[19fortyfive] 80대 F-35A, B로 중국 전투기 저글링 러쉬를 상대하는 법: F-15EX 초장거리 공대공미사일 등장!
요즘 하루가 멀다 하고 중국의 군용기들과 전투함들이 대만을 위협하고 있습니다. 미국도 가만있지 않고 대만을 옹호하면서 대만해협의 분위기는 나날이 험악해지고 있습니다.
미 공군이 두려워하고 있는 중국 공군의 전술 중 하나가 바로 숫자로 승부하는 ‘인해전술’입니다. 사실 중국과 태평양을 사이에 두고 떨어져 있는 미국 본토까지 그 많은 전투기들을 끌고 오려면 엄청난 숫자의 공중 급유기가 필요하지만 현재 중국의 공중 급유기는 18대 정도인 것으로 알려져 있어 미국 본토 공격은 무리이지만 문제는 대만이나 일본 그리고 대한민국을 공격할 때는 전혀 다른 이야기가 된다는 사실입니다.
중국 공군은 총 5개의 전구(戰區)로 나뉘어져 있으며 1,800여대의 전술기를 보유하고 있습니다. 그 중에서 러시아와 대한민국을 담당하고 있는 곳이 바로 북부 전구인데 그냥 단순하게 1,800을 5로 나눠보면 360이란 숫자가 나옵니다. 따라서 만에 하나 대한민국 공군이 중국 북구전구의 전술기들을 상대한다면 예비 병력을 제외하고도 300대 이상을 상대해야 한다는 계산이 나옵니다. 만약 2개 전구병력이 동시에 출격한다면 600대 이상이라는 어마어마한 숫자가 나옵니다.
이에 대응하는 대한민국 공군은 KF-21이 실전 배치되는 2030년을 기준으로 봤을 때 F-35A 60대와 F-35B 20대 그리고 4.5세대 전투기로 개량된 KF-16V 및 F-15K EX, KF-21 모두를 합쳐 380여대 정도의 전술기를 보유할 것으로 예측이 되죠. FA-50에 중장거리 공대공 교전능력을 추가시킨다면 여기에 100대를 더할 수 있게 되지만 그래도 수적인 면에서 중국 공군에게 압도적으로 불리하다는 점에는 큰 변화가 없습니다.
이런 문제에 대응하기 위해 미 공군이 최근 F-35와 F-15EX의 장점을 최대한 활용하는 방안을 고민하고 있습니다. 그 결과 탄생한 것이 바로 초장거리 공대공 미사일(very-long-range radar-guided air-to-air missiles: VLRAAM)입니다. 공대공 미사일을 20발 장착할 수 있는 F-15K EX가 안전구역에서 대략적인 위치만 산정해 VLRAAM을 발사하고 공역을 이탈하면 적기에 근접해 있는 스텔스 전투기 F-35A와 F-35B가 이를 데이터 링크로 유도해 적의 전투기들을 공격하는 작전입니다.
2021년 7월 12일 미국의 군사 전문지 19fortyfive.com이 게재한 기사 내용에 따르면 이론상으로 30대의 F-15K EX가 발사할 수 있는 공대공 미사일의 숫자는 600발, 실제로는 비행 성능을 담보하기 위해 500여 발 정도가 되겠지만, F-35A와 F-35B가 지니고 있는 뛰어난 스텔스 성능과 컴퓨팅 그리고 네트워킹 능력 덕분에 적기 가까이서 이 미사일 모두를 유도하여 대규모 적과 상대하는 것이 가능하다는 것입니다.
일단 19fortyfive.com의 기사 내용을 살펴보도록 하겠습니다.
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한동안 중국과 러시아는 최대 400km 떨어진 곳에 위치한 항공기를 위협하기 위해 설계된 초장거리 레이더 유도 공대공 미사일을 개발하여 실전 배치해왔다.
이런 러시아 및 중국과는 대조적으로 미 공군은 단거리 열추적형 공대공 미사일 AIM-9X 사이드와인더와 첨단 중장거리 공대공미사일 AIM-120 AMRAAM을 개량하는 데 주력해왔다. 미 공군은 뛰어난 스텔스 성능을 지니고 있어 적기의 레이더나 방공망에 탐지되지 않고 자유로이 작전구역으로 기동할 수 있는 F-22와 F-35를 보유하고 있었기 때문에 굳이 초장거리 공대공 미사일을 개발해야 할 필요성을 느끼지 못하고 있었던 것이다.
