※ 이 포스팅을 작성할 당시만 해도 한국형 무인 전투기 가오리-X가 KF-21의 로열윙맨이 될 것이라 생각했고 대부분의 군사 전문지들도 그렇게 설명하고 있었습니다. 하지만 최근에 나온 정보에 따르면 수직 미익이 없는 전익기 형태의 가오리-X는 기동성과 비행 성능에 문제가 있기 때문에 KF-21의 로열 윙맨은 수직 미익이 있는 형태로 별도로 개발될 것이라는 관측이 나오고 있습니다. 참고하시기 바랍니다.
2022년 3월 24일 해외 군사전문지 Defence-Blog는 보잉이 호주와 합작하여 개발하고 있는 로열윙맨 무인 전투기에 MQ-28A 고스트 배트(Ghost Bat)라는 제식 명칭을 부여했다는 소식을 전했습니다.
6세대 전투기인 NGAD 개발계획을 그 어떤 나라보다도 안정적으로 진행시키고 있는 곳이 미 공군인데요. 그 배경에는 F-22와 F-35 같은 완전한 의미의 5세대 전투기를 개발한 유일한 나라라는 기술적 경험이 뒷받침 되고 있습니다.
KKMD 391화 『6세대 전투기를 향한 유럽의 험난한 여정』 편에서도 잠깐 언급을 했었지만 개략적으로 본다면 5세대 전투기의 두드러지는 특징인 뛰어난 스텔스 능력 및 데이터 융합능력에 인공지능과 로열윙맨으로 대표되는 유무인 복합체계(MUM-T)가 결합된 형태를 6세대 전투기의 표준으로 정의할 수 있기 때문입니다.
해외 군사 전문지들의 기사를 읽어보면 중국의 J-20이나 러시아의 Su-57을 완전한 5세대 전투기로 보기 어렵다는 평가를 하는 경우가 많은데 이는 스텔스 능력은 둘째 치더라도 데이터 융합능력에서 F-35를 따라가지 못하기 때문입니다. 물론 J-20이나 Su-57의 스텔스 능력은 실제 검증된 적이 없기 때문에 정확하게 레이더 반사면적이 어느 정도 나오는지는 아무도 모릅니다.
그런 의미에서 중국이나 러시아도 엄밀한 의미로 따진다면 6세대 전투기 개발에서 미국보다 한참 뒤쳐져 있는 셈입니다. 거기 더해 보잉이 미래 공중전의 총아, 반(半)자율형 무인 전투기 MQ-28A 고스트 배트까지 빠른 속도로 개발해내고 있기 때문에 그 격차는 더 크게 벌어질 것으로 보입니다.
성남에서 개최된 ADEX 2021에서 FA-50을 무인화시키겠다는 한국항공우주산업의 영상을 접하고서 많은 궁금증이 생겼던 적이 있습니다. 안타깝게도 홍보 영상에서는 FA-50의 무인화 버전을 어떻게 활용할 것인지에 대한 구체적인 내용을 찾을 수가 없었는데요. 처음에는 FA-50을 무인화시켜 KF-21의 로열윙맨으로 만들려는 것인가? 라는 추측도 해봤었지만 KF-21 설계에도 참여했던 전투기 전문가와 함께 이야기를 나누면서 그것은 단지 저만의 ‘착각’이었다는 사실을 알게 되었습니다. 후술하겠지만 적의 침공을 방어하는 수세적 제공작전에서는 어느 정도 생각해 볼 수 있겠지만 그래도 손실률이 높을 가능성이 크며 적진 종심으로 침투해야 하는 공세적 제공작전에서는 거의 실현 가능성이 없는 방안입니다.
전투기 전문가와 함께 언젠가는 등장하게 될 한국형 6세대 전투기와 이를 보완해 줄 한국형 무인 전투기 일명 가오리-X2에 대한 의견을 교환하며 대한민국 전투기의 미래에 대한 청사진을 그려 보았던 내용을 2022년 3월 24일 Defence-Blog가 게재한 기사를 번역하고 풀어나가 볼까 합니다.
