미래전투항공체계 '6세대 전투기' (하) [밀리터리 동서남북]

[파이낸셜뉴스]

영국의 BAE 템페스트. 현재 F-35 이후 6세대를 표방하는 차세대 전투기 사업 중에서는 비교적 높은 인지도를 구가하고 있다. 2025년부터 개발을 목표로 하고 있는 6세대 전투기이다. 해당 전투기의 이름인 템페스트는 영문으로 'Tempest'이며, 의미는 '돌풍'이라는 뜻이다. 라이벌 격이라 할 수 있는 FCAS에 비해 비교적 완성형 형상도 빠르게 나왔으며, 1:1 목업도 상당히 높은 수준으로 제작해 각종 에어쇼 등에 자주 출품하고 있기 때문으로 보인다. 또한 일찌감치 '팀 템페스트'라는 공식 홍보 매체도 만들어두었으며, 트위터 등 SNS 계정도 활발하게 운영중이기 때문에 홍보에 있어서 만큼은 6세대를 표방하는 전투기 사업 중에서 가장 성과를 잘 올리고 있는 기종이라고 할 수 있다. 이미지 자료 =영국 BAE 시스템즈

■일본의 6세대 전투기 개발
F-3 심신(心神), F-X 사업은 일본이 2030년대에 실전 배치를 계획하는 차세대 전투기이다. 2024년에 프로토 타입이 제작되며, 설계 및 시험 계획이 확정된 후 2028년에 처녀 비행에 돌입 예정이다. 본격적인 양산 및 실전배치는 2031년부터 시작되며, 미쓰비시 F-2는 2035년부터 본격적으로 퇴역되며 그 자리를 F-3로 대체된다고 알려졌다.

일본은 2000년대 이후 늘어난 중국의 항공 안보 위협에 대응하기 위해 '신신(心神)'이라는 프로젝트를 2008년 4월 공식 출범, 2016년 실제 크기의 70% 미만의 실증기인 미쓰비시 ATD-X를 시험 비행하는데 성공해서 기술을 입증했다.

스텔스 항공기에 대한 감지 기능을 향상시키기 위해 F-X는 통합 센서를 사용하는데 조종석 헬멧 장착형 디스플레이에는 넓은 시야, 쌍안, 다색 디스플레이, 음성 인식 및 3D 사운드가 있다.

레이더 단면을 최소화하기 위해 F-X의 물리적 설계에는 구불구불한 공기 덕트와 내부 무기 베이가 있다. 수행된 테스트 결과에 따르면, 흡수체에금속 조각과 유전체를 포함한 다양한 물질로 구성된 메타 물질을 반영해 RCS 레이더 위협의 탐지 범위를 절반으로 줄인다. 센서 프로그램은 레이더 방출 중 카운터 감지 가능성을 줄이는 방식으로 작동한다. F-X의 플라즈마 스텔스 안테나 기술은 전파를 편향시킨다. 안테나는 전기적 제어를 통해 임시 플라즈마가 생성한 물리적 특성을 변경하는 방식으로 작동한다. 활성화 된 동안 안테나는 통신을 송수신 할 수 있다.

FX는 두개의 XF9-1 엔진으로 구동된다. 엔진의 분사력은 11t이며 최대 추진력은 15t이다. XF9-1은 1800도에서 높은 연소 온도를 가진다. 엔진 흡입구 형상은 항공기의 스텔스를 유지하고 기체 내부에 무기를 운용, 전투기의 강력한 항공 전자 장치 및 장비에 에너지공급을 위해 F-2에 사용 된 제너럴 일렉트릭 F110보다 30% 작고, 슬림한 형태로 디자인됐다. XF9의 최대 출력은 180kW이며 FX는 두개의 엔진에서 총 360KW의 에너지를 얻는다. 스텔스 기능을 향상시킬 수 있는 노즐 엔진의 추력 벡터 노즐은 원주 방향으로 추력을 최대 20도까지 편향시킬 수 있다.

일본은 또한 F-X와 함께 작동 할 수있는 전투 지원 무인 항공기를 도입 할 계획이다. 크라토스 XQ-58 발키리 또는 보잉 공군 팀 시스템 프로젝트와 유사하며, 이 드론은 조종 항공기에 대한 '충성스러운 윙맨' 역할을 한다. 드론은 센서 운반대와 표적을 위한 스카우트 기종과 탄약을 발사하고 들어오는 미사일을 모체 항공기에서 멀어지게 하는 두가지 버전으로, 모두 동일한 디자인을 공유한다. 드론은 2030년대에 개발 완료가 목표다.

