로 발표한 바 있었다.
▲ 비호에 장착된 KCB 30mm 대공포의 모습이다. 초기 운용시 문제가 있었지만 극복되었고 분당 650발의 발사속도를 자랑한다.
4) 추적명중률의 문제
“EOTS(전자광학 추적장치) 조준유닛이 레이더로부터 지정을 받은 후 탐지와 추적을 11차례 시도하였으나 모두 탐지하지 못하였다.” 라는 보도가 있었다. 이에 대해 방위사업청 측은 “EOTS 조준유닛의 야간광학계 분해능이 1.2mil(1km에서 1.2m 크기식별)로서 3km에서의 관측시험을 위한 표적크기는 3.6 x 3.6m이어야 하나, 시험 시 사용된 표적은 500MD(1.35 x 1.95m)로 제한되어 발생하였으며, 표적크기에 맞는 거리인 1.6km에서는 100% 탐지 및 추적이 가능하였습니다.” 라는 답변이 있었다.
결국 이들 문제점 제기는 비호의 개발과정에서 있었던 시행착오로 당연히 있을 수 있는 일이며, 무엇보다 덕분에 실제적인 성능데이터를 보여주었다는 점에서 좋은 자료가 되고 있다. 그리고 운용중인 야전군의 평가도 이제는 그런대로 쓸만하다는 평가를 받고 있다. 하지만 실제 문제는 개발과정의 시행착오나 야전군의 평가가 아닐 것이다. 진정한 문제는 세계 각국의 대공포 시스템이 이미 비호수준을 크게 뛰어넘는 큰 성능향상을 보이고 있다는 점이다.
두 번째, 비호 대공자주포 개량계획과 한계
현재 육군은 비호 대공자주포 개량프로젝트를 진행하고 있다. 2009년부터 시작될 계획의 방향성은 비호 측면에 2연장 신궁 발사대 2기를 장착함과 동시에, 신궁유도용 장비 + 육군자동화방공망(C2A)통신시스템 + EOTS 유닛이 국산화되고, 과거형 모델 보다 단순해지고 우수한 지휘무장통제컴퓨터와 통합제어전시기가 장착될 계획이다.
각각을 설명하면, 2010년 즈음까지 완성될 계획이었던 육군자동화방공망(C2A)과 연동될 수 있는 발전형 통신시스템이 장착될 것이다. 그리고 1980년대 기술로 개발되어 구성시스템이 노후화된 비호의 EOTS 등의 조준체계를 국산화된 신형으로 대체하여, 정비성, 데이터 처리성능, 보다 넓은 디스플레이를 갖는 지휘무장통제컴퓨터와 통합제어전시기를 장착할 계획으로 있다. 무엇보다 개량사업의 목표는 비호를 둘러싼 많은 문제점 중 하나인 3,000m에 불과한 사정거리를 늘리려는 것이다. 이를 위해 최대사정거리가 이론적으로 7,000m에 신궁 견착식 대공미사일 4기를 장착하려 한다.
▲ 게파드 대공자주포의 사정거리를 연장하고자 2연장 스팅어 지대공미사일을 장착한 모습이다. 현재 독일국방군과 네덜란드군이 채택하였다.
◆ 신궁 장착 프로젝트의 한계
이렇게 사정거리가 부족한 대공포에 유도가 간단한 적외선 대공미사일을 겸용해 사정거리를 늘리는 일명 <하이브리드(Hybrid)>시스템은 이미 1980년대 후반부터 채용되기 시작한 것이었다. 1980년대에 이집트가 배치한 은 2연장 23mm기관포 시스템에 6기의 SA-7 견착식 적외선 지대공미사일을 장착하고 있었고, 독일과 네덜란드의 <게파드 35mm 쌍열 대공자주포> 역시 90년대 중반에 4기의 스팅어의 장착을 통해 사정거리를 최대 5km까지 늘렸다.
미 육군의 경우, M2 브래들리 보병전투차의 차체를 그대로 사용하는 대신 25mm 기관포의 최대고각을 일부 늘리고 4연장 스팅어와 예비탄 6발을 장착한 <라인베커(Linebacker)>를 1997년부터 채용하고 있다. 비호 역시 보편화된 하이브리드시스템의 아이디어를 빌리려고 하나, 여기에는 분명한 함정이 있다. 공식적으로 알려진 신궁의 최대사거리는 7,000m, 최대고도는 3,500m이지만, 사실 이들 데이터는 별다른 의미가 없다. 실제 한반도의 대기상태를 조사한 결과에 따르면, 스팅어 및 미스트랄 적외선 시커의 최대탐지범위는 최고로 청명건조한 상태에서는 6km, 평균적인 좋은 기상상태에서는 5km, 우천 시에는 3km로 감소되며, 이는 신궁 역시 동일하다고 한다.
▲ 신궁 지대공 미사일의 모습. 처음부터 어깨 견착식이 아닌 전용의 발사대를 갖추므로 보다 미사일의 중량이 늘어나도 큰 부담은 없다.
