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KF-21 5세대 개량을 위한 필요 사항들 정리

ㄷㄴㅋㅂ갤로그로 이동합니다. 2021.04.15 20:10:20
조회 11799 추천 89 댓글 99

크게 5세대 전투기를 구성하는 4가지 요소를 뽑자면 :


1. 형상, RAM, RAS 등의 적의 능동 센서의 의한 피탐에 대응하는 물리적 스텔스

2. 적의 수동 센서의 의한 피탐에 대응하는 스텔스 항전

3. 스텔스 상태에서는 능동 센서 사용이 제한되기 때문에 이를 극복하기 위한 수동 SA 능력

4. 만약 피탐 되었을 경우나 피탐될 위험이 높을 경우 적을 바보로 만들어 버릴 수 있는 전자전 능력

5. 이 모든것을 가능케 하는 데이터 퓨전 능력


이라고 할 수 있음.


현재 KF-21은 저 4가지 영역 모두에서 5세대 전투기라고 하기에 부족하고, 명백하게 4.5세대 전투기의 요소와 능력, 운용 개념을 갖고 있기 때문에 4.5세대 전투기라 칭하는 것임. 반대로 말하자면 블록 3에서 저 4가지 구멍을 매꿀 수 있음면 KF-21을 진정 5세대 전투기라 부를 수 있을 것이라 할 수 있음.



능동 피탐 스텔스. 현재 KF-21에는 RAS가 날개 익전 등 레이더 RF파에 가장 많이 노출될 부분에 걸쳐 적용되어 있고, 기체 일부에 RAM이 적용되어 있음. 또한 날개와 흡입구의 planform 정렬 등의 조치가 취해져 있어 RF파 난반사를 최소화 하고 있음. 하지만 이러한 형상으로는 RO 수준의 스텔스 능력을 갖출수는 있어도, LO, 나아가 VLO 수준의 스텔스 능력을 갖췄을 것이라 하기는 어려움.


따라서 내부무장창 신설과 더불어 레이돔 접합부 및 동체 모든 패널, 엔진 노즐의 톱니바퀴 처리와 더불어 RAM으로 덮어버리는 작업이 필요하며, 기수의 IRST와 기체 곳곳에 존재하는 EW 안테나등의 내장화가 필요함. F-22와 F-35의 F119와 F135 엔진의 경우 태생 자체가 스텔스기에 탑재되기 위하여 개발되었기 때무에 기체 후방에서 바라봤을 때에도 스텔스 성능을 발휘하도록 내부가 제작되었다고 하는데, F414를 탑재하는 KF-21에 이 정도 수준의 개량을 요구할 수는 없을 것으로 예상됨.



다음은 수동 피탐에 대응하는 스텔스 항전. 스텔스 항전이라함은 적의 수동 센서에 RF파가 탐지되지 않게 LPI 상태에서 동작할 수 있는 항전을 의미함. 이는 크게 LPI 레이더와 LPI 통신으로 나뉘는데, 현재 KF-21의 AESA의 경우는 공대공 LPI 모드가 있는 것으로 알려져 있음. 다만 이것이 5세대의 수준에 걸맞는지는 알 수가 없으며, 만약 아니라면 현재 이야기가 나오고 있는 미래 AESA 레이더 개량 혹은 신형 AESA 레이더 개발시 해결되지 않을까 예상함.


사실 LPI 레이더보다 중요한 것이 LPI 통신 능력인데, 역시 블록 3에 어느 정도 수준의 LPI 통신이 장착될지는 알 수 없음. 이것도 8월에 완료되는 KF-21 미래 성능개량 관련 연구의 결과와 이에 따른 개량 계획이 공개되어야 알 수 있을 것임. 우선 주파수 도약과 암호키등이 적용된 Link-16 같은 현용 데이터링크들도 어느정도 수준의 LPI 능력은 확보하고 있음. 하지만 5세대 스텔스기의 기준에서 링크 16이나 다른 데이터링크 혹은 무선 통신이 시끄러운것은 자명하며, 이 때문에 F-22와 F-35에는 각각 IFDL과 MADL이라는 편대간 고지향성-고용량의 데이터링크와 위성 데이터 링크가 장착되어 있음. 이들의 고지향성 특성 때문에 이들 데이터 링크가 적에게 탐지될 확률은 기존의 데이터 링크와 비교하여 극히 적으며, 또한 이러한 기능들은 CNI 시스템이라는 하나의 항전 체계로 통합되어 동작하기 때문에 그 기본 능력과 확장성이 기존의 전투기들과 비교할 수 없음. 일례로 F-35의 CNI는 SDR, 즉 소프트웨어에 의해 정의 되는 라디오로 작동하며, 이는 소프트웨어, 정확히는 OFP에 의해 정의되는 음성 혹은 데이터 통신으로서 작동할 수 있음을 의미함. 이를 통해 F-35는 LPI 상태에서 IFF 식별을 하며, 단순한 UHF혹은 VHF 음성 통신에서 부터 링크 16, TTNT, WNW 같은 데이터 링크, MADL 같은 스텔스 통신 까지 모든 종류의 통신을 하나의 시스템에서 처리할 수 있음.


