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[한화인사이트] 적을 무력화 시키다! 진화하는 스텔스 기술(Stealth Technology)

 

 

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적의 최첨단 탐지 혹은 경보체계를 무력화시킬 수 있는 스텔스 능력(Stealth Capability)은 미래 첨단무기들이 갖추어야 할 기본 성능이자 승리를 위한 필수조건으로 인식되고 있습니다. 흥미로운 사실은 최첨단 정보통신기술(Information & Communication Technology, 이하 ICT) 및 제4차 산업혁명(Fourth Industrial Revolution, 이하 4IR)의 눈부신 발전 덕분에 스텔스 기술이 적용되는 무기체계의 숫자와 활용 범위 역시 점점 더 확대되고 있다는 것입니다. 그래서 이번에는 하루가 다르게 진화하고 있는 스텔스 기술(Stealth Technology)을 소개해 보도록 하겠습니다.

 

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미 공군이 보유하고 있는 B-2A 스텔스 폭격기를 정확히 탐지해 추적할 수 있는 기술은 아직 등장하지 않고 있다. 

때문에 일부 국가는 B-2 폭격기의 동향에 촉각을 곤두세우며 민감하게 반응하는데 바로 스텔스 무기의 치명성 때문이다.

ⓒ 미 공군 홈페이지(https://www.af.mil/)

 

 

스텔스 무기가 처음 대중에게 각인된 역사적 사건은 지난 1991년 미국을 중심으로 하는 다국적군과 이라크 사이에 벌어진 1차 걸프전쟁(The Gulf War)이었습니다. 당시 혜성처럼 등장한 미 공군의 F-117A 나이트 호크(Nighthawk) 스텔스 공격기는 이라크군의 조밀한 방공망을 휘젓고 다니며 바그다드 및 이라크 내 주요 전략시설을 정밀 폭격했습니다. 이후 미국은 1997년 다목적 스텔스 폭격기인 B-2 스피릿(Spirit)을, 2005년 스텔스 제공전투기인 F-22A 랩터(Raptor)를, 2015년 다목적 5세대 스텔스 전투기인 F-35 라이트닝 II(Lightning II)를 차례로 실전배치하며 본격적인 스텔스 무기의 시대를 열었습니다.

 

 

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F-35의 각 파생형은 미 공군, 해군 및 해병대뿐만 아니라 미국의 주요 동맹국에도 수출되어 서방세계 표준 스텔스 전투기로 운용되고 있다.  우리나라 공군 역시 지난 2019년부터 F-35A를 전력화 중에 있으며 이를 통해 명실상부한 5세대 스텔스 전투기 운용국가 대열에 당당히 합류했다. ⓒ 미 공군 홈페이지(https://www.af.mil/)

 

 

특히 F-35는 기본형인 공군형(A)과 파생형인 해군형(C) 및 해병대형(B)이 있으며 스텔스 기술이 적용된 군용기 중 최초로 미국의 주요 동맹국에도 수출된 것이 특징입니다. 과거 F-117 스텔스 공격기는 물론 B-2 스텔스 폭격기와 F-22 스텔스 제공전투기가 군사기밀을 이유로 수출이 금지되었던 것에 비하면 큰 변화라고 할 수 있습니다. 우리나라 역시 지난 2019년부터 F-35A를 전력화 중이며 이를 통해 명실상부한 5세대 스텔스 전투기 운용국가 대열에 당당히 합류했습니다. 이것이 전부가 아닙니다. 가까운 미래에는 스텔스 전투기는 물론 스텔스 드론, 스텔스 전차, 스텔스 잠수함과 군함 등 최첨단 스텔스 무기들이 실전 배치되어 전쟁에서 활약할 것으로 예상합니다.

 

ㅣ스텔스 능력이란 무엇인가?

 

스텔스 능력이란 “적의 최첨단 탐지 혹은 경보체계에 포착되지 않거나 무력화시킬 수 있는 능력” 혹은 “나 자신의 존재를 숨겨 생존 가능성을 극대화할 수 있는 은폐기술”로 요약할 수 있습니다. 스텔스 능력은 대응하는 탐지 혹은 경보체계에 따라 크게 레이더 스텔스, 적외선 스텔스, 음향 스텔스, 시각 스텔스 등으로 구분할 수 있으며 군사 분야에서는 스텔스 대신 초저피탐지성(Very Low Observability, 이하 VLO)이라는 단어를 사용하기도 합니다.