▲ 비호 개량형에 새롭게 도입될 지휘무장통제컴퓨터와 통합제어전시기의 모습이다.
그것도 통상적인 5km의 최대사거리 역시 신궁 탑재차량의 위나 측면을 지나가는 전투기급의 후퇴표적, 그러니까 막대한 열을 방출하는 엔진부위가 신궁의 시커 쪽으로 노출되었을 때나 발휘되는 것이다. 만약 적기가 헬기와 같이 적외선 방출양이 작거나, 신궁의 전면으로 접근할 경우에는 방출되는 적외선의 양이 작아 이상적인 최대사거리가 약 3,500m에 불과하다. 사실 이들 사거리 차이는 신궁 개발시 문제가 되었던 부분이기도한데, 적외선 미사일의 특성을 잘 몰랐던 軍은 전면 목표에 대한 사거리 역시 5,000m이상을 요구하여 개발주최자인 국방과학연구소과 작은 마찰이 빗기도 하였다.
◆ 새로운 위협과 한계
그러나 무엇보다 비호 대공자주포가 상대해야 할 위협이 갈수록 발전하고 있다는 점이 문제이다. 북한의 Mig-21이나 AN-2, Mil-8과 같은 구형체계에 대해서는 어느 정도 대응할 수 있겠지만, 사실 북한의 공군력이 강력한 대한민국과 미군의 공군력을 뚫고 얼마나 위력을 발휘할 수 있는지에 대해서는 의문이 많다. 많은 전문가들은 북한공군을 1회성으로 보고 있으며, 그것도 정밀하지 못한 무장을 운용하는 1회용 전투기와 1회 교전하기 위해서 막대한 비용이 드는 비호를 양산하는 것에 대해 비용 대비 효과 면에서 논란이 많았다.
이와 비교해 새로운 위협으로 부상하고 있는 중국의 경우, 통상적으로 사정거리가 8km가 넘는 대전차 미사일을 운영하는 를 개발함과 동시에, 여기에 이스라엘의 도움을 통해 MUSIC와 같은 적외선 대공미사일을 무력화시키는 적외선 레이저 재밍장비 등을 장착할 계획으로 있다. Su-27과 같은 전투기의 경우, 이제는 사정거리가 10km가 넘는 레이저 유도폭탄을 사용함은 물론, 통상 사정거리가 30km가 넘는 미국의 JDAM과 유사한 GPS/INS 유도폭탄을 개발하고, 이를 운용하기 위한 자국산 GPS 항법위성시스템인 <북두(北斗)>를 구축하고 있다.
▲ 2007년 국방전시회에 삼성 탈레스가 공개된 비호 하이브리드형의 모습이다. 비호에 2 x 2기의 신궁 대공미사일을 결합한 시스템 구조를 갖추고 있다.
더욱 문제가 되는 것은 무인기와 공대지 순항미사일이다. 미래방공의 핵심은 앞서 언급했듯 아군에게 접근하는 적의 <무인정찰기>와 <장거리 공대지 미사일>을 격추하는 것이 되고 있다. 하지만 비호는 500MD(1.35x1.95m)헬기와 같은 비교적 대형물체를 겨우 1.6km에서나 추적할 수 있어, 당연히 보다 작은 크기를 갖는 무인기나 장거리 공대지 순항미사일에는 대응할 수가 없다. 만약 비호가 1980년대 중반에 등장했다면 존재이유가 분명했겠지만, 20년이나 후에 등장한 현 시점이라면 현대방공무기로써 그 능력 부족은 분명하다.
세 번째, 비호는 어떠한 개량이 필요한가?
비호와 같은 자주대공포 역시 앞서 언급한 Skyshield 수준의 능력을 얻거나, 밑에서 언급한 수준의 개조를 수행한다면 그 능력은 충분하다고 본다.
* 현재 논란이 되고 있는 비호 개조사항을 살펴보면 아래와 같다.
1. 비호가 장착하게 될 신궁 지대공 미사일이 전면 목표에 대해서도 최대 6,000m이상의 사거리를 가지게 끔 개량을 수행해야만 할 것이다.
2. 비호에도 AHEAD탄의 운용능력을 부여함과 동시에, 아군의 야전군 부대와 주요 기지로 접근 소형 무인기와 공대지 미사일을 추적할 수 있는 능력을 부여시켜야만 한다. 이것은 어떻게 가능한가?
◆ 신궁의 전면 사정거리 연장
비호 대공포의 전면으로 접근하는 목표에 대한 사정거리가 3,500m이하인 것은 앞서 언급했듯 적외선 시커의 한계 때문이다. 현재 신궁은 해상도가 약 1 x 8 정도인 2 Color 적외선 시커를 아르곤 가스로 급속히 냉각시키는 방법으로, 과거 1세대 적외선 대공미사일과 달리 접근표적에 대한 탐지가 가능해 졌다. 하지만 기체 자체에서 나오는 복사열은 그 한계가 분명하며, 덕분에 신궁보다 2배 이상 크고 무거운 AIM-9L/M 사이드와인더와 같은 적외선 추적형 공대공 미사일 역시 전면표적에 대한 공격거리는 약 3~5km에 불과하다.