KF-21에 F-35 수준의 통합된 CNI 시스템이 적용되기를 바라기는 힘들것으로 보이지만, 성능개량체계 요소기술 목록을 보면 개방형 SDR 같은 항목이나 각종 광대역conformal 2d 안테나 등의 항목이 있기 때문에 어느 정도의 기대는 해도 되지 않을까 생각함.



마지막으로 수동 SA 능력과 피탐시 대응 능력. 수동 SA 능력이란 크게 통신을 통한 SA와 자체 센서를 통한 SA로 나뉘며, 자체 센서 SA는 다시 IR, UV, 가시광선등을 탐지하는 EO 센서와 RF를 탐지하는 RF 센서의 영역으로 나뉘는데, 현재 KF-21의 경우 전방위 탐지능력에 있어 EW 체계에 통합된 RWR이 있으며, EO 센서의 경우 기수에 있는 IRST 밖에 없음.


사실 이는 5세대는 커녕 기존의 4세대와 4.5세대 전투기들과 비교해도 조금 못한 수준인데, 특히 EO 탐지능력에 있어 F-15QA와 F-15SA 등의 전투기나 벨기에군 F-16 등과 같은 경우에서 보이듯 기존 4세대 전투기에 EO MAWS를 장착한 경우가 흔히 있으며, 유로파이터와 라팔 처럼 전자전 체계에 통합되어 있는 RF(유파)나 IR(둘 다)센서 기반 MAWS를 갖추는 것이 4.5세대기에서 거의 대부분의 경우 보이는 트랜드임. 물론 이들 MAWS의 경우 대부분 4π 스테라디안 수준의 탐지능력을 갖추고 있지 않고, 수평 기준 360도에 하방 및 상방 각도가 제한되지만, 이 정도 수준으로도 MAWS가 없는 것과는 다른 수준의 수동 SA 능력 향상을 제공함.


F-35의 경우 여기서 한 발자국 더 나아가 더욱 커다란 개구면을 갖춘 IR 센서를 전방위로 배치하여 단순 MAWS 수준을 넘어 전방위 IRST 능력을 확보하고 있고, 이것을 DAS라고 부름. 이 DAS 시스템을 통해 확보한 공역 이미지는 단순 미사일 탐지 수준을 넘어 화기관제와 연계하여 AIM-9X 발사, 전자전과의 연계, CNI와의 연계 등을 통하여 보기 탐지 및 IFF 수행, 적기 판단시 항로 변경 혹은 전자전 공격 등의 기능을 수행할 수 있으며, 이러한 능력들은 내가 아는 수준에서 적은 것으로, 현실에서는 더욱 복잡한 기능들도 수행하는 것이 가능할 것임.


또한 통신 능력에 있어 예를 들어 그리펜의 TIDLS의 경우 기존에는 링크 16과 여러면에서 비슷한 것으로 알려져 있었지만 이후 E/F형에 들어 지향성 UHF 위상배열 안테나를 추가함으로서 피탐성을 낮췄고, 기존 TIDLS의 경우도 링크 16 이상의 편대간 데이터 공유 능력 등의 기능을 제공함으로서 링크 16밖에 없는 KF-21보다 높은 수준의 (통신을 통한) 수동 SA 능력을 확보하고 있음. 라팔의 경우도 기존의 링크 16을 넘어 CAPOEIRA라는 연구 개발 프로그램을 통해 스탠더드 F4에 적용할 새로운 통신 시스템을 개발하고 있고, 알려진 바에 따르면 MADL 같은 고지향성 고용량의 데이터링크라고 함.


결과적으로 KF-21은 현재의 통신 및 수동 센서 능력의 한계를 뛰어넘어야 하며, 블록 1과 2에 존재하지 않는 MAWS의 대한 내부 공간은 없을 것으로 보이기에 블록 3에 이를 장착하는 것은 불가하거나 추가적인 성능개량이 필요할 것이라 생각되고, 통신 능력에 있어서는 적어도 선진적인 통합 통신시스템을 개발하기 위한 요소기술들을 개발하고 있기에 위에서 설명한 스텔스 통신을 통하여 수동적으로 SA를 확보하는 능력을 갖추지 않을까 생각됨.


이러한 수동 SA 능력을 통해 얻어진 적의 대한 데이터에 대응하여 전자전을 수행하는 능력에 있어서는 당연히 현재로서 수동 SA 능력이 떨어지니 당연히 전자전 능력의 사용 또한 비교하는 기체들에 비해 떨어질 것이라 생각됨. 물론 4.5세대 이상의 전투기에서 AESA 레이더 소자를 전자전에 쓰는 능력 등은 KF-21 또한 갖추고 있고, 디지털 RWR과 맞물린 EA용 안테나의 출력 또한 빠방하다고 하니, 조금 부족한 부분은 출력으로 커버할 수 있을지도 모르지.



