첨단전장 감시체계 2003/12/28 330

http://www.dapis.go.kr/journal/200102/j126.html

미래전장의 첨병 첨단전장 감시체계

　19세기 후반에 등장한 컴퓨터와 데이터 통신의 눈부신 발전으로 B-ISDN과 ATM망을 근간으로 하는 초고속정보통신망 구축에 따른 데이터 분산처리시스템이 일반화되면서 이제는 언제, 어디서, 누구든지 원하는 정보를 원하는 장소에서 실시간(real-time)적으로 얻을 수 있는 기반체계가 갖추어 지게 되었다.

　이로 인해 농업사회와 산업사회에서의 자본이라는 가치는 정보화사회를 맞으면서 정보의 가치도 새로운 형태의 가치인 정보로 전환 발전되었다.

　과거의 화력 및 기동 중심의 전장에서 탈피하여 첨단 전장감시체계가 주도하는 정보전의 전장으로 발전되고 있는 것이다. 정보전이라는 기본개념은 군사전문가들이 일반적으로 인용하는 말로 `적에게 사용될 수 있는 정보를 왜곡하거나 파괴하는 것은 전투력을 파괴하는 이상의 가치 있는 것이다.’라는 말과 같이 차세대 전투개념이 정보전이 될 것이라는 것을 간접적으로 알 수 있게 하는 말일 것이다.

　 이와 같이 정보전에 대한 중요성이 점진적으로 증대되고 있다는 것을 우리는 걸프전과 코소보전의 전장을 통해 간접적으로나마 절실히 느꼈을 것이다.

　국방부가 작년 10월 중순 공중조기경보통제기(AWACS)도입에 따른 공개 설명회를 개최함에 따라 우리 군도 이제 본격적인 공중 조기경보체계 전력화사업이 진행되고 있다.

　이러한 시점에서 미래전장인 정보전에서 중심 역할을 하는 전장감시체계에 대한 올바른 이해를 도모하기 위하여 첨단 감시체계 중에서 중심 핵이라고 할 수 있는 합동감시표적 공격레이더 체계(JSTAR), 무인항공기(UAV), 그리고 이번에 도입이 결정된 공중조기경보통제기(AWACS)에 대해 간단히 알아보도록 한다.

조인트 스타즈(Joint Stars)

　E-3 AWACS가 공중에서 적기를 탐지하는 조기경보 관제기라고 한다면, E-8 조인트 스타즈는 지상목표물을 탐지하고 작전통제를 하는 지상관제기라고 할 수 있다.

　조인트 스타즈라는 명칭은 공군 및 육군이 협력하여 개발했다는 의미를 담고 있으며, 실제로 육군소속 레이더 조작요원이 E-8에 탑승하여 공지작전(ALB:Air Land Battle)을 수행한다. 정식명칭은 통합감시 및 목표공격 레이더 시스템이라는 Joint STARS(Surveillance and Target Attack Radar System)이다.

　항공기 자체는 보잉707-300시리즈를 개조하였으며, 최소한 15년간은 운용할 수 있도록 개조작업을 하였다. E-8의 가장 큰 특징은 동체 아랫면에 설치된 카누모양의 레이돔으로 길이가 12.2m에 이른다. 본격 개발중인 E-8A 1호기와 2호기가 테스트중인 1991년에 걸프전이 일어남으로 인해 지상전투지원 임무를 맡아 실전에 투입되어 공중전투를 지원하는 E-3 AWACS와 콤비를 이루어 걸프전을 승리로 이끄는데 큰 기여를 한 바 있다.

　일설에 따르면 240km이상 떨어진 전차까지도 추적할 수 있는 성능을 지니고 있다고 하며, 가까운 거리의 경우 그 차량이 궤도식 차량인지 바퀴식 차량인지도 구별이 가능하다고 한다. 어쨌든 제대로 개발되어 작전배치도 되기전에 실전에 투입된 기묘한 기록을 가지게 된 E-8A는 상상외로 지상전투에서 큰 활약을 함에 따라 앞으로의 전장에서도 큰 기대를 받을 것임에 틀림없다.

　개발 테스트용인 2기의 E-8A에 이어 새로 제작된 보잉 707-320C급의 기체에 전자장비를 탑재할 예정이었던 E-8B는 예산문제로 취소되었다.