▲ 파이던4 대공미사일의 모습. 개념도와 같이 FOG형 INS(관성항법장치)의 장착을 통해 LOAL : Lock-on After Launch : 사격 후 로크 온 방식의 채용이 가능해졌다.
하지만 1990년대 이후에 등장한 AIM-9X나 파이던-4와 같은 적외선 추적방식 대공미사일의 이론적 사정거리는 최대 40km, 실용사거리 역시 25km가 넘는다. 이것이 가능했던 것은 적외선 시커의 기술이 극단적으로 발전한 것이 아닌, 적외선 시커로 록크온 되지는 않는 위치의 목표에 대해 미리 발사한 이후, 적외선 시커의 탐지범위에 들어오면 록크-온 하는 이른바 을 사용할 수 있게 되었기 때문이다. 이의 원천은 전투기의 레이더나 IRST를 사용해 목표의 이동데이터를 분석한 후, 목표의 미래위치에 대한 정보를 <관성항법장치>에 입력시킨 이후에, 적외선 대공미사일을 발사하는 방법이 동원되고 있기 때문이다.
신궁의 경우, 1990년대 개발당시 기술로는 작은 동체 내에 항법의 안정을 보장하는 <관성항법장치>를 집어넣을 수 없어, 각도의 변화를 알아내는 각속도계(MRS)만으로 자신이 나가야할 방향을 지향시키는 매우 단순한 항법장치만을 가지고 있다. 그런데 신궁에 관성항법장치가 장착될 경우, 비호는 최대탐지거리가 약 8km에 이르는 EOTS를 이용해 목표의 좌표를 탐지한 이후, 으로 발사하여 접근표적이나 헬기와 같이 실제 사정거리가 3,000m이하에 불과한 표적의 공격거리를 최대 6,000m 수준까지 늘릴 수 있다.
◆ 신궁의 개량방식은?
신궁은 스팅어와 비교해 약 25%정도 체적이 큰 체계이므로, 적절한 개량을 통해 충분히 관성항법장치를 장착할 수 있을 것이다. 관성항법장치의 경우, HG-1700와 같은 소형 관성항법장치는 127 x 77mm의 크기에, 중량이 900g정도에 불과하다. 국내에서도 한국형 차기 다연장로켓을 위해 동등한 크기의 MEMS 기반의 FOG형의 초소형 관성항법장치를 2006~2013년 까지 개발하는 계획이 진행되고 있다. 때문에 처음부터 보병의 어깨를 통한 견착식 사격이 불가능하게 만들어진 신궁을 보다 대형화시켜, 내부에 소형 관성항법장치를 장착하고, 로켓모터의 추력을 강화하는 방법을 통해 신궁의 유효사거리를 크게 확장시킬 수 있을 것이다.
더욱이 관성항법장치를 이용, 장착된 IR시커가 적의 재밍시스템에 의해 순간적으로 좌표를 잃어도, 과거의 데이터를 바탕으로 접근하는 보다 능동적인 유도방식의 채용도 가능하게 된다. 현재 국내에서도 신궁의 사정거리를 늘리려는 기술개발 움직임이 진행되고 있지만, 그 방향성에 대한 공식적인 견해는 발표된 것이 없다.
◆ 30mm 대공포시스템의 성능강화
차기대공포는 기본적으로 AHEAD로 호칭되는 분산탄의 운용능력을 갖출 것이므로, 차후 비호 역시 AHEAD탄을 사용 할 가능성이 높다고 판단된다. 여기서 AHEAD(Advanced Hit Efficiency And Destruction: 향상된 명중효과, 파괴)탄은 ‘Oerlikon Contraves Pyrotec AG’사에서 개발한 것으로, 전방에 텅스텐 팰릿군을 두고, 후방에 정밀한 시한신관과 탄약분산장치를 두고 있다. 운용방법은 레이더를 통해 목표와 위치와 거리를 측정한 이후, 이들 자료를 시한신관에 입력한다. 시한신관은 목표에서 가장 이상적인 타격지점에서 130여개의 텅스텐 팰릿를 전방으로 방출시켜 목표를 타격하게 된다.
▲ 독일국방군 퓨마 보병전투차에 탑재되는 30mm AHEAD탄의 모습이다. 국내화된 30mm탄 역시 동등한 구조를 갖출 것이다.
이들 AHEAD탄의 장점은, 발사 시 마다 전방의 초속 측정장치를 이용해 항시 속도가 조종되므로, 목표전방 5m에서 정확히 탄약이 작동, 매우 넓은 범위로 텅스텐 탄자를 방출시켜 명중률이 매우 우수하다는 점이다. 덕분에 명중률이 높고, 사격통제시스템이 우수하다면 소형 무인기는 물론 AGM-65 마베릭 공대지미사일, 심지어는 박격포탄까지도 격추가 가능하다. 문제는 목표 추적능력과 분해능력, 거리측정능력이 떨어지는 비호의 EOTS(전자광학 추적장치)로는 무인기나 공대지 미사일과 같은 소형 표적을 제대로 추적할 없다는 점이다.