하지만, 최근 들어 미 공군이 이런 생각을 바꾸고 있다는 사실이 드러나고 있다. 2017년 처음으로 미 공군과 미 해군은 약 160km의 사거리를 지니고 있는 AIM-120D 공대공 미사일의 후속 형인 AIM-260 합동항공전술 미사일(Joint Air Tactical Missile: JATM) 개발에 착수했다.
록히드에 의해 제작되고 있는 이 미사일은 F-35나 F-22 내부 무장창에 장착될 수 있도록 기존 AIM-120 모델의 단일 펄스 로켓모터와 형상(form factor)을 그대로 유지하면서도 짐작하건대 사정거리를 최소한 200km 이상으로 크게 확장한 것으로 알려지고 있다. AIM-260을 위한 비행 테스트는 2021년에 시작될 것이며, 현재 생산되고 있는 AIM-120을 2026년까지 대체할 예정이다.
하지만 2021년 4월 Air Force Magazine의 John Tirpak이 보도한 예산 자료에 따르면, 미 공군이 실전배치가 다가오고 있는 F-15EX 이글 II 전투기에 "초대형 공대공 무기"를 탑재시키겠다는 훨씬 급진적인 계획을 세우고 있음이 드러나고 있다.
이것은 2016년부터 시작된 레이시온(Raytheon) 주도로 개발되고 있는 컨셉 프로그램 장거리 교전 무기(LRW)를 지칭하는 것일 수도 있지만, 장거리 교전 무기(LRW)의 컨셉 아트를 보면 명백히 F-22 랩터(Raptor)에서 발사되는 무기로 묘사되어 있다는 차이점이 있다.
미 공군 예산안에 언급된 신형 미사일은 기존의 스텔스 전투기에 장착하기엔 너무 큰 것으로 보인다. 사실 이 신형 초대형 공대공 미사일은 스텔스기가 아닌 F-15EX라도 공중전에 참여할 수 있도록 미 공군이 새롭게 설계하고 있는 공중전 교리에 대한 힌트가 될 수 있다. 미 공군 내에서 제기되고 있는 F-15EX가 공중전에 참여하는 경우 적의 반격에 취약할 수 있다는 우려를 잠재울 수 있도록 공중전 교리 또한 진화하고 있는 것이다.
초장거리 공대공 미사일의 등장
초장거리 공대공 미사일(VLRAAM)은 AIM-120, 러시아 R-77, 중국 PL-12와 같은 대표적인 시계 외 공중전용 미사일들보다 2배 내지 3배 더 긴 사정거리를 지니고 있다. 초장거리 공대공 미사일(VLRAAM)은 전투기를 상대하는 데도 쓰일 수 있지만 공중급유기나 정찰기 그리고 조기경보통제기 같은 중요하지만 직접적 공격에 취약한 적의 아킬레스 건을 잘라내는 역할에 더 많은 중점을 두고 있다.
공중 급유기는 태평양 전구처럼 먼 거리를 날아가야 하는 장거리 작전에 필수불가결한 요소이며 공중조기경보기 및 이와 유사한 역할을 하는 공중조기경보통제기는 아군의 상황인식과 조정 능력을 획기적으로 향상시켜 전투기 조종사들에게 큰 이점을 가져다 준다.
민간 여객기에 기반을 둔 이러한 지원 항공기들은 적의 방공망에서 멀리 떨어진 후방에서 대기하고 있지만, 잠재적 적군 전투기들은 초장거리 공대공 미사일(VLRAAM)을 통해 미국 전투기들의 방어망과 직접 싸울 필요 없이 방어에 취약한 지원 항공기들을 향한 일종의 "스나이퍼 사격"을 할 수 있는 능력을 얻게 된다.
러시아는 특히 개량된 빔펠(Vympel) R-37M, NATO 코드명 AA-13B 액스헤드(Axehead)를 MiG-31 폭스하운드 요격기에 실전 배치하여 역시 미 공군 전략폭격기와 정찰기를 격추하기 위해 실전 배치된 R-33 미사일을 보완하고 있다. 개량된 R-37M은 최대속도가 무려 마하6에 달하며 약 400km 정도의 최대 사거리를 지니고 있고 R-33은 최대 사거리를 약 300km까지 확장시켰다. 두 미사일 모두 핵 대공 탄두(nuclear anti-aircraft warhead)를 장착할 수 있다.