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새로이 개발한 무인 항공기는 MQ-28A 고스트 배트(Ghost Bat)로 불리게 될 것이라고 항공우주업계의 거물 보잉이 이번 주 발표했다.
호주의 국방장관이자 하원의장인 혼 피터 더튼(Hon Peter Dutton)은 퀸즐랜드 앰벌리 호주 공군기지에서 열린 헌정식에서 신형 무인기의 제식 명칭을 발표했다.
"호주 공군(RAAF)을 돕고 있는 협력업체들과 35개 이상의 호주 공급업체로 구성된 산업 팀에게 있어 이 새롭고 대중적인 이름을 지닌 무인기의 도입은 호주 항공 역사상 다시 없을 만큼 귀하고 특별한 순간이라고 할 수 있습니다." 에어파워 티밍 시스템 & 인터내셔널의 글렌 퍼거슨(Glen Ferguson) 사장은 말했다.
"정찰과 사냥을 하기 위해 무리를 이루는 것으로 유명한 호주 고유의 포유동물 '고스트 배트(Ghost Bat)'를 이 무인 전투기의 이름으로 선택한 것은 MQ-28A의 센서와 정보 감시 및 정찰(ISR) 능력의 독특한 특성을 잘 반영해주고 있으며 시대를 앞서가는 선구자적인 능력에 걸맞은 아주 적절한 이름"이라고 퍼거슨은 말했다.
디지털 엔지니어링 기술의 진보, 선진적 제조 능력 그리고 독특한 호주 고유의 공급망 기술을 활용한 덕분에 MQ-28A 개발 프로그램은 아이디어 구상에서 첫 비행까지 불과 3년이라는 시간 밖에 걸리지 않았다.
호주 공군의 'Loyal Wingman'이라는 개발 프로그램 명은 단계적으로 폐지되겠지만, 글로벌 고객들을 위해 보잉은 에어파워 티밍 시스템(Airpower Teaming System: ATS)이라는 브랜드는 계속 유지할 계획이다.
보잉 오스트레일리아, 뉴질랜드 & 사우스 퍼시픽(Boeing Australia, New Zealand & South Pacific) 회장을 맡고 있는 브랜든 넬슨(Brendan Nelson) 박사는 "보잉과 호주 연방 및 호주 방위군(ADF)이 맺고 있는 지속적인 파트너십은 MQ-28A의 복잡한 기술과 능력을 성공적으로 개발할 수 있는 기반이 되었으며 호주를 세계적 방산수출국가로 부상시킬 수 있는 잠재력이 되고 있다"고 말했다.
2022년 동안 이 프로그램은 센서와 임무수행 능력에 초점을 맞추겠다는 호주 공군(RAAF)과의 약속을 이행하기 위해 MQ-28A 고스트 배트(Ghost Bat)의 개발 및 테스트 일정을 한층 더 빠르게 진행할 계획이다. 실전에 사용할 수 있을 정도의 작전 능력을 지닌 MQ-28A를 인도하겠다는 보잉의 목표에 가까워지면 가까워질수록 호주 방위군(ADF)의 이러한 요구사항은 계속 더 확대되어 나갈 것이다.
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지금까지 2022년 3월 24일 유럽에 근거지를 둔 군사 전문지 Defence-Blog가 게재한 기사를 번역해 보았습니다.
한국형 로열윙맨 가오리-X2는 2019년까지만 해도 극비로 취급되어 논의 자체가 어려웠다고 합니다. 실제로 2019년에 관람했던 ADEX에서도 대한항공 부스에서 당시 KUS-FC라고 불리던 가오리-X2의 모형을 볼 수가 있었는데요. 대한항공 직원에게 질문을 해봐도 별다른 이야기를 들을 수가 없었습니다. 하지만 지금은 제법 상세한 사항들을 파악할 수 있는 자료들이 군사 전문지와 국방과학연구소를 통해 알려지고 있습니다.
한국형 무인 전투기 가오리-X2에 대해 알려진 내용들을 정리해 보면 다음과 같습니다.