이에, 효율성이 떨어지고 고가인 2차원 레이더를 포기하고, 그 대신 소형목표 추적능력이 우수한 새로운 <목표추적레이더>를 장착하는 방안이 고려되어야 한다. 사실 2차원 레이더가 제거된다고 해도 방공자동화체계(C2A)와 신형 3차원 저고도 탐지레이더를 통해 보다 정확한 목표데이터가 전달될 수 있다. 이 데이터를 바탕으로 목표를 향해 정밀한 목표추적레이더를 방열하는 방법을 통해 정확한 이동데이터를 획득하고, 여기에 AHEAD탄을 사격할 경우에는 소형 무인기 및 AGM-65나 기타 JDAM, JSOW와 같은 공대지 무기에 대한 대응이 가능하다.
실제 본 능력은 스위스가 개발한 스카이실드(Skyshield)체계에서 증명되었으며, 현재 스카이실드는 앞서 언급한 것처럼 약간의 개량을 통해 NBS-C-RAM으로 변모해 박격포탄과 155mm 곡사포탄에 대한 요격능력도 갖출 계획으로 있다. 다행히 국내에서는 이미 마하 3 이상의 고속표적을 추적할 수 있는 한국형 구축함용 STIR 1.8급 목표추적레이더, 윤영하급을 위한 CEROS-200 목표추적 레이더를 기술도입 생산한 바 있으므로, 관련기술력을 어느 정도 보유하고 있어 개발지시만 있다면 대응이 가능하다면 점이다.
정리하며...
비호 자주대공포는 전체적으로 우수한 시스템이지만, 등장시기가 20년이나 늦어버려 현대적인 위협에 대응하기에는 역부족인 면이 있다. 이들 문제로 인해 30mm 대공포와 신궁 지대공 미사일을 결합한 하이브리드 체계가 등장했지만, 본 체계시스템 역시 1990년대 초반에나 가치가 있는 성능수준이다. 2000년대에 들어서면 위협은 전투기와 공격헬기에서, 30km이상의 거리에서 발사되는 JDAM과 JSOW와 같은 공대지 유도무기 및 아군을 정탐하는 무인정찰기로 변모되고 있다.
▲ 목표추적레이더의 설치와 AHEAD탄 운용능력의 확보를 통해 비호 대공자주포를 21세기 전장에서 살아남을 수 있도록 개량해야할 필요성이 있다.
새로운 위협에 대응, 비호 역시 미래를 위해 각각 탄 과 소형물체에 대한 추적능력을 지닌 <목표추적레이더>의 운용능력을 확보해야만 할 것이다. 위의 문제점은 사실 대공시스템에 관련된 전문가들은 모두 인식하고 있는 것이고, 이에 대한 기술적 해결점 마련도 현재의 국내기술력으로 충분히 가능하다고 언급하고 있었다. 하지만 이제 겨우 양산단계에 들어선 비호를 포기하고, 다시 개량을 수행한 뒤에 공급한다는 것은 사용군, 국방과학연구소, 두산 인프라 코어 모두에게 스스로 무덤을 파는 격이므로 관련된 언급이나, 개량사업 역시 현재는 진행되는 것이 없다.
그나마 관련자들은 무인기와 같은 소형물체에 대응하고자 <차기대공포>는 그 성능을 강화할 수 있을 것이라 언급하고 있지만, 문제는 차기대공포 역시도 현재 개념으로는 한계가 많다는 점이다. 세금을 내는 국민의 한 사람으로, 지금이라도 비호의 양산을 중단하고 미래전에 맞는 대규모적인 개량을 통해, 비호가 미래전에 사용될 수 있는 우수한 무기체계로 다시 탄생하기를 기대하는 바이다.
비호 대공자주포 ‘개량 프로젝트’ 자세히 알아보기
한국군 야전방공시스템 사진으로 알아보기
35mm 오리콘 대공포 발전과정 사진으로 알아보기
처음 공개되는 ‘이글라’ 실사격 모습보기
‘육군 기갑부대의 강력한 방패’ 천마 대공장갑차
“서울상공 이상무” 미스트랄 실사격 훈련
기사제공= 월간 밀리터리 리뷰 2008년 6월호 / 황재연
2) 30mm 대공포의 문제
“30mm 쌍열 대공포에 서 분당 1,200발을 쏟아 부을 수 있지만, 실전에서는 총열이 쉽게 달아올라 <요요현상>이 발생했다.” 라는 보도가 있었다. 이들 문제는 1차 양산 배치('04년)전 포열 내구성 검사 시 기준미달이 식별되었으나 열처리 및 포신전체에 대한 마모감소를 위한 <질화처리>를 도입한 이후에는 문제가 없어졌다. 참고로 본 기관포는 스위스 오리콘사가 개발한 KCB 30mm 대공기관포를 국내에서 국산화한 모델이며, 분당 650발의 발사속도와 1,080m/s의 포구속도, 3,000m 정도의 사정거리를 지닌다.