한편 중국은 PL-15 시계 외 공중전(BVR) 미사일이 듀얼 펄스 고체연료 로켓 모터를 사용해 최대 사거리 300km를 달성했다고 주장하고 있는데 이 주장이 사실이라면 미국의 주력 공대공 미사일 AIM-120D보다 사정거리 면에서 크게 앞서게 된다. 중국 스텔스 전투기 J-20 내부 무장창에는 적어도 PL-15 대공 미사일 4발이 장착될 수 있다.
중국은 또한 러시아의 R-37M과 비슷한 사거리 400km의 PL-21 미사일도 개발하고 있는 중이다. PL-21은 유럽 미티어(Meteor) 시계 외 공중전 미사일에 장착된 조절식 램젯 추진장치를 사용하는 것으로 알려져 있다. 조절식 램젯 추진방식을 사용하게 되면, 발사 직후 미사일이 곧바로 최고 속도에 도달하는 것이 아니라 연료 분사량을 조절해가며 목표물을 향해 효율적으로 순항 비행한 이후 종말 단계에서 마하5 이상의 극초음속으로 가속하여 격추 확률을 극적으로 높일 수 있다.
초장거리 공대공 미사일이 F-15EX에게 부여하게 될 능력은?
미 공군도 앞으로 개발할 초장거리 공대공 미사일을 중국과 러시아와 유사한 방식으로 사용할 가능성이 있다. 그러나 중국과 러시아의 경우 공중 급유기나 정찰기 그리고 공중 조기경보기 같은 여객기 기반 지원기를 미국보다 훨씬 적게 운용하는 반면 지상에 기반을 둔 레이더 및 대공 시설을 더 중요하게 여긴다는 특징이 있다.
미 해군은 퇴역한 F-14 Tomcat 요격기와 그에 장착되어 있었던 AIM-54 피닉스(Phoenix) 미사일의 후속 기종이라는 측면으로 초장거리 공대공 미사일을 F/A-18E/F 슈퍼호넷 전투기에 장착한다는 색다른 시각을 가지고 있을 수도 있다.
F-14 Tomcat의 주요 무장인 피닉스 미사일이 지니고 있던 긴 사정거리(150km 내외)와 마하 5의 빠른 속도라는 특징은 당시 소련 폭격기를 되도록 신속하게 교전하여 격추시킬 수 있어야 한다는 전제에서 출발한 것이었다. 소련 폭격기들이 치명적인 위력을 지닌 대함 미사일을 발사하기 전에 미리 막아야 할 필요성이 절실했던 것이다. 21세기에 접어들어 중국이 다양한 해상 타격 능력을 보유하게 되고 러시아의 대함 전략폭격기 또한 여전히 활발하게 활동을 펼치면서 이러한 종류의 위협에 대한 위기론이 다시 부상하고 있다.
그러나 예산 서류를 빠르게 훑어보면 미 공군은 F-22 및 F-35 스텔스 전투기들로 구성된 공격적 항공우세 임무에 비스텔기인 F-15EX 비행대를 함께 통합시키는 수단으로서 초장거리 공대공 미사일(VLRAAM)을 묘사하고 있다. 미 공군은 F-15C 공중우세 전투기를 대체하기 위해 최소 78대에서 최대 200대의 보잉 F-15EX 다목적 전투기를 조달하려 하고 있다. 하지만 최근 미 공군에 의해 실행된 전쟁 시뮬레이션 결과는 만약 F-15EX 전투기 편대가 현대적 성능을 지닌 적기들과 정면 승부를 벌이는 경우 상당한 손실을 입을 수도 있다는 사실을 시사하고 있다.
하지만 스텔스 성능을 위해 내부 무장창을 사용하는 F-22와 F-35는 시계 외 공중전 공대공 미사일을 4발에서 6발 정도만 탑재할 수 있다. 이와는 대조적으로 F-15EX는 이론적으로 20여 발에 이르는 중형 미사일을 탑재하거나 극초음속 AGM-183A 애로우(Arrow) 공대지 미사일 같은 초대형 무기를 탑재할 수 있어 '미사일 트럭'으로 격찬 받은 지 오래다.