　현재의 작전배치용은 E-8C로 개조되어 운용되고 있다. E-8A와 C형의 차이는 항법·통신시설을 포함한 작전통제 작업대가 12m에서 18m로 증가한 것과 UHF 통신기가 16대에서 12대로 감소한 점이다. 또한 A형의 AN/APY-3 레이더는 최대탐지거리가 250km로서 90cm의 목표물까지 식별 가능하지만, C형의 AN/APY-3 개량형 레이더는 같은 거리에서 30cm까지도 식별이 가능하다. 또 최대 탐지거리도 실용상승한도인 12,500m 부근에서 약 500km까지 향상되었다. J-STARS의 핵심장비인 AN/APY-3 레이더의 안테나는 길이가 7.3m 높이가 0.6m이며, 수평방향은 ±60°전자식 스캔이 가능하고, 상하방향은 기계식으로 작동한다. 이동 목표(MTI;moving target indication)모드시에는 차량, 함정, 헬리콥타 등 작은 이동목표물을 구별하여 표시하며, 정지목표표시(FTI;fixed target indication) 모드시에는 레이더로 목표물을 화상으로 구상하는 합성 개구레이더(SAR;synthetic aperture radar) 기능을 가지고 있다.

　공중전을 위해서 조기경보기인 E-2나 E-3가 활용중이지만, 공중에서 조기경보기가 담당하는 임무와 같은 임무를 지상목표에 대해 담당하는 것이 E-8 조인트 스타즈로서, 걸프전에 시험적으로 투입되어 아주 좋은 평가를 받았다.

향후 배치 전망

　E-8C 1호기는 1994년 제작 완료되었고, 실전기인 2호기는 1996년 3월 미 공군에 인도되었다. 21세기에 미 공군에 배치될 기수는 일단은 10대 내외가 될 것이지만, 그 중요성은 조기경보기에 못지 않을 것이 확실시되며, 21세기의 미군전략에 없어서는 안될 중요한 존재로 활약 할 것이다.

무인 항공기(UAV)

　무인항공기는 흔히 UAV(Unmanned Aerial Vehicles)라 불리며 앞으로 군의 전쟁수행능력에 많은 영향을 미칠 수 있는 항공기이다. 무인 비행기라는 이름은 1980년대 중반까지는 원격조정 비행체 RPV(Remotely Piloted Vehicles)라 불리었으나 최근에는 자유비행이 가능해짐에 따라 UAV로 일반화되었다. UAV는 실제로 조종사 없는 소형의 항공기로 보통 지상에서 원거리까지 조종에 의해 비행하며 이와 같은 항공기는 대 레이더용 RPV이라고 하며 드론(Drone)이라 칭한다.

　UAV는 아군의 손실없이 매우 높은 수준의 주야간 전장정보를 적시에 획득하여 제공함으로써 지휘관의 신속정확한 의사결정을 가능토록 한다. 정찰, 감시 및 표적획득이 주 임무이지만 전자전(Electronic Warfare), 지뢰탐지 및 특수임무 등에도 사용되고 있다. 특히 오염지역, 장시간의 비행과 정치적 문제를 야기 시킬 수 있는 유인기의 사용이 어려운 상황에 매우 유효하게 위험임무를 수행할 수 있고, 이로 인하여 유인기의 생존성을 증대시킬 수가 있다. 걸프전에서 사용된 파이어니어(pioneer) 시스템은 5대의 RPV와 1개의 지상 조종장치로 구성되어 있고, 각 RPV에는 TV카메라와 전방감시 적외선 감지기가 장착되어 있어 주야간 운용이 가능하였다. 조종거리는 160km이고, 체공시간은 5시간이며, 걸프전에서는 정찰, 감시, 탄착점 수정 및 폭격피해 평가 등 여러 가지 임무를 수행하였다.

시스템 제어특성

　UAV의 비행제어는 유인항공기와 근본적으로 동일하게 설계할 수 있으나 많은 경우 UAV의 임무와 특성이 유인항공기와 다르기 때문에 UAV의 비행제어는 유인항공기의 제어와는 달리 설계한다. UAV는 사전에 복잡하게 계획된 경로를 따라 비행하며 정해진 위치에서 주어진 임무를 수행하고 지정된 목표점까지 회항하는 전 과정을 비행제어 한다.