3) 낮은 명중률
“2006년 5월, 안흥 사격장에서 실시한 비호 대공포 사격 시험에서 헬리콥터의 속도로 이동하는 목표물을 1km거리에서 조준해 사격한 결과 200발 가운데 6발만 명중하였다. 15발당 1발이 명중하면 합격인데, 이날 결과는 33.3발당 1발이 명중했다.” 라는 보도가 있었다. 이는 1차 사업시 미국 레이시온 등에서 직도입한 EOTS(전자광학 추적장치)를 두산 인프라 코어에서 국산화하는 과정에서 개발중인 한국형 EOTS 구성품 중 레이저 거리측정기가 비정상 상태에서 사격한 결과였다. “레이저 거리측정기 고장 원인분석 및 조치 후 11월 7일 재사격 결과, 합격기준 15:1 대비 14:1(56발 사격/4발 명중)의 우수한 성능으로 합격하였습니다.” 라는 결과를 추가로 발표한 바 있었다.
▲ 비호에 장착된 KCB 30mm 대공포의 모습이다. 초기 운용시 문제가 있었지만 극복되었고 분당 650발의 발사속도를 자랑한다.
4) 추적명중률의 문제
“EOTS(전자광학 추적장치) 조준유닛이 레이더로부터 지정을 받은 후 탐지와 추적을 11차례 시도하였으나 모두 탐지하지 못하였다.” 라는 보도가 있었다. 이에 대해 방위사업청 측은 “EOTS 조준유닛의 야간광학계 분해능이 1.2mil(1km에서 1.2m 크기식별)로서 3km에서의 관측시험을 위한 표적크기는 3.6 x 3.6m이어야 하나, 시험 시 사용된 표적은 500MD(1.35 x 1.95m)로 제한되어 발생하였으며, 표적크기에 맞는 거리인 1.6km에서는 100% 탐지 및 추적이 가능하였습니다.” 라는 답변이 있었다.
결국 이들 문제점 제기는 비호의 개발과정에서 있었던 시행착오로 당연히 있을 수 있는 일이며, 무엇보다 덕분에 실제적인 성능데이터를 보여주었다는 점에서 좋은 자료가 되고 있다. 그리고 운용중인 야전군의 평가도 이제는 그런대로 쓸만하다는 평가를 받고 있다. 하지만 실제 문제는 개발과정의 시행착오나 야전군의 평가가 아닐 것이다. 진정한 문제는 세계 각국의 대공포 시스템이 이미 비호수준을 크게 뛰어넘는 큰 성능향상을 보이고 있다는 점이다.
두 번째, 비호 대공자주포 개량계획과 한계
현재 육군은 비호 대공자주포 개량프로젝트를 진행하고 있다. 2009년부터 시작될 계획의 방향성은 비호 측면에 2연장 신궁 발사대 2기를 장착함과 동시에, 신궁유도용 장비 + 육군자동화방공망(C2A)통신시스템 + EOTS 유닛이 국산화되고, 과거형 모델 보다 단순해지고 우수한 지휘무장통제컴퓨터와 통합제어전시기가 장착될 계획이다.
각각을 설명하면, 2010년 즈음까지 완성될 계획이었던 육군자동화방공망(C2A)과 연동될 수 있는 발전형 통신시스템이 장착될 것이다. 그리고 1980년대 기술로 개발되어 구성시스템이 노후화된 비호의 EOTS 등의 조준체계를 국산화된 신형으로 대체하여, 정비성, 데이터 처리성능, 보다 넓은 디스플레이를 갖는 지휘무장통제컴퓨터와 통합제어전시기를 장착할 계획으로 있다. 무엇보다 개량사업의 목표는 비호를 둘러싼 많은 문제점 중 하나인 3,000m에 불과한 사정거리를 늘리려는 것이다. 이를 위해 최대사정거리가 이론적으로 7,000m에 신궁 견착식 대공미사일 4기를 장착하려 한다.
▲ 게파드 대공자주포의 사정거리를 연장하고자 2연장 스팅어 지대공미사일을 장착한 모습이다. 현재 독일국방군과 네덜란드군이 채택하였다.
◆ 신궁 장착 프로젝트의 한계
이렇게 사정거리가 부족한 대공포에 유도가 간단한 적외선 대공미사일을 겸용해 사정거리를 늘리는 일명 <하이브리드(Hybrid)>시스템은 이미 1980년대 후반부터 채용되기 시작한 것이었다. 1980년대에 이집트가 배치한 은 2연장 23mm기관포 시스템에 6기의 SA-7 견착식 적외선 지대공미사일을 장착하고 있었고, 독일과 네덜란드의 <게파드 35mm 쌍열 대공자주포> 역시 90년대 중반에 4기의 스팅어의 장착을 통해 사정거리를 최대 5km까지 늘렸다.
