Stealth vs. Electronic Attack ! 보이지 않는 창, 스텔스기 vs 보여도 막을 수 없는 창, 전자전 공격기?

 

 오늘은 보이지 않는 창 록히드 마틴의 F-22, F-35 스텔스 전투기와 보이지만 막을 수 없는 창, 보잉의 EA-18G Growler 전자전 공격기에 대한 이야기를 해 보려 합니다. 기사의 출처는 미 해사협회 United States Naval Institute 뉴스에서 발간한 내용입니다. 

 

기사를 읽기에 앞서서 미리 알고 계시면 이해하기 편하실 부분을 정리해 보겠습니다.

 

아시다시피 5세대 스텔스 전투기의 대명사라고 할 수 있는 F-22 랩터와 F-35 라이트닝 Ⅱ는 록히드 마틴이 만든 전투기입니다.

 

반면 전자전 전투기의 대명사라고 할 수 있는 EA-18G Growler는 보잉이 만든 전투기이죠. 그러다 보니 스텔스기냐? 전자 공격기냐? 양측 회사간에 신경전이 벌어지는 일이 다반사였습니다.

 

F-35C의 비행모습

 

보잉은 스텔스 기술은 일정한 시간이 지나면 쓸모 없어 질 수 밖에 없다는 점을 강조하며 실제로 러시아나 중국이 미국의 스텔스 능력을 와해시키고자 개발하고 있는 저주파 대역 레이더에 관한 예를 들고 있습니다.

 

요즘 스텔스 전투기와 같이 많이 듣게 되는 이야기가 바로 UHF, VHF 대역을 지닌 레이더에 관한 이야기들입니다. 기사 본문에서도 찾을 수 있는 내용이지만 스텔스 기능을 떨어트리는 가장 큰 원인이 바로 공진(resonance) 효과입니다.

 

특정한 물체를 향하고 있는 주파수 파장이 일정한 임계 값을 초과하면 공진 현상이 일어나는데 공진 현상을 일으키고 있는 스텔스 전투기의 레이더 신호 특성에는 단계적으로 일정한 변화가 발생하게 됩니다. 그 변화를 추적하면 스텔스 전투기의 위치를 파악할 수 있게 되는 것이지요.

 

그런데 이 주파수의 파장과 물체의 크기가 비슷할수록 쉽게 공진 효과가 일어납니다. 한 때 구시대 기술로 잊혀져 가던 UHF, VHF 레이더가 다시 주목 받는 이유는 이 레이더들의 파장이 스텔스 전투기가 가지고 있는 면의 크기와 비슷한 30Cm~5m 정도의 파장을 지니고 있어 공진 효과가 쉽게 일어난다는 점에 있습니다. 즉, 영원한 스텔스는 없다는 뜻이죠.

 

그렇다면 적이 눈으로 보고 오는 줄 알고서도 막을 수 없는 공격을 하면 된다 그것이 바로 전자전 공격기(Electronic Attack Fighter)의 위력이라고 보잉은 주장하고 있는 것입니다. 실제로 전자전 공격기들이 실전에서 효용성을 입증한 사례들은 꽤 있습니다.

 

또 하나 이 기사를 읽으면서 알아두면 재미있는(?) 포인트는 F-22 및 F-35는 미 공군이 주력으로 쓰는 전투기이고 Growler는 미 해군이 사용하는 전투기라는 점입니다. 공군과 해군의 입장 차이와 서로 다른 플랫폼에서 오는 의견 대립이 있다는 점도 알아두시면 이해하시는데 도움이 될 것입니다.

 

그러면 기사 내용을 살펴 보도록 하겠습니다. 

 

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미 해군은 미래에 발생할 중국 같은 나라들의 선진화된 반 접근 / 지역거부(A2/AD) 위협을 물리치기 위하여 스텔스 전력과 전자전 능력을 조합해서 구사해야 할 필요성이 생겨나고 있다고 해군 참모 총장인 조나단 그리너트(Jonathan Greenert) 제독이 4월 16일 워싱턴 D.C.에서 열린 미 해사협회 연례 모임에서 말했다.

 

그리너트 제독은 미국이 보유하고 있는 현재 공군 전력을 앞으로 적어도 10년 동안 유지하기 위해서 스텔스 전투기가 필요한 것은 사실이며 그 10년 동안 극적인 변화는 없을 것이라고 말했다. 그는 동시에 그러나 미국은 더 많은 것을 살펴볼 필요가 있을 것 같다는 생각을 했고 그 결과 스텔스 기능을 갖춘 전투기들뿐만 아니라 다른 형태의 무선 주파수 전자기 방출을 억제할 수 있는 전투기를 같이 보유함으로써 미국이 좀 더 수월하게 적진에 진입할 수 있게 될 것이라는 결론을 내렸다고도 덧붙였다.