일본 차세대 전투기 미쓰비시 F-3 심신. F-X 사업으로도 불린다. F-22보다 대형화된 크기로 넓은 작전범위와 큰 무장량을 원하고 있다. 실제로 고노 다로 국방 장관은 F-X가 강력한 네트워크 기능을 갖추고 F-35보다 더 많은 미사일을 운반할 것이라고 밝혔다. AESA 레이더, 수동 무선 주파수 (RF) 센서 및 적외선 카메라가 포함한다. AESA 레이더 및 RF 센서는 모두 질화 갈륨을 사용하는데, F-X는 항공기, 공대공 미사일 및 지대공 미사일 위협에 대응하기 위한 RF '자체 방어'시스템을 갖출 예정이다. 이 시스템은 위협에 대해 경고를 받고 전 방위적으로 전파를 방해함으로써 ESM과 ECM을 모두 수행한다. 통합 ESM 차체 안테나는 전투기의 날개와 꼬리 덮개를 따라 배치된다. 현재까지 알려진 내용들은 예상 스팩이므로 실제 F-3과는 차이가 날 가능성도 있다. 그러나 2차세계대전 당시부터 일본의 항공기 제작기술 및 노하우는 세계적 수준으로 알려져 있다. 2030년대 후반~2040년대 생산에 들어갈 전망이다. 170대 보유 예정이다. 이미지=일본 방위성

■한국의 6세대 전투기 개발
첫 국산 전투기 KF-21 보라매는 4.5세대 전투기로 분류된다. 4.5세대란 4세대 전투기와 5세대 전투기 사이 수준이라는 의미다
군사 강국들은 5세대 전투기를 넘어 6세대 전투기를 개발하고 있다. 미국은 2028년에, 러시아와 중국은 2035년에 6세대 전투기를 내놓겠다고 선언했다. 일본과 유럽은 5세대 전투기 없이 바로 6세대 전투기를 개발하겠다고 밝혔다.

우리 공군도 KF-21을 넘어 6세대 전투기를 보유하기 위한 계획을 수립하기 시작했다.

2030년대 중반께 전투기에 인공지능 기술이 적용, 인공지능이 조종사에게 회피기동 거리나 속도, 방향에 관한 정보를 제공하게 된다. 2045년 이후 엔 자유의지와 인간 1000명의 능력을 가진 인공지능이 무인기를 단독 조종할 수 있을 것으로 전망된다.

최근 공군본부는 '유·무인 전투임무기 복합체계 임무효과도 분석 및 한국형 차세대 전투임무기 구축방안 연구' 용역을 발주했다.

한반도 전장 환경에 최적화된 유·무인 전투임무기 복합체계에 적합한 항공기 편성과 소요량을 도출하기 위해서다. 유·무인 전투임무기 단계별 구축방안도 제시된다.

KF-21 보라매 비행 이미지(좌측). KF-21과 무인기 '가오리-X'와 공동작전 수행하는 이미지(우측). 우리 공군도 과학기술의 혁신적 발전에 따라 가속화되고 있는 무기체계와 군사 전략개념의 변화를 반영한 전투기 전력을 구축해야 한다는 계획을 수립하고 있다. 6세대 전투기에는 유·무인 복합체계 운영개념이 필수로 전장상황 인식의 우위를 점하고 우군 유인 전투기의 생존성을 높임으로써 공중우세를 더욱 빠르게 확보하는 공중우세를 좌우하는 핵심이 될 전망이다. 이미지=한국항공우주산업(KAI)

무인기 자율화 기술은 비행체 외부에서 발생하는 위협적인 환경 변화에 대응하는 기술이다.

국방과학연구소는 "향후 군집형 무인기, 유무인기 복합체계 개발 등에도 무인기용 자율 항법 기술을 활용할 예정"이라며 "전술 상황을 인식하는 인공지능 기술과 다수 무인기의 임무를 최적화해 할당하는 기술, 유무인기 복합체계에서 유인기 조종사의 임무부담을 경감할 수 있는 자율화 기술 등을 선도적으로 연구할 계획"이라고 밝혔다.

한국의 레이저 무기 개발, 장착도 가시권에 들어왔다. 6세대 전투기에 장착된 레이저 무기는 초속 30만㎞의 속도로 공격하므로 대응이 불가능하다. 4.5세대 이하 전투기는 광속 특성을 갖는 레이저를 탑재한 6세대 전투기에 적수가 되지 않을 전망이다. 6세대 전투기는 4.5세대 이하 전투기를 레이더 탐지 후 바로 격추할 수 있다는 의미다. 레이저 무기는 중력 영향 없이 직진하므로 운동역학적 탄도 계산이 불필요하다. 레이저 무기는 수㎞ 밖 직경 10㎝ 표적을 요격하는 초정밀 타격이 가능하다.