미 육군의 경우, M2 브래들리 보병전투차의 차체를 그대로 사용하는 대신 25mm 기관포의 최대고각을 일부 늘리고 4연장 스팅어와 예비탄 6발을 장착한 <라인베커(Linebacker)>를 1997년부터 채용하고 있다. 비호 역시 보편화된 하이브리드시스템의 아이디어를 빌리려고 하나, 여기에는 분명한 함정이 있다. 공식적으로 알려진 신궁의 최대사거리는 7,000m, 최대고도는 3,500m이지만, 사실 이들 데이터는 별다른 의미가 없다. 실제 한반도의 대기상태를 조사한 결과에 따르면, 스팅어 및 미스트랄 적외선 시커의 최대탐지범위는 최고로 청명건조한 상태에서는 6km, 평균적인 좋은 기상상태에서는 5km, 우천 시에는 3km로 감소되며, 이는 신궁 역시 동일하다고 한다.
▲ 신궁 지대공 미사일의 모습. 처음부터 어깨 견착식이 아닌 전용의 발사대를 갖추므로 보다 미사일의 중량이 늘어나도 큰 부담은 없다.
▲ 비호 개량형에 새롭게 도입될 지휘무장통제컴퓨터와 통합제어전시기의 모습이다.
그것도 통상적인 5km의 최대사거리 역시 신궁 탑재차량의 위나 측면을 지나가는 전투기급의 후퇴표적, 그러니까 막대한 열을 방출하는 엔진부위가 신궁의 시커 쪽으로 노출되었을 때나 발휘되는 것이다. 만약 적기가 헬기와 같이 적외선 방출양이 작거나, 신궁의 전면으로 접근할 경우에는 방출되는 적외선의 양이 작아 이상적인 최대사거리가 약 3,500m에 불과하다. 사실 이들 사거리 차이는 신궁 개발시 문제가 되었던 부분이기도한데, 적외선 미사일의 특성을 잘 몰랐던 軍은 전면 목표에 대한 사거리 역시 5,000m이상을 요구하여 개발주최자인 국방과학연구소과 작은 마찰이 빗기도 하였다.
◆ 새로운 위협과 한계
그러나 무엇보다 비호 대공자주포가 상대해야 할 위협이 갈수록 발전하고 있다는 점이 문제이다. 북한의 Mig-21이나 AN-2, Mil-8과 같은 구형체계에 대해서는 어느 정도 대응할 수 있겠지만, 사실 북한의 공군력이 강력한 대한민국과 미군의 공군력을 뚫고 얼마나 위력을 발휘할 수 있는지에 대해서는 의문이 많다. 많은 전문가들은 북한공군을 1회성으로 보고 있으며, 그것도 정밀하지 못한 무장을 운용하는 1회용 전투기와 1회 교전하기 위해서 막대한 비용이 드는 비호를 양산하는 것에 대해 비용 대비 효과 면에서 논란이 많았다.
이와 비교해 새로운 위협으로 부상하고 있는 중국의 경우, 통상적으로 사정거리가 8km가 넘는 대전차 미사일을 운영하는 를 개발함과 동시에, 여기에 이스라엘의 도움을 통해 MUSIC와 같은 적외선 대공미사일을 무력화시키는 적외선 레이저 재밍장비 등을 장착할 계획으로 있다. Su-27과 같은 전투기의 경우, 이제는 사정거리가 10km가 넘는 레이저 유도폭탄을 사용함은 물론, 통상 사정거리가 30km가 넘는 미국의 JDAM과 유사한 GPS/INS 유도폭탄을 개발하고, 이를 운용하기 위한 자국산 GPS 항법위성시스템인 <북두(北斗)>를 구축하고 있다.
▲ 2007년 국방전시회에 삼성 탈레스가 공개된 비호 하이브리드형의 모습이다. 비호에 2 x 2기의 신궁 대공미사일을 결합한 시스템 구조를 갖추고 있다.
더욱 문제가 되는 것은 무인기와 공대지 순항미사일이다. 미래방공의 핵심은 앞서 언급했듯 아군에게 접근하는 적의 <무인정찰기>와 <장거리 공대지 미사일>을 격추하는 것이 되고 있다. 하지만 비호는 500MD(1.35x1.95m)헬기와 같은 비교적 대형물체를 겨우 1.6km에서나 추적할 수 있어, 당연히 보다 작은 크기를 갖는 무인기나 장거리 공대지 순항미사일에는 대응할 수가 없다. 만약 비호가 1980년대 중반에 등장했다면 존재이유가 분명했겠지만, 20년이나 후에 등장한 현 시점이라면 현대방공무기로써 그 능력 부족은 분명하다.
세 번째, 비호는 어떠한 개량이 필요한가?
비호와 같은 자주대공포 역시 앞서 언급한 Skyshield 수준의 능력을 얻거나, 밑에서 언급한 수준의 개조를 수행한다면 그 능력은 충분하다고 본다.
* 현재 논란이 되고 있는 비호 개조사항을 살펴보면 아래와 같다.
1. 비호가 장착하게 될 신궁 지대공 미사일이 전면 목표에 대해서도 최대 6,000m이상의 사거리를 가지게 끔 개량을 수행해야만 할 것이다.