 

그리너트 제독과 복수의 미군 및 업계 소식통에 따르면, 전자전 공격 능력 한가지만으로 미 공군이 적의 방공망을 뚫는 것은 어려울 것이라고 한다.

 

"앞으로 우리 공군이 적진에서 필요한 임무를 수행하고 나올 때까지 모든 적들을 제압하면서 무사히 적진에 침입할 수 있을지 의문"이라고 말했다.

 

"그러나 우리는 앞으로 먼 미래까지 그것을 가능하게 할 수단을 보유하고 있습니다. 차세대 전자전 공격기가 바로 그것을 가능하게 만들 수 있는 수단이며 차세대 전자전 공격기와 스텔스 전투기가 함께 한다면 우리가 필요할 때 적진에 들어가고 필요할 때 나갈 수 있게 될 것입니다."

 

그리너트 제독의 이 같은 발언은 지난 주 Navy League’s Sea, Air and Space 전시회에서 열린 보잉 발표에서 F/A-18E/F 및 EA-18G 프로그램 담당 부사장인 마이크 기븐스가 스텔스 전투기는 반드시 대공 전자전 공격 능력으로 지원되어야 한다고 밝힌 의견과 크게 흡사하다.

 

기븐스는 "중요한 것은 적진에 진입하는 어떤 전투기라도 모든 주파수 대역에 맞설 수는 없다는 것"이라며 "결국 적들에게 포착될 수 있기 때문에 이런 모든 주파수 대역에 맞서는 것이 핵심"이라고 말했다. "EA-18G 그라울러(Growler)는 타격 전투기들을 위한 전체 스펙트럼 감지 센서와 적의 포착을 방해할 수 있는 능력을 가진 유일한 전투기입니다."

 

USS George Washington 항모에서 이륙 중인 EA-18G Growler

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또한 보잉사는 발표회에서 잠재적 적국들이 최첨단 저주파 레이더를 개발하고 있고 레이더 신호 처리기가 그 어느 때보다 점점 더 성능이 좋아짐에 따라 특히 스텔스 기술은 "언젠가는 쓸모 없어질 수 밖에 없는" 자산이라는 회사의 기존 입장을 되풀이했다.

 

스텔스 기능이란 '적에게 감지되는 시간을 지연시키는 능력'을 뜻하는데 그러한 감지를 지연시킬 수 있는 시간이 점점 짧아지고 있을 뿐만 아니라 지대공 미사일의 레이더가 미국의 스텔스 성능이 떨어지는 저주파 대역으로 주파수를 옮기고 있다고 마크 감몬(Mark Gammon) 보잉 F/A-18E/F, EA-18G 프로그램 책임자는 e-메일로 보낸 성명서에서 밝혔다.

 

"조기 경보 레이더는 VHF 스펙트럼을 사용하고 있으며, 이 경우 스텔스 기능은 상당한 제한을 받습니다. 이 레이더들은 지대공 미사일(SAM) 시스템 레이더에 네트워크로 연결되어 SAM 레이더에 스텔스기가 있을 만한 곳에 대한 탐지 능력을 제공하죠. 이 외에도 적 전투기들이 갖추고 있는 적외선 탐지 및 추적 시스템(IRST)와 같은 스펙트럼 센서의 발전으로 인해 스텔스 전투기가 노출될 위험성은 더 커지고 있는데 반해 스텔스 전투기는 이런 적외선 탐지 및 추적 시스템(IRST)의 탐지 및 추적을 지연시킬 수 있는 능력은 없습니다."

 

USNI 뉴스와 상담을 했던 일부 군 관계자들은 보잉사의 평가에 전적으로 동의했지만, 일부 다른 관계자들은 보잉의 이러한 주장을 고려할 가치가 없다며 일축했다. 다른 많은 사람들은 좀 더 복잡한 견해를 제시하기도 했다.

 

"보잉은 이번 브리핑에서 록히드 마틴의 스텔스기 F-35에 대해 전면적인 압박 전술을 펼치고 있습니다. 이런 식으로 보잉이 전자전 공격기인 Growler의 장점을 설명할 때, 그들은 F-35가 Growler의 장점을 보완해주는 성격을 가지고 있다는 점을 무시하고 있습니다." 라고 미 공군 관계자가 말했다.