이 모든것을 위해 필요한 기저 요소. 위에서 설명한 능력들을 발휘하기 위하여 필요한 2가지 요소가 있는데, 첫 번째가 발전량이고, 두 번째가 데이터 처리량과 수준임. 첫 번째는 말 그대로 엔진에서의 발전량. 현재 KF-21은 FADEC을 한화에서 개발한 것을 탑재한 F414-GE-400K를 쓸 것인데, FADEC을 제외하고는 기본형과 다를 것이 없는 것으로 알려져 있기 때문에 발전량도 기존의 슈퍼호넷 수준으로 제한되어 있을 것임. 이는 추가적인 센서, 컴퓨팅 파워, 안테나, 더 나아가서는 DEW 같은 체계들을 미래에 적용함에 있어 발전 출력이 부족할 수도 있다는 것을 의미함. 현재 이러한 문제를 해결하기 위하여 훨씬 고용량의 발전기를 개발중이라니 이를 기대하면 될 듯.


두번째의 데이터 처리량과 수준인데, KF-21은 IMA 항전을 탑재하고 있으며, 랩터 수준의 전송속도를 갖춘 데이터 버스를 통해 기체 각부와 연결되어 있는데, 현재 IFF 체계 등이 IMA에 통합되지 않은 연방형 체계로서 작동하고 있으며 (즉 랩터보다 못함), 랩터 수준을 넘어서는 F-35에 근접하는 능력을 갖추기 위해서는 더욱 향상된 데이터 버스가 필요함. 또한 현재 JDL 1 수준의 데이터 퓨전 능력을 목표로 한다는데, 랩터와 F-35, 특히 F-35가 조기경보기 수준이라 불리는 가장 큰 이유가 데이터 퓨전 능력이며, 정황상 (조기경보기 수준인) JDL 2에서 3 수준, 어쩌면 그 이상의 능력을 갖추고 있을 것으로 보이기 때문에 KF-21 블록 3 또한 현재 외국에서 도입하는 항전 장비등을 대체함으로서 완전히 통합된 IMA를 달성하며, 이를 바탕으로 더욱 높은 수준의 데이터 퓨전 능력, 이를 바탕으로 더욱 통합되고 유기적인 임무 능력을 달성해야 할 것임. 일단 더욱 고속의 데이터 버스의 경우 ㅔCIe (폴리티컬 코렉트니스 떄문인지 영어로 못 침 ㅅㅂ)와 이더넷 기반의 초고속 데이터 버스나 항전 구조 변경 등의 연구가 진행되고 있고, 퓨전 엔진의 능력 향상의 경우 하드웨어적으로는 현재의 임무 컴퓨터와 거기 적용된 프로세서 모듈로 충분할 것이라 생각되나, 소프트웨어적 측면에서 많은 어려움이 있을 듯.



정리하자면 KF-21은 내부무장창을 위한 공간을 갖추고 있고, 향간에 들린 말을 믿는다면 현재 외부로 돌출되어 있는 각종 센서와 안테나를 내장화 할 공간이 있지만, 이러한 기체 디자인에도 불구하고 5세대 전투기와의 명확한 격차, 즉 한계를 갖추고 있으며, 설사 블록 3로 개량한다고 하더라도 F-35 수준으로 볼 수 있을지, 나아가 5세대라 부를 수 있는지 애매해질 수 있는 부분이 분명히 존재함. 하지만 반대로 블록 3 개량시 라팔 스탠다드 F4라던가 F-15EX라던가 하는 4.5세대 전투기와의 격차 또한 명확해 질 것이며, 5세대 전투기라 부를 수 있을 것 같지만 찝찝함이 존재하는, 말하자면 회색지대에 놓인 전투기가 될 것이라 생각함. 이러한 문제를 전부 해결할 방법은 레거시 호넷에서 슈퍼호넷을 개발한 것 처럼 기체를 재설계 하는 것과 더불어 막대한 인력과 예산을 항전 개발, 무엇보다도 소프트웨어 개발에 투입하는 방법 외에는 없음. 현재 진행중인 KF-21 단계적 발전 방안 연국가 끝나고 블록 3의 목표가 명확해지고 나면 KF-21 블록 3가 2030년대 이후 KF-16V를 대체하며 공군의 중추가 될 전투기로서 부족한지 아닌지를 알 수 있을것이라 생각함.


ps. 오류 지적 환영. 남한테 이렇다 저렇다 했으니 나도 틀렸을시 누가 정정해주면 감사할듯



출처: 군사 갤러리 [원본 보기]

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