2. 비호에도 AHEAD탄의 운용능력을 부여함과 동시에, 아군의 야전군 부대와 주요 기지로 접근 소형 무인기와 공대지 미사일을 추적할 수 있는 능력을 부여시켜야만 한다. 이것은 어떻게 가능한가?
◆ 신궁의 전면 사정거리 연장
비호 대공포의 전면으로 접근하는 목표에 대한 사정거리가 3,500m이하인 것은 앞서 언급했듯 적외선 시커의 한계 때문이다. 현재 신궁은 해상도가 약 1 x 8 정도인 2 Color 적외선 시커를 아르곤 가스로 급속히 냉각시키는 방법으로, 과거 1세대 적외선 대공미사일과 달리 접근표적에 대한 탐지가 가능해 졌다. 하지만 기체 자체에서 나오는 복사열은 그 한계가 분명하며, 덕분에 신궁보다 2배 이상 크고 무거운 AIM-9L/M 사이드와인더와 같은 적외선 추적형 공대공 미사일 역시 전면표적에 대한 공격거리는 약 3~5km에 불과하다.
▲ 파이던4 대공미사일의 모습. 개념도와 같이 FOG형 INS(관성항법장치)의 장착을 통해 LOAL : Lock-on After Launch : 사격 후 로크 온 방식의 채용이 가능해졌다.
하지만 1990년대 이후에 등장한 AIM-9X나 파이던-4와 같은 적외선 추적방식 대공미사일의 이론적 사정거리는 최대 40km, 실용사거리 역시 25km가 넘는다. 이것이 가능했던 것은 적외선 시커의 기술이 극단적으로 발전한 것이 아닌, 적외선 시커로 록크온 되지는 않는 위치의 목표에 대해 미리 발사한 이후, 적외선 시커의 탐지범위에 들어오면 록크-온 하는 이른바 을 사용할 수 있게 되었기 때문이다. 이의 원천은 전투기의 레이더나 IRST를 사용해 목표의 이동데이터를 분석한 후, 목표의 미래위치에 대한 정보를 <관성항법장치>에 입력시킨 이후에, 적외선 대공미사일을 발사하는 방법이 동원되고 있기 때문이다.
신궁의 경우, 1990년대 개발당시 기술로는 작은 동체 내에 항법의 안정을 보장하는 <관성항법장치>를 집어넣을 수 없어, 각도의 변화를 알아내는 각속도계(MRS)만으로 자신이 나가야할 방향을 지향시키는 매우 단순한 항법장치만을 가지고 있다. 그런데 신궁에 관성항법장치가 장착될 경우, 비호는 최대탐지거리가 약 8km에 이르는 EOTS를 이용해 목표의 좌표를 탐지한 이후, 으로 발사하여 접근표적이나 헬기와 같이 실제 사정거리가 3,000m이하에 불과한 표적의 공격거리를 최대 6,000m 수준까지 늘릴 수 있다.
◆ 신궁의 개량방식은?
신궁은 스팅어와 비교해 약 25%정도 체적이 큰 체계이므로, 적절한 개량을 통해 충분히 관성항법장치를 장착할 수 있을 것이다. 관성항법장치의 경우, HG-1700와 같은 소형 관성항법장치는 127 x 77mm의 크기에, 중량이 900g정도에 불과하다. 국내에서도 한국형 차기 다연장로켓을 위해 동등한 크기의 MEMS 기반의 FOG형의 초소형 관성항법장치를 2006~2013년 까지 개발하는 계획이 진행되고 있다. 때문에 처음부터 보병의 어깨를 통한 견착식 사격이 불가능하게 만들어진 신궁을 보다 대형화시켜, 내부에 소형 관성항법장치를 장착하고, 로켓모터의 추력을 강화하는 방법을 통해 신궁의 유효사거리를 크게 확장시킬 수 있을 것이다.
더욱이 관성항법장치를 이용, 장착된 IR시커가 적의 재밍시스템에 의해 순간적으로 좌표를 잃어도, 과거의 데이터를 바탕으로 접근하는 보다 능동적인 유도방식의 채용도 가능하게 된다. 현재 국내에서도 신궁의 사정거리를 늘리려는 기술개발 움직임이 진행되고 있지만, 그 방향성에 대한 공식적인 견해는 발표된 것이 없다.
◆ 30mm 대공포시스템의 성능강화
차기대공포는 기본적으로 AHEAD로 호칭되는 분산탄의 운용능력을 갖출 것이므로, 차후 비호 역시 AHEAD탄을 사용 할 가능성이 높다고 판단된다. 여기서 AHEAD(Advanced Hit Efficiency And Destruction: 향상된 명중효과, 파괴)탄은 ‘Oerlikon Contraves Pyrotec AG’사에서 개발한 것으로, 전방에 텅스텐 팰릿군을 두고, 후방에 정밀한 시한신관과 탄약분산장치를 두고 있다. 운용방법은 레이더를 통해 목표와 위치와 거리를 측정한 이후, 이들 자료를 시한신관에 입력한다. 시한신관은 목표에서 가장 이상적인 타격지점에서 130여개의 텅스텐 팰릿를 전방으로 방출시켜 목표를 타격하게 된다.