레이저 무기 위력 시범은 지난해 9월 충남 태안의 국과연 안흥시험장에서 이뤄졌다. 당시 시연에서 20㎾ 출력 레이저 빔이 1㎞ 거리에 떨어져 있던 철판 표적을 뚫었다. 시연에 쓰인 표적은 북한 노동미사일이나 2014년 파주에서 발견된 북한 무인기와 동일한 재질로 제작됐다.

6세대 전투기는 마하 6의 속도로 한반도 전역에 7분 안에 도달할 수 있으며 적 군사시설과 전투기를 레이저로 실시간으로 신속 파괴할 수 있으며 탄도탄이 발사된 경우 강력한 레이저를 이용해 상승단계에서 요격할 수 있다.

실전 전력화 단계까지 시간과 재원, 인력 투입 등 집중이 필요해 보인다.

이탈리아 6세대 전투기 이미지. 이탈리아 국방부는 3일 유로파이터를 대체할 제6세대 전투기 ‘템페스트’ 개발 프로그램 관련 3국(영국·이탈리아·스웨덴)이 협정에 서명했다고 발표했다. 미국과 중국·러시아 등이 6세대 전투기 개발에 앞다투고 있는 상황에서 유럽발 6세대 전투기 성능과 모습에 관심이 쏠린다. 문제는 영국·이탈리아·스웨덴 그룹과 독일·프랑스·스페인이 따로 따로 6세대 차기 전투기 개발을 준비하고 있어, 원팀 유럽이 갈수록 흔들리는 모습을 연출하고 있다. 이탈리아 국방부에 따르면 2020년 12월 21일, 로렌조 게리니 국방장관은 영국, 스웨덴 국방장관과 함께 제6세대 전투기 템페스트 개발 프로그램인 ‘미래 전투 항공 시스템 개발 협력’에 관한 협정에 서명했다. 이 협정은 3국 간 동등한 협력을 위한 일반 원칙을 규정하고 있으며 3국은 이를 운영하는 데 필요한 연구, 개발 및 공동 개념을 포함한 모든 활동을 담고 있다고 알려졌다. AI 와 연계해 사정거리가 더 길고 새로운 센서와 무기는 전쟁 양상을 더 쪼개 놓을 것이며 이러한 전쟁 양상은 전쟁이 센서와 정보 네트워크에 의해 이뤄지는 것을 말한다. 이 모든 것은 자연적으로 포괄적인 'ISR (정보 축적 검색) 임베드'를 필요로 한다. 네트워크 의존 전쟁은 목표물을 찾고 센서에서 발사체에 이르는 시간을 줄이는 높은 효율을 갖춘다. 하지만 이것은 광범위하며 필수적인 정보의 흐름을 조직하고 최적화해야 한다. 이미지=뉴아틀라스

러시아 6세대 전투기(좌측)는 미그(MiG)와 수호이(Sukhoi)가 공동으로 제작할 가능성이 있다고 관계자가 말했다. 그러나 세부 사항에 대해 이야기하기에는 너무 이르다고 전했다. 2016년 3월 Sukhoi는 새로운 전투기에 대한 첫 번째 개발을 발표했다. 당시 부총리를 지낸 드미트리 로고진은 유인 및 무인 버전으로 개발될 것이라고 밝혔다. 중국이 개발해 오는 2035년까지 실전 배치 계획인 제6세대 스텔스 전투기(우측), 제5세대 전투기 젠(殲)-20과 젠-10 개발에 참여한 중국 항공기술 전문가 왕하이펑(王海峰)은 제6세대 전투기에는 레이저 무기와 자율조정 엔진, 극초음속 비행체 무기 등을 탑재한다고 설명했다. 중국은 2035년까지 인공지능(AI) 기능을 장착하고 무인기(드론)를 활용하는 차세대 스텔스 전투기를 개발해 배치할 계획이라고 관영 영자지 글로벌 타임스가 보도했다. 전문가들은 6세대 전투기가 인간의 개입없이 인공지능으로 전투 임무를 수행 할 수있는 능력, 라디오 포토 닉 레이더의 존재, 초음속 속도 및 가까운 우주로 이동할 수있는 능력을 특징으로 개념을 정립하고 있다. 이미지=러시아 군, 중국 인민해방군 캡쳐

[e-mail] 이종윤 기자