첫째. 가오리-X2는 유명한 미국의 스텔스 폭격기 B-2처럼 꼬리날개가 없고 동체 전체가 거대한 날개처럼 생긴 전익기(All Wing) 형태를 취하고 있다.
둘째. 대한민국이 자체적으로 개발한 레이더 전파 흡수물질(RAM)과 레이더 흡수 구조재(RAS)가 적용되었고 상당히 만족스러운 결과를 얻어내고 있다.
셋째. 현재 가오리-X2에는 국내에서 개발한 1,000시간 수명을 지닌 5,500lbf 추력의 터보팬이 장착되어 있다
먼저 가오리-X2의 형태를 MQ-28A 고스트 배트(Ghost Bat)와 비교해 보면 수직미익이라고 부르는 꼬리 날개가 없다는 사실을 알 수 있습니다. 미국의 스텔스 전략폭격기 B-2 역시 수직미익이 없는 형태인데요. 수직미익의 유무는 기체의 기동성에 큰 영향을 미치게 됩니다.
반(半)자율형 무인’전투기’는 위험도가 높은 적대적 영역 깊숙이 침투해 들어간 상태에서 손실 변수를 최소화 시킬 수 있도록 5세대 전투기에 버금가는 수준의 스텔스 능력과 기동성을 요구 받게 됩니다. 즉, 가오리-X2가 정찰임무뿐만 아니라 공중전까지 가능한 진정한 로열윙맨으로 활약할 수 있으려면 내부무장창을 갖춘 KF-21 Block 3를 축소한 형태가 가장 적합하다는 의미입니다. 마치 MQ-28A가 수직미익을 갖춘 축소된 F-22로 보이는 것처럼 말이죠.
MQ-28A가 F-22를 축소한 형태로 만들어져 있다는 사실은 향후 이를 공중우세를 목적으로 하는 무인’전투기’로 사용하겠다는 제작사의 의지를 드러내는 것이라고 전문가는 설명했습니다. 다만 아직까지는 MQ-28A도 전자전과 정찰임무 위주로 수행하도록 만들어져 있으며 무장은 탑재되어 있지 않은 상황입니다.
국방과학연구소는 가오리-X2의 무인’정찰기’ 버전을 2033년까지 완성한 이후 꼬리 날개와 애프터 버너를 추가하여 고속으로 민첩하게 기동할 수 있는 공중우세형 무인’전투기’ 버전을 만들어낼 예정이라고 밝히고 있는데요. 갑자기 애프터 버너라니? 대한민국에 국산 항공엔진이 있었나? 궁금하게 생각하시는 분들, 분명 계시리라 생각합니다.
전투기 전문가는 개인적인 생각이라고 전제한 후 KF-21 이후의 차기 전투기를 성공적으로 개발하기 위해서라도 장기적 관점에서 우수한 성능의 국산 항공엔진을 개발하기 위한 노력이 반드시 필요하다는 의견을 피력했습니다. 열심히 자료를 찾아봤더니 현재 국내기술로 5,500lbf 급의 터보팬 엔진 개발에는 성공한 것으로 보입니다.
국방과학연구소(ADD) 자료에 따르면 2014년 첫 시험비행에 나선 가오리-X는 국방과학연구소 인근 50㎞ 공역을 약 1시간 30분 정도 비행할 수 있었습니다. 당시 가오리-X에 탑재되었던 한국형 터보팬 엔진의 수명이 20시간 정도에 불과했다고 하는데요. 이는 1990년대부터 발전되기 시작한 한국형 터보팬 엔진이 순항미사일 등에 사용되는 “단수명” 터보팬 엔진이었기 때문입니다.
2017년 4분기에 발표된 국방과학기술플러스 238호에 실려있는 내용을 살펴보면 터보팬 엔진은 “단수명”과 “장수명” 두 가지 형태로 분류됩니다. 순항미사일 등에 사용되는 1회성 엔진인 “단수명” 엔진은 금속피로와 냉각에 신경 쓸 필요가 없기 때문에 비교적 기술개발이 용이하지만 장시간 사용해야 하는 “장수명” 엔진의 경우에는 내부온도를 낮춰줄 수 있는 냉각기술과 금속피로도를 낮춰 줄 재료공학 등도 함께 발달되어야 하기 때문에 기술적 난이도가 훨씬 높아집니다. 2014년만해도 한국형 터보엔진의 수명은 20시간 정도에 불과한 단수명 엔진이었다는 뜻이죠.