　이와같은 임무를 수행하기 위하여 UAV의 비행제어 시스템은 유인항공기와는 달리 항공기의 고도와 속도를 유지하고 항법장치의 도움으로 사전에 지정된 항로를 따라 비행하는 것 외에 탑재장비, 무선통신계통 등과 밀접하게 작동해야 한다. 또한 UAV는 일반적으로 유인항공기보다 소형이므로 공기의 점성효과를 무시 할 수 없고, 따라서 공기 역학적 특성이 다를 수 있으며 작은 난류나 바람 등과 같은 외란에도 조종이 취약하다. 일반적으로 값이 저렴하고 소형이어서 유인항공기에 비해 운용환경이 열악하지만 그 임무는 훨씬 복잡하다. 걸프전에서 사용된 파이어니어는 이라크군 장갑부대가 사우디아라비아의 카푸치를 기습공격 했을 때 이라크군 공격을 최초로 포착하는 수훈을 세웠고, 미 해군에서는 탄착점 수정을 위하여 파이어니어를 이용했는데 처음에는 이라크군이 함포사격을 두려워하지 않다가 무인기가 나타나 진지상공을 선회하고 난 후에는 어김없이 16인치 포탄이 날아와 명중하곤 하였다. 그래서 그 다음부터는 무인기가 진지상공을 선회하기만 하여도 이라크 군이 벙커에서 나와 웃옷을 벗어 흔들며 투항한 것으로, 이는 병사가 하늘을 나는 로봇에게 항복한 최초의 사건으로 기록되기도 하였다.

　〈그림 2〉는 무인항공기의 비행제어에 대한 기본 개념도이다. 발사체 또는 활주로에서 이륙한 무인항공기는 지표면으로부터 일정한 고도를 유지하면서 경로 ①지점을 통과한다. 이때 유도 또는 프로그램으로 지정한 경로를 비행하다가 이상기류와 같은 비행조건이 급격히 변경되면 실시간으로 비행경로를 수정하면서 ②지점까지 도달한다.

　②지점을 통과한 무인항공기는 조류 또는 항공기와 같은 공중장애물을 만나면 비행경로를 수정하게된다. 그 결과 ③지점을 통과한 무인비행기는 수목 또는 기타 지상에 있는 장애물을 만나면 역시 경로를 수정하여 드디어 목표지점 상공에 도착하게 된다. 그리하여 ④와 ⑤지점을 통과하는 사이에 표적탐지, 공격 등 임무수행 후 자동착륙이나 유도착륙을 하게된다. 이때 유도영역을 벗어나게 되었을 때는 자동으로 유도영역으로 회기하는 기능을 갖고있다.

무인항공기의 운용

　현재 미군에서는 지상, 수중 및 공중에서 사용될 여러 무인기를 개발, 시험하고 있기 때문에 무인기의 사용장소와 용도를 보다 세분할 필요성이 요구되어 미 국방성은 군용 무인기를 사용장소에 따라 무인항공기(UAV:Unmaned Aerial Vehicle), 무인지상차량(UGV:Unmaned Ground Vehicle), 무인 수중선(UUV:Unmaned Under Water Vehicle)의 3가지로 구분하고 있다. 또한 운용거리인 작전반경에 따라 근거리(CR:Close Range, 운용반경:30km), 단거리(SR:Short Range, 운용반경:150km), 중거리(MR:Medium Range, 운용반경:650km), 장거리(ER:Endurance Range, 650km이상)의 4가지로 분류하여 개발운용하고 있다.

　무인지상차량(UGV)은 정찰, 수색을 비롯하여 적과의 교전에 이르기까지 군사행동 전반에 걸친 역할을 수행할 수 있다.

　특히 금번 경의선 복구공사와 같은 지뢰제거 작업이나, 사격전, 화생방의 탐지 및 제독, 폭발물과 불발탄 처리, 화재소화작업 등의 매우 위험한 일을 하는데 적합하게 사용이 가능하다. 무인 수중선(UUV)도 우주기술과 유인 수중탐사기술의 발달에 따라 현재 개발 운용을 하고 있는 추세이다.

발전전망 및 과제

　세계 각국의 무인항공기 발전체계를 살펴보면 미래전장에서는 현재까지 임무를 수행해오던 유인정찰기 등의 임무를 점차적으로 무인기로 대체하고 있다는 것을 알 수 있으며, 다가오는 미래전장에서는 U-2기와 같은 유인정찰기는 전장에서 볼 수 없는 날이 멀지 않음을 예고하고 있는 것이다.

　이에 발 맞추어 우리나라도 무인정찰기 서처(Searcher)와 무인공격기 하피(Harpy) 등의 도입에 따라 무인항공기에 대한 관심과 활용이 더 한층 확대 될 것으로 예상된다.