 

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미 공군이 홍보책자(Air Force Magazine)를 통해 공개한 일반 전투기와 스텔스 전투기 및 스텔스 폭격기의 RCS 비교자료. 

일반 전투기는 물론 새와 비교해도 스텔스 폭격기와 스텔스 전투기의 RCS값이 비슷하거나 오히려 더 낮다는 사실을 확인할 수 있다. 

ⓒ 리얼에어파워 페이스북(www.facebook/RealAirPower)

 

 

그럼 가장 널리 알려진 레이더 스텔스 기술에 대해 알아보도록 하겠습니다. 레이더 스텔스 기술이 적용된 스텔스 전투기나 스텔스 폭격기는 레이더 반사면적(Radar Cross Section, 이하 RCS)이 기존 전투기나 폭격기에 비교할 수 없을 정도로 작으며 여기에 더해 레이더 전파 흡수 도료(Radar Absorbent Paint 이하 RAP)나 레이더 전파 흡수 소재(Radar Absorbent Material 이하 RAM) 등을 적절히 활용해 레이더와 같은 장거리 탐지수단으로부터 자신의 존재를 숨길 수 있습니다.

 

 

일반적으로 B-52H와 같은 폭격기의 RCS 값을 100㎡로 보았을 때 부분적인 스텔스 기술이 적용된 B-1B 폭격기의 RCS 값은 10㎡, F-15E와 같은 대형전투기의 RCS 값은 5~6㎡, F-16과 같은 전투기의 RCS 값은 3~4㎡ 내외로 알려져 있습니다. 그렇다면 스텔스 기술이 적용된 스텔스 폭격기나 스텔스 전투기의 RCS 값은 얼마나 될까요? 먼저 1차 걸프전에서 활약한 F-117A 나이트호크(Nighthawk) 스텔스 공격기의 경우 RCS 값은 0.003㎡이며 B-2 스텔스 폭격기의 RCS 값은 0.75~05㎡, F-22 스텔스 전투기의 RCS 값은 0.001㎡, F-35A 스텔스 전투기의 RCS 값은 0.005㎡ 수준으로 알려져 있습니다. 참고로 새의 RCS 값은 0.01㎡이며 작은 벌레의 RCS 값은 0.001㎡입니다.

 

 

ㅣ무인 무기도 스텔스가 대세!

 

보통 스텔스 무기라고 하면 대부분 사람들은 걸프전 당시 맹활약한 F-117A 공격기부터 스텔스 전투기의 상징인 F-22A 전투기와 F-35 전투기, 독특한 형상의 B-2 폭격기 등을 생각합니다. 하지만 ICT와 4IR 덕분에 영화 속에서나 가능할 것 같았던 최첨단 스텔스 무기들이 속속 등장해 활약하고 있습니다. 예를 들어 미국 중앙정보부(Central Intelligence Agency, 이하 CIA)와 미 공군이 함께 운용하고 있는 RQ-170 센티넬(Sentinel) 무인정찰기는 독특한 형상과 스텔스 능력으로 유명합니다. 009년 12월, 미 공군이 그 존재를 인정하기 전까지 베일에 가려진 존재였으며 주/야간 및 기상과 관계없이 정찰이 가능한 각종 최첨단 탐지센서와 강력한 전자전 능력을 갖추고 있는 것으로 알려졌습니다.

 

 

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현재 미국 보잉사가 호주 공군과 함께 개발 중인 로얄 윙맨 스텔스 무인전투체계는 인공지능(AI)을 바탕으로 단독 혹은 대규모 편대를 구성해 임무를 수행할 수 있는 것이 특징이다. ⓒ 보잉사 홈페이지(https://www.boeing.com/defense/)

 

한편 스텔스 무인전투기(Battle drone 또는 Combat drone)의 개발도 활발히 진행되고 있습니다. 먼저 미 공군은 저가 소모성 항공기 기술(Low Cost Attritable Aircraft Technology, 이하 LCAAT) 계획의 일환으로 미국 방위산업체인 크라토스 디펜스&시큐리티 솔루션즈(Kratos Defense & Security Solutions)와 함께 XQ-58A 발키리(Valkyrie) 스텔스 무인공격기를 개발하고 있습니다. 현재 무인공격기로 활약하고 있는 MQ-1 프레데터나 MQ-9 리퍼보다 더 적대적인 작전환경에서 임무를 수행하는 것이 목표입니다. 미국 보잉사 역시 호주 공군과 함께 인공지능(Artificial Intelligence 혹은 Machine Intelligence, 이하 AI)을 갖춘 스텔스 무인공격기를 개발하고 있습니다. 로얄 윙맨(Loyal Wingman)으로 불리는 이 스텔스 무인전투체계는 보잉이 자체 개발 중인 무인 공군력 집단화 체계(Airpower Teaming System)의 일부이며 단독 혹은 대규모 편대를 구성해 다양한 임무를 수행하는 것이 목표입니다.