(일반적인 4세대 내지는 4.5세대 전투기의 공대공 미사일 탑재량이 6발에서 최대 8발이라는 사실을 생각해 본다면 F-15EX의 20발은 거의 3배에 가까운 무장 탑재력을 보여주는 것입니다. 즉, 산술적으로 봤을 때 만약 59대의 F-15K가 EX 사양으로 업그레이드가 되어 20발의 공대공 미사일을 탑재할 수 있다면 8발을 탑재한 KF-21 147대에 해당하는 무장 탑재력을 보여준다는 뜻입니다. 역주)
이론적으로 초장거리 공대공 미사일(VLRAAM)으로 무장한 F-15EX는 더 가까운 거리에서 작전을 펼칠 수 있는 F-22나 F-35로부터 표적 데이터를 수신하며 적 전투기에 멀리 떨어져 안전거리를 유지할 수 있다. 물론 F-15EX가 적기로부터 안전거리를 유지하고 있더라도 여전히 레이더에 탐지되어 장거리 공격의 대상이 될 수도 있지만, 느릿느릿한 지원기와 달리 F-15EX는 그러한 장거리 공격을 회피할 수 있는 속도와 기동성을 가지고 있다.
F-15EX 비행대가 공중전에 참여하기 위한 대안 전술로 제시될 수 있는 것이 바로 목표물을 특정하지 않고 예상 전장을 향해 초장거리 공대공 미사일(VLRAAM)을 발사하는 전술이다. 만약 이 미사일에 조절식 램젯 추진장치가 장착된다면 연료를 최대한 아끼면서도 은밀하고 효율적인 순항비행으로 교전 지역을 향해 접근할 수 있게 된다. 그리고 교전 지역에 진입했을 때 미리 대기하고 있던 스텔스 전투기의 양방향 데이터 링크를 통해 타격 대상에 대한 데이터를 전송 받은 초장거리 공대공 미사일은 종말단계에서 속도를 높여 탐지 및 정밀 타격(sensor-to-shooter) 킬 체인을 신속하게 완성하게 된다.
토머스 뉴딕(Thomas Newdick)은 군사 전문지 The Drive 기사에서 초장거리 공대공 미사일(VLRAAM)은 미 공군이 곧 선보일 예정인 B-21 Raider 스텔스 폭격기와 같은 대형 기체에게도 매력적인 무기가 될 수 있다고 지적한다. 전투기가 아닌 B-21은 되도록 멀리서 안전하게 적기를 처리해야 할 필요가 있기 때문이다.
초장거리 공대공 미사일(VLRAAM)이 해결해야 할 문제점들
이러한 장점에도 불구하고 초장거리 공대공 미사일 (VLRAAM)의 극도로 긴 사거리를 활용하는 데 있어 해결해야 할 실질적인 문제들도 몇 가지 있다.
우선, 이 미사일의 사거리가 발사 플랫폼의 레이더 탐지 범위를 초과할 수 있다는 점이다. 즉, VLRAAM의 목표물 타격 여부는 지상 기지나 공중조기경보기의 레이더 혹은 목표물에 근접해 있는 아군 전투기가 얼마나 제대로 미사일을 유도해 줄 수 있는가에 달려있다는 뜻이다.
사거리가 너무 길어 목표물이 아군 또는 민간 항공기가 아닌 진짜 적성국의 항공기인지를 확인하는 것도 어려운 일이 될 수 있다. 역사적으로, '적극적 식별'(positive identification)을 요구해 왔던 미 공군의 교전규칙(rules of engagement)은 시계 외 공중전 미사일의 사용을 상당부분 제한해 왔다. 그러나 초장거리 공대공 미사일(VLRAAM)이 필요할 만큼 급박한 전시상황이라면 식별(identification)과 관련된 교전규칙이 평상시 보다 느슨해질 가능성이 높다.
마지막 문제는 만약 조준된 항공기의 미사일 접근 경보시스템(MAWS)이 제대로 작동한다면 해당 항공기의 조종사는 미사일을 회피하기에 충분한 시간을 가질 수 있다는 점이다. 이는 초장거리 미사일들이 기동성이 뛰어난 전투기에 대해서는 효율성이 떨어지며, 주로 공중 급유기나 공중 조기경보기 또는 아음속 폭격기에 큰 위협이 된다는 사실을 의미한다. VLRAAM이 기동성이 뛰어난 전투기에 효율성이 떨어진다고는 하지만 주어진 임무를 수행하고 있던 적 전투기에게 임무를 포기하고 회피 기동을 하도록 압박하는 그 자체가 큰 전술적 이득을 가져올 수 있다는 사실 또한 잊으면 안될 것이다.