"사실 중요한 점은 Growler와 스텔스 플랫폼의 전투기들은 서로를 매우 잘 보완해줄 수 있다는 것입니다."

 

그러나 록히드마틴 관계자는 F-35는 아무런 지원 자산이 없어도 경쟁이 치열한 적 영공 내에서 운용이 가능하다고 주장한다.

 

록히드 마틴의 국내 F-35 사업 개발 책임자인 에릭 밴 캠프(Eric Van Camp )는 정부 계약 사양에 따라 F-35는 위험도가 높은 접근 거부 환경으로 진입해서 자율적으로 임무를 수행하고 생존할 수 있는 능력을 요구 받고 있다고 말했다.

"시험 비행 결과는 F-35가 그러한 정부 계약서 사양을 충족시킬 것이라는 점을 결정적으로 보여주고 있습니다."

 

물리학상의 단순한 문제로서 전술 전투기 크기의 스텔스 항공기가 C, X, Ku 대역과 같은 고주파 대역을 무력화시키기 위해서 최적화 되어야 한다는 점은 논란의 여지가 없는 사실이지만, 실제 운용 환경에서는 스텔스 항공기의 탐지 및 추적을 더욱 어렵게 만드는 그 이외의 다른 요소들이 많이 있다.

 

방산업계와 공군 및 해군 관계자들은 주파수 파장이 일정한 임계 값을 초과하여 공진 효과를 일으키면 피탐지성이 낮은 스텔스 전투기의 레이더 신호 특징에 "단계적 변화"가 발생하게 된다는 사실에 동의하고 있다.

 

일반적으로 그러한 공명 현상은 항공기 상의 특징, 예를 들면 꼬리 날개의 크기가 특정 주파수 파장의 8배보다 작을 때 발생한다. 사실상 크기나 무게에 있어 모든 표면에 60cm 이상의 레이더 흡수 물질을 코팅할 수 있을 정도의 여유가 없는 소형 스텔스 항공기는 어느 주파수 대역에 최적화해서 만들 것인지에 대해서 타협을 볼 수 밖에 없다. 

 

이 문제에 대해 또 다른 공군 관계자는 "전투기 크기의 스텔스 항공기를 타게 된다면 특정한 작전 지역에서 목적에 맞는 임무만을 수행하는데 집중해야 합니다. 즉 소형 항공기의 스텔스 능력에는 한계가 있다는 뜻입니다."라고 말했다.

 

 

이 모든 것들이 의미하는 것은 민간항공 교통관제(ATC) 레이더와 같은 S 또는 L 주파수 대역의 일부에서 작동하는 레이더는 특정 스텔스 항공기를 탐지해내는 것이 가능하고 심지어 어느 정도 범위까지 추적하는 것도 가능하다는 것이다. 따라서 공진 효과를 일으키는 특징이 그다지 많지 않은 노스롭 그루먼의 B-2 스피릿과 같은 대형 스텔스기는 F-35같은 소형 스텔스기보다 오히려 저주파 레이더에 훨씬 더 효과적이다.

 

그러나 이러한 저주파 레이더는 미 국방부 관리들이 말하는 목표물로 미사일을 유도하는 데 필요한 "무기 특성" 트랙을 제공하지는 않는다.

 

공군 관계자는 ATC 레이더로 피탐지성이 낮은 (Low Observable) 스텔스 타격 전투기를 탐지한다고 해도 화기 통제 시스템 없이는 그 스텔스 전투기를 격추시킬 수가 없다고도 말했다. (전투기의 화기 통제 시스템은 유도 미사일 사용에 필요한 무기 특성 트랙을 반드시 사용해야 하기 때문에 그런 기능을 제공하지 않는 민간용 레이더인 ATC 레이더만 갖춘 항공기로 스텔스기를 탐지하더라도 공격을 하지는 못한다는 의미로 이해됩니다: 역주)

 

한편, 러시아, 중국 그리고 다른 나라들은 그들이 보유하고 있는 다른 감지 자산들에게 경계 신호를 보내는 동시에 적 스텔스기가 어느 방향에서 접근할 것인지를 방공 전투기에게 알릴 수 있도록 하기 위해 더 긴 파장을 사용하는 첨단 UHF 및 VHF 주파수 대역 조기 경보 레이더를 개발하고 있다.

 

그러나 VHF와 UHF 대역 레이더의 가장 큰 문제는 미 해군 관계자가 USNI 뉴스에 말한 것처럼 파장이 긴 주파수를 사용하는 레이더는 레이더 해상도의 셀이 지나치게 크게 나온다는 점이다. 즉, 목표물에 무기를 유도하기 위해 필요한 수준의 정확도로 적과의 접촉이 추적되지는 않는다는 뜻이다.