 

 

ㅣ스텔스 전투함과 잠수함

 

하늘에 스텔스 전투기와 스텔스 폭격기, 스텔스 무인정찰기와 무인공격기가 있다면 바다에는 스텔스 군함과 같은 다양한 스텔스 수상/수중 무기들이 활약하고 있습니다. 특히 미 해군이 심혈을 기울여 실전 배치하고 있는 줌왈트급 구축함(Zumwalt-class destroyer)은 레이더 및 적외선 스텔스 기술이 적용된 21세기형 최첨단 전투함이라 부를 수 있습니다. 외형부터 이미 기존의 전투함과는 완전히 다른 줌왈트급 구축함의 RCS 값은 같은 배수량의 일반 전투함의 RCS 값이 5,000㎡ 수준인 것에 비해 100㎡ 수준에 불과하며 이것은 배수량 300톤, 선체 길이 50m 내외의 일반 어선과 비슷한 수준이라고 합니다. 여기에 더해 본격적인 적외선 스텔스 기술을 적용해 선체 및 엔진에서 발생하는 열과 배기가스 방출을 최소화하고 망망대해에서 조차도 밍크고래 수준으로 자신을 숨길 수 있습니다.

 

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미 해군이 심혈을 기울여 실전 배치하고 있는 줌왈트급 구축함은 레이더 및 적외선 스텔스 기술이 적용된 21세기형 최첨단 전투함이다.

ⓒ 미 해군 홈페이지(https://www.navy.mil/)

 

21세기 미래 해전을 책임지게 될 수상전투함들이 스텔스 기술을 바탕으로 진화를 거듭하고 있다면 그 존재 자체가 스텔스인 잠수함의 전략적 가치와 중요성은 여전히 유효합니다. 일부에서는 최초의 스텔스 무기는 스텔스 전투기가 아닌 잠수함이라고 주장할 정도로 잠수함의 은밀성과 치명성은 이미 제1차 세계대전 당시부터 공인됐습니다. 제1차 세계대전 당시 여러 제약에도 불구하고 잠수함은 전기모터와 배터리 덕분에 수중에서 은밀히 적함을 공격할 수 있었고 큰 전과를 거둘 수 있었습니다. 이후 제2차 세계대전 당시에는 더욱 다양한 기술의 등장과 잠수함 전력을 효율적으로 활용하는 전술로 잠수함의 치명성은 더욱 높아졌습니다.

 

잠수함의 공격에 대응하기 위해 수중음파탐지기와 폭뢰 같은 대응무기들이 개발되기도 했으나 수중음파탐지기의 음파를 흡수할 수 있는 소재와 더 깊은 심도로 잠항할 수 있는 튼튼한 설계로 기술적 우위를 유지할 수 있었습니다. 현대의 잠수함은 고무조각처럼 보이는 수중음파 흡수 타일과 저소음 프로펠러 등 다양한 스텔스 기술과 원자력 및 공기가 필요하지 않은 추진기관 덕분에 더욱 은밀하고 치명인 존재로 거듭나고 있습니다. 이러한 스텔스 능력을 바탕으로 잠수함은 다양한 임무를 수행하고 있으며 현대 해군력의 중심축 중 하나로 활약하고 있습니다.

 

ㅣ전투복에도 스텔스 기술이?

 

21세기 미래 보병의 특징을 논할 때 빠지지 않고 등장하는 것이 바로 시각 스텔스 기술이 접목된 최첨단 전투복의 등장입니다. 물론 세계 각국의 보병이 착용하는 현대식 전투복에도 다양한 색상과 형태의 위장무늬(Camouflage Pattern)를 통한 시각 스텔스 기술이 적용되어 있습니다. 하지만 가까운 미래에 등장할 것으로 예상하는 최첨단 전투복은 신소재 원단과 나노머신(Nano machine) 및 착용형 기기(Wearable device) 기술을 바탕으로 자연스럽게 주변 환경과 동화되거나 자신의 존재 자체를 완전히 숨길 수 있는 것이 특징입니다.