몇 가지 문제점들에도 불구하고, 이 예산 문서는 미 공군이 특히 러시아 및 중국과 대등한 수준의 장거리 공대공 미사일 기술을 갖추기 위한 목적으로 이전보다 광범위한 공중전 능력들을 실전 배치시킬 계획을 가지고 있음을 강력히 시사하고 있으며, F-15EX 같은 비스텔스 전투기들을 과도한 위험에 노출시키지 않으면서도 전투에 참여시킬 수 있는 방법을 찾고 있는 중이다.
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지금까지 2021년 7월 12일 미국의 군사 전문지 19fortyfive.com이 게재한 기사“The F-15EX Could Soon Be Armed With Ultra-Long Range Missiles (F-15EX는 곧 초장거리 미사일들로 무장하게 될 것이다)”를 번역해 보았습니다.
지난 2021년 7월 17일, 미국의 군사 전문지 Defense News는 F-35가 여전히 많은 수의 결함에 시달리고 있다는 기사를 게재했습니다. 심각한 결함을 나타내는 카테고리 1에 속하는 결함이 여전히 7개가 남아있고 가벼운 결함을 나타내는 카테고리 2에 속하는 결함은 850가지 이상 남아있다는 발표를 했죠.
여담입니다만 KF-21도 꽤 오랜 기간 동안 이러한 결함문제가 불거질 수 밖에 없고 그것이 당연한 과정입니다. 전투기의 명가 록히드 마틴도 저렇게 고생을 하는데 하물며 우리나라야 말할 필요도 없겠죠. 결함이 나오면 그 원인을 파악하고 확실하게 수정하는 것이 중요하지 결함 그 자체를 두고 KF-21을 비난하는 일이 있어서는 안될 것입니다. 벌써부터 그런 조짐이 보이기는 하지만 말이죠.
1990년대부터 개발된 F-35임에도 여전히 많은 결함을 안고 있을 뿐 아니라 만족스럽지 못한 가동률과 배보다 배꼽이 더 큰 유지비 또한 문제가 되고 있습니다. 그럼에도 불구하고 F-35 A, B, C 시리즈가 세계 정상급 전투기임을 부정하기는 어렵습니다. F-35 시리즈가 가지고 있는 독보적 성능 때문입니다.
비싸고 복잡한 기능을 가진 기체일수록 고장과 결함이 잦은 경향이 있지만 그렇다고 특정 기능에만 집중해서 만든 저렴하고 튼튼한 기체만 사용하기에는 현대전의 양상이 너무 복잡하고 생존성이 떨어지는 것 또한 사실입니다. 일방적으로 어느 쪽이 더 ‘좋고 나쁘다’라고 결론 내리기 보다는 사용하는 군이 목적에 맞게 사용하는 지혜가 필요한 시대가 된 것이죠.
미국 또한 F-35를 F-15EX나 새로운 4.5세대 전투기와 함께 사용하여 비용은 절감하고 전투력을 극대화시키면서도 피해를 최소화 시킬 수 있는 방안을 찾고 있습니다. 그리고 이러한 미국의 노력은 4.5세대 전투기 F-15K 및 KF-21과 F-35A, B를 함께 운용해야 하는 우리에게도 많은 시사성을 던져주고 있다고 볼 수 있습니다.
제가 KF-21을 지지한다는 이유로 F-35의 효용성을 부정하는 의견을 가진 것으로 오해하고 계신 분들이 가끔 있는데요. 저는 미국의 5세대 스텔스기 F-35와 대한민국의 4.5세대 전투기 KF-21이 서로 보완관계에 있음을 강조해 왔습니다.
처음에는 F-35로 기존의 4세대 전투기들을 모두 교체할 계획을 가지고 있던 미 공군 역시 F-35와 4.5세대 전투기들을 합동 운용하는 방향으로 가고 있다는 사실을 통해 KF-21의 효용가치가 더욱 두드러지는 것이죠. F-35 때문에 KF-21이 설 자리가 없다는 분석은 이제 설득력을 잃게 되었습니다.
외신 기사 링크
https://www.19fortyfive.com/2021/07/the-f-15ex-could-soon-be-armed-with-ultra-long-range-missiles/
The F-15EX Could Soon Be Armed with Ultra-Long Range Missiles
For a while now China and Russia have developed and deployed very-long-range radar-guided air-to-air missiles (or VLRAAMs) designed to threaten aircraft up to 250 miles away. By contrast, the U.S. Air Force has focused on refining its short-range heat-seek
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