▲ 독일국방군 퓨마 보병전투차에 탑재되는 30mm AHEAD탄의 모습이다. 국내화된 30mm탄 역시 동등한 구조를 갖출 것이다.
이들 AHEAD탄의 장점은, 발사 시 마다 전방의 초속 측정장치를 이용해 항시 속도가 조종되므로, 목표전방 5m에서 정확히 탄약이 작동, 매우 넓은 범위로 텅스텐 탄자를 방출시켜 명중률이 매우 우수하다는 점이다. 덕분에 명중률이 높고, 사격통제시스템이 우수하다면 소형 무인기는 물론 AGM-65 마베릭 공대지미사일, 심지어는 박격포탄까지도 격추가 가능하다. 문제는 목표 추적능력과 분해능력, 거리측정능력이 떨어지는 비호의 EOTS(전자광학 추적장치)로는 무인기나 공대지 미사일과 같은 소형 표적을 제대로 추적할 없다는 점이다.
이에, 효율성이 떨어지고 고가인 2차원 레이더를 포기하고, 그 대신 소형목표 추적능력이 우수한 새로운 <목표추적레이더>를 장착하는 방안이 고려되어야 한다. 사실 2차원 레이더가 제거된다고 해도 방공자동화체계(C2A)와 신형 3차원 저고도 탐지레이더를 통해 보다 정확한 목표데이터가 전달될 수 있다. 이 데이터를 바탕으로 목표를 향해 정밀한 목표추적레이더를 방열하는 방법을 통해 정확한 이동데이터를 획득하고, 여기에 AHEAD탄을 사격할 경우에는 소형 무인기 및 AGM-65나 기타 JDAM, JSOW와 같은 공대지 무기에 대한 대응이 가능하다.
실제 본 능력은 스위스가 개발한 스카이실드(Skyshield)체계에서 증명되었으며, 현재 스카이실드는 앞서 언급한 것처럼 약간의 개량을 통해 NBS-C-RAM으로 변모해 박격포탄과 155mm 곡사포탄에 대한 요격능력도 갖출 계획으로 있다. 다행히 국내에서는 이미 마하 3 이상의 고속표적을 추적할 수 있는 한국형 구축함용 STIR 1.8급 목표추적레이더, 윤영하급을 위한 CEROS-200 목표추적 레이더를 기술도입 생산한 바 있으므로, 관련기술력을 어느 정도 보유하고 있어 개발지시만 있다면 대응이 가능하다면 점이다.
정리하며...
비호 자주대공포는 전체적으로 우수한 시스템이지만, 등장시기가 20년이나 늦어버려 현대적인 위협에 대응하기에는 역부족인 면이 있다. 이들 문제로 인해 30mm 대공포와 신궁 지대공 미사일을 결합한 하이브리드 체계가 등장했지만, 본 체계시스템 역시 1990년대 초반에나 가치가 있는 성능수준이다. 2000년대에 들어서면 위협은 전투기와 공격헬기에서, 30km이상의 거리에서 발사되는 JDAM과 JSOW와 같은 공대지 유도무기 및 아군을 정탐하는 무인정찰기로 변모되고 있다.
▲ 목표추적레이더의 설치와 AHEAD탄 운용능력의 확보를 통해 비호 대공자주포를 21세기 전장에서 살아남을 수 있도록 개량해야할 필요성이 있다.
새로운 위협에 대응, 비호 역시 미래를 위해 각각 탄 과 소형물체에 대한 추적능력을 지닌 <목표추적레이더>의 운용능력을 확보해야만 할 것이다. 위의 문제점은 사실 대공시스템에 관련된 전문가들은 모두 인식하고 있는 것이고, 이에 대한 기술적 해결점 마련도 현재의 국내기술력으로 충분히 가능하다고 언급하고 있었다. 하지만 이제 겨우 양산단계에 들어선 비호를 포기하고, 다시 개량을 수행한 뒤에 공급한다는 것은 사용군, 국방과학연구소, 두산 인프라 코어 모두에게 스스로 무덤을 파는 격이므로 관련된 언급이나, 개량사업 역시 현재는 진행되는 것이 없다.
그나마 관련자들은 무인기와 같은 소형물체에 대응하고자 <차기대공포>는 그 성능을 강화할 수 있을 것이라 언급하고 있지만, 문제는 차기대공포 역시도 현재 개념으로는 한계가 많다는 점이다. 세금을 내는 국민의 한 사람으로, 지금이라도 비호의 양산을 중단하고 미래전에 맞는 대규모적인 개량을 통해, 비호가 미래전에 사용될 수 있는 우수한 무기체계로 다시 탄생하기를 기대하는 바이다.
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기사제공= 월간 밀리터리 리뷰 2008년 6월호 / 황재연
출처 : [emilitarynews.com]
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