 

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통일성과 범용성을 강조할 수밖에 없는 군용 전투복의 위장무늬 발전이 더디게 진행되고 있는 반면 민간 시장에서는 다양한 위장무늬의 맞춤형 전투복이 등장해 판매되고 있다. 특히 ICT 및 4IR의 눈부신 발전은 새로운 개념의 위장복 탄생을 눈앞의 현실로 앞당기고 있다. 

ⓒ UF프로 홈페이지(https://ufpro.com/)

 

 

흥미로운 사실은 과거 투명망토(Invisibility cloak)와 같이 마법의 힘(Magic power) 혹은 외계문명의 기술로밖에 설명할 수 없던 시각 은폐기술에 대한 묘사가 점점 더 구체적이고 실현 가능한 형태로 바뀌고 있다는 것입니다. 가까운 미래에 광학위장(Optical Camouflage) 혹은 능동위장(Active camouflage)으로 불리는 시각 은폐기술이 적용된 전투복 혹은 전투장비가 등장한다면 미래의 육군은 더 은밀하고 치명적인 임무수행이 가능할 것으로 예상합니다. 위장무늬와 위장색을 주변 환경에 맞춰 자유자재로 변경하는 것은 물론 여기에 더해 체온 등을 차단하고 다양한 탐지수단으로부터 완벽하게 자신의 존재를 은폐할 수 있기 때문입니다.

 

 

ㅣ스텔스 무기의 미래

 

현대에는 생존성을 극대화하기 위해 다양한 탐지수단으로부터 자신의 존재를 숨기고 위장하기 위한 대응기술이 개발되고 있으며 그 중심에 스텔스 기술이 있습니다. 전투기와 전투함, 잠수함은 물론 이제 전차와 장갑차 같은 기갑장비에서 일반 병사의 전투복까지 다양한 영역에서 스텔스 기술이 활용되고 있는 것입니다. 스텔스 기술 역시 단순히 RCS 값을 줄이는 수준이 아니라 외부 형상과 발산하는 열을 주변과 비슷하게 맞추고 소음을 최소화하는 등 완전히 자신의 존재를 카멜레온처럼 감추는 수준까지 발전하고 있습니다.

 

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지난 2019년 한화디펜스가 호주 정부의 미래형 궤도장갑차 획득사업(Land400 Phase3)에 따라 호주 방위사업청(Capability Acquisition and Sustainment Group, 이하 CASG)에 납품한 레드백(REDBACK) 보병전투장갑차 3대는 스텔스 및 최첨단 기술이 집약된 것이 특징이다. ⓒ 한화그룹 홈페이지(https://m.hanwha.co.kr/media/news/report_data/view.do?seq=5109)

 

 

한화그룹 역시 스텔스 관련 기술 국산화를 위해 노력하고 있습니다. 구체적으로 안티스텔스(Anti Stealth) 기술을 바탕으로 스텔스 전투기를 탐지하고 요격할 수 있는 스텔스 탐지 레이더, 전자파 특성을 변환시켜 스텔스 성능을 강화하고 차기 호위함과 차기 구축함(KDDX)에 적용 가능한 메타 표면구조물 기술 등을 완성 또는 개발 중입니다. 스텔스 기술의 중요성 및 향후 발전 가능성에 주목하고 있기 때문입니다.

 

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ICT와 4IR의 눈부신 발전으로 스텔스 기술 역시 광범위하게 활용되고 있으며 우리가 상상해 왔던 미래 전쟁의 모습을 완전히 다르게 변화시킬 것으로 예상된다. 

가까운 미래에는 스텔스 전투기는 물론 스텔스 무인전투기, 스텔스 전차, 스텔스 군함과 잠수함뿐만 아니라 스텔스 전투복과 전투장구로 무장한 보병까지 활약할 것으로 예상된다. ⓒ 미 국방성 홈페이지(https://www.defense.gov/Photos/)

 

 

 

이제 스텔스 기술이 적용되지 않은 최첨단 무기는 상상조차 할 수 없으며 스텔스 기술은 전장에서의 생존을 보장하는 최소한의 안전장치로까지 인식되고 있습니다. 그리고 이제 ICT의 발전과 4IR의 영향으로 영화 속 상상으로나 가능했던 다양한 스텔스 기술이 속속 실현되고 있습니다. ICT와 4IR의 영향으로 가까운 미래에는 영화에서처럼 하늘을 날아다니는 거대한 항공모함을 완벽하게 감추는 것도 가능할 것입니다.

 

 

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*본 원고는 필자의 의견이며, ㈜한화의 공식 입장과는 다를 수 있습니다.