 

미 해군 관계자는 "우리의 임무 수행에 꼭 필요한 것은 투명 망토일까요 아니면 적들이 우리를 볼 수는 있지만 아무 것도 할 수가 없게 만드는 능력일까요?" 라며 수사적인 질문을 던지기도 했다.

 

게다가 공군, 해군, 해병대의 관계자들은 F-35나 F-22와 같은 전투기들이 생존 가능성을 높이기 위해 스텔스 기능에만 전적으로 의존하고 있는 것은 아니지만, 위험도가 높은 반 접근/접근 거부(A2/AD) 환경에서 임무 수행을 할 때는 비록 전자 공격기의 지원이 있다고 하더라도 스텔스 기능이 생존율을 높이기 위한 절대적인 필요 요건이라는 사실에 동의했다.

 

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한 공군 관계자의 설명처럼 스텔스기와 전자공격은 항상 시너지 효과를 일으키는 관계를 가지고 있는데, 이는 탐지 가능성이 신호 대 방해 잡음의 비율에 관한 문제이기 때문이다. 스텔스 성능은 신호를 감소시키는 반면 전자 공격은 방해 잡음을 증가시킨다.

 

이 공군 관계자는 "앞으로 점점 더 커질 수 밖에 없는 반 접근/접근 거부 (A2/AD) 위협에 대처하기 위한 원대한 구상 속에서 이러한 신호와 방해 잡음에 대한 방정식의 양면성이 모두 다루어 질 것"이라고 말했다.

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이상 미 해군사관학교 협회(USNI) 뉴스에서 발간한 스텔스 전투기 대 전자전 공격기 기사에 대한 전반부 내용이었습니다.

 

중국이 군사 강대국으로 부상함과 동시에 남중국해서 미군의 해양 접근을 거부하는 반 접근/ 지역 거부(A2/AD) 전략을 펼침에 따라 이를 무력화시키기 위해 고려되고 있는 전략이 바로 스텔스와 전자전을 상호 보완적으로 사용하는 전략이라는 내용의 기사입니다.

 

스텔스 전투기라고 완벽하게 스텔스일수는 없으며 어떤 원리로 스텔스기가 레이더에 탐지될 수 있는지를 설명하는 기사인 동시에 보잉의 EA 18-G Growler 같은 전자전 공격기가 왜 필요한지에 대한 내용을 살펴볼 수 있는 기사이기도 합니다.

 

이 기사의 다음 내용에는 EA 18-G Growler가 가지고 있는 다양한 가능성에 대한 이야기를 다루고 있습니다. 예를 들면 EA-18G Growler에 설치되어 있는 Link 16 데이터 링크 장치가 F-35, E-2D, F-15, F-16 등과 같은 대부분의 전투기 및 전폭기와 자유롭게 연결되어 미사일 유도에 필요한 무기 특성 트랙을 자유롭게 전달할 수 있다는 점입니다. 이에 비하면 F-35의 경우 스텔스 상태에서 Link-16을 사용하는 순간 적에게 노출될 확률이 높아지기 때문에 대부분의 경우 다른 전투기 및 전폭기들과 데이터를 공유하기가 어렵다는 점이 약점으로 지적되죠. 하지만 현재 미 공군은 F-35에 MADL이라는 지향성 데이터 링크를 설치하여 스텔스 기능 사용 중에도 노출없이 데이터 링크가 가능하도록 조치하고 있습니다. 

 

또한 EA-18G Growler는 F/A-18 슈퍼 호넷을 기본으로 삼고 있는 공격기입니다. 전자전 공격기이지만 공대공 전투도 가능하며 폭격 임무 수행도 가능하다는 장점이 있습니다. 그라울러가 두 번이나 F-22를 격추시킨 전례가 있다는 점, 잊지 않으셨죠?

 

물론 어떤 경로로 F-22가 Growler에게 락-온(Rock-on) 당했는지는 알려져 있지 않습니다. 극비에 해당하는 사항이니까요. 우연의 일치라는 말도 있지만 2번이나 그런 사례가 있었다면 우연의 일치가 아닐 수 있다는 의견도 있습니다.

 

 

미 해군 사관학교 협회 (USNI) 기고글 

기사원문 주소 https://news.usni.org/2014/04/21/stealth-vs-electronic-attack 

Stealth Vs. Electronic Attack - USNI News

 

 

https://youtu.be/YzKDf06vzwA  유튜브에서 내용보기