하지만 이제 3년 정도 남은 2025년에 만들어질 한국형 터보엔진은 1,000시간의 수명과 5,500lbf~8,000lbf 추력을 가진 “장수명” 엔진이 될 것이라고 국방과학연구소는 알려주고 있습니다. 8,000lbf의 추력이라면 KF-21에 장착되는 F-414엔진이 가진 14,770lbf의 약 54%에 해당되는 수치입니다. 유인 항공기에 사용하기는 어렵겠지만 2018년부터 추진되고 있는 가오리-X2에 장착되어 마하 0.8의 속도로 10시간 이상의 장기체공을 가능하게 만들 것으로 예상되고 있습니다. 현재 항공엔진 분야에서 대한민국은 선진국 기술의 70%정도 수준까지 올라와 있는 것으로 파악되고 있습니다. 국방과학기술플러스 238호는 국산 항공엔진의 원활한 개발을 위해 국내 연구개발 기술의 집중과 민간 분야의 가스터빈 산업화 기술의 구축 등 국가단위의 연구개발 추진이 필요하다고 역설하고 있고요.
흔히 무인드론을 ‘저비용 소모성’ 무기체계로 인식하는 경향이 있는데요. 반(半)자율형 무인전투기가 스텔스 성능 확보를 위해 내부무장창을 가져야 하고 장시간 비행이 가능해야 하지만 외부연료탱크를 장착할 수 없다는 사실에서도 알 수 있듯이 반(半)자율형 무인전투기는 필연적으로 덩치가 커질 수 밖에 없습니다. 실제로 MQ-28A는 12미터, 가오리-X2도 10미터를 넘는 길이에 최소 10톤 이상의 중량을 자랑하고 있습니다.
미국의 군사 전문지 Defense News가 2021년 3월 3일에 발표한 기사에 따르면 MQ-28A 6대를 주문하는데 호주 정부가 계약한 금액은 1억 1,500만 달러, 한화 1,400억이었습니다. 단순하게 계산하면 대당 233억이라는 금액이 나오는데요. 이를 프로그램 코스트로 계산하더라도 상당한 금액임에 틀림없습니다.
그런데 아까 말씀 드렸듯이 반(半)자율형 무인전투기가 길이 12미터 크기에 10톤을 가볍게 넘어서는 전투중량을 지니고 있으며 항속거리 또한 3,700㎞ 이상을 자랑하는 내부무장창을 갖춘 스텔스 형태의 전투기라는 점을 생각해 본다면 이 정도 금액이 납득이 가는 면이 있습니다. 즉, 적어도 6세대 전투기의 로열윙맨으로 쓰일 반(半)자율형 무인전투기에 ‘저비용 소모성’ 기체라는 관점을 적용하기는 어렵다는 뜻입니다.
“저비용, 소모성”이란 명제는 “고성능, 생존성”이라는 명제와 반비례 관계에 있습니다. 전투기 전문가는 반(半)자율형 무인전투기에 있어서 “저비용, 소모성”이라는 개념은 실제 기체 도입가가 저렴하다는 의미보다는 유인 전투기보다 더 많은 시간당 출격회수(Sortie)를 달성하고 무장을 자동으로 장전하며 기체 점검도 자동으로 할 수 있는 시스템 등을 통해 효율성을 높이는 데 있을 것이라고 설명했습니다.
종심 깊숙이 침투해야 하는 반(半)자율형 무인전투기는 임무달성을 위해 높은 생존성을 지녀야 할 필요가 있고 이는 곧 고성능이라는 명제와 연결되기 때문이죠. 물론 수세적 방어작전에서는 지상에 전개된 아군 대공 방어망과 ISR 자산의 도움을 받을 수 있기 때문에 “저비용, 소모성” 드론으로도 충분할 수 있습니다. 국방과학연구소가 준비하고 있다는 저렴한 가격의 소모성 드론은 아마도 이런 형태일 것이라고 추측해 보았습니다.
지금까지 전투기 전문가와 함께 분석해 본 한국형 유무인 복합체계(MUM-T) 가오리-X2의 미래에 대해 말씀 드렸습니다. 스텔스 무인항공기 가오리-X2의 등장 덕분에 스텔스 성능 개선기술이나 내부무장창 같은 기술들이 KF-21 블록 3에 적용될 예정이라는 점에서 대한민국의 항공우주기술이 정말 많이 발전했다는 사실을 실감할 수 있었습니다.
하지만 전문가는 긴장을 늦출 수 없다는 한마디도 잊지 않았습니다. 사실 전문가가 가장 강조한 부분이기도 한데요. “반(半)자율형”이라는 말이 의미하는 인공지능과 로열윙맨들과 소통하고 명령을 내릴 수 있는 강력한 보안기능이 갖춰진 데이터 링크의 개발이 지금 대한민국에게 더 중요하고 어려운 도전과제라고 지적했습니다.
인공지능은 크게 미리 정의된 규칙에 의해 작동하며 인지능력을 필요로 하지 않는 수준의 약한 인공지능과 인지능력과 지성을 가지고 문제를 스스로 해결할 수 있는 강한 인공지능으로 구분할 수 있습니다. 반(半)자율형 무인전투기에 탑재된 인공지능이 어느 정도 수준인가에 따라 당연히 임무 성공률과 생존성이 결정될 것이며 조종사가 짊어져야 할 부담의 크기 또한 결정될 것입니다.
마찬가지로 반(半)자율형 무인전투기의 통제권을 상실할 수 있는 해킹의 위험을 피하고 전장 정보를 실시간으로 통합하여 신속, 정확한 명령을 내리기 위해서 반드시 필요한 요소가 바로 지향성 데이터 링크 기술이라고 볼 수 있습니다. 현재 F-35에 장착되어 있는 MADL(Multifunction Advanced Data link)이 바로 그 대표적 사례입니다.
스텔스 기체를 만드는 기술을 가지고 있는 나라들은 상대적으로 많지만 인공지능과 지향성 데이터 링크 기술을 보유한 나라는 극히 소수에 불과합니다. 이 두 가지 기술이 갖춰지지 않으면 5세대 이상의 전투기는 만들기가 어렵다고 봐야 합니다.
6세대 전투기가 만들어진다고 하더라도 이 두 가지 종류의 기술 때문에 해외 판매는 절대로 이루어지지 않을 것이라고 봐도 무방하다고 전문가는 강조했습니다. 6세대 전투기가 만들어질 때까지 기다렸다가 해외에서 도입하자고 주장하는 분들이 있을지도 모르겠지만 그야말로 이루어지지 않을 헛된 꿈에 불과하다는 뜻입니다. 그런 면에서 방위사업청을 끼고 한 단계 한 단계씩 차근차근 밟아 나가고 있는 대한민국의 전투기 개발모델은 매우 긍정적인 면이 많다고 전문가는 평가하기도 했습니다.
만약 대한민국이 해외와 협력하여 6세대 전투기를 개발한다면 어떤 나라와 어떤 방식으로 협력하게 될 것이라고 생각하느냐고 물었고 이에 대한 긴 답변도 들었지만 시간 관계상 그 내용을 알려드리는 것은 다음의 즐거움으로 미뤄두도록 하겠습니다.
외신 기사 링크 https://defence-blog.com/boeings-potentially-game-changing-unmanned-aircraft-get-a-new-name/
Boeing’s potentially game-changing unmanned aircraft get a new name
The Boeing's new unmanned aircraft will be called the MQ-28A Ghost Bat, the aerospace giant announced this week. Australia’s Defence Minister, the Hon Peter Dutton MP, announced the designator and name at a dedicated ceremony held at RAAF Base Amberley,
defence-blog.com
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