　무인항공기는 항공기술 뿐만 아니라 무인항공기의 특성상 전자광학, 레이더, 통신, 유도관련기술 등 다양한 소요기술이 필요한 만큼 이들 기술의 연구개발 및 확보가 선결과제라고 판단된다. 또한 정책부서에서는 무인기에 대한 장기적인 안목으로 우리나라 전장에 맞는 무인항공체계를 발전시킬 수 있는 종합적인 계획을 세움으로써 시행착오를 최소화하는 노력이 그 무엇보다도 중요할 것이다.

AWACS 공중 조기경보통제기

　AWACS(Airborne Warning and Control System)는 잘 알려진 대로 레이더 기지를 하늘에 띄워놓은 것과 같은 기능을 하는 공중지휘소이다.

　조인트 스타즈와 마찬가지로 등에 회전식 레이돔을 가지고 있지만, 조인트 스타즈가 탐지자료를 기지로 전송하여 기지에서 작전명령을 내리는 조기 경보기인데 비하여 AWACS는 지휘요원들이 직접 탑승하여 전투기에 직접 목표정보를 보내고 통제할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다.

　따라서 AWACS 자체가 지상관제센터와 같은 역할을 할 수 있기 때문에 보유 전투기를 최대한 효과적으로 활용할 수 있어서 전투기 보유대수를 2∼3배로 늘려주는 효과가 있다고 한다. AWACS는 걸프전에도 참전하여 사막의 방패작전부터 사막의 폭풍작전에 이르는 전 기간동안 주·야간 항공기 통제 임무를 성공적으로 수행하여 현대전의 필수요소로 자리를 굳혔다.

　한편 E-2C의 성능에 미흡함을 느끼던 일본 항공자위대는 E-3의 보유를 계속 추진하였으나, 정치 외교적인 문제와 예산문제로 차일피일 미루다가 1992년에 결국 E-3의 생산이 중단되는 바람에 보잉사가 제시한 보잉 767-200ER 여객기를 기본으로 개조한 E-767안을 채택하게 되었다.

　물론 E-3과 비교할 때 신규개발비용이 추가되어 전체예산은 증가하게 되었다. 일본은 모두 4대의 E-767을 도입하였으며, 일본이외에도 AWACS에 대한 관심을 가지고 있는 나라는 많기 때문에 생산대수는 증가될 것으로 전망되며, E-767은 기본적으로 E-3와 같은 AWACS 장비를 가지고 있다.

　E-3의 최종생산형인 블록 30/35와 같은 스팅하우스 AN/APY-2 레이더를 동체에 장착하고 있으며, 레이돔은 10초당 1회전을 하며 360도 전 방향 감시를 한다. AN/APY-2는 용도에 따라 6가지의 모델로 사용할 수 있는데 수평선 너머에 있는 원거리 목표까지도 탐지할 수 있다. E-767은 고도 30,000피트를 비행하면서 800km나 멀리 떨어진 목표물을 탐지한다고 한다.

　미 공군은 E-3 블록 30/35에 탑재된 APY-2 레이더 시스템을 개선할 계획인데 E-767 역시 개량 시스템을 채택하고 있다. RSIP라고 불리는 개량 계획의 주된 내용은 펄스 압축기술을 레이더 전파에 적용한 것으로 순항미사일과 같은 소형 목표물에 대한 탐지능력이 향상되었다. 또한 맨 머시 인터페이스(Man-Machine Interface)의 개선, 신뢰성, 정비성능의 향상도 꾀하고 있다.

　현재 E-767 1호기가 1994년 10월에 완성되었으며, 전자장비를 탑재한 후 테스트를 거쳐 1998년 중에 2기가 일본 항공자위대에 인도되었고, 나머지 2대는 1999년 초에 인도되었다.

　보잉사는 각 국을 상대로 20대의 E-767을 홍보중이며, 75대의 군용형 B-767도 판촉 활동 중으로 과거 보잉707/C-135로 이룩한 군용기 시장을 보잉767로 이어갈 것으로 예상된다.

배치전망

　공중 조기경보통제기는 자신이 직접 전투를 벌이는 것은 아니지만, 아군기가 적기를 먼저 발견하고 격추시킬 수 있도록 하는 중요한 역할을 담당하며, 아군의 비행기수를 3배로 늘이는 것과 맞먹는 역할을 한다. E-3은 68대로서 생산이 종료되었지만, 전자장비를 개수하며 계속사용 될 것이고, 신형 E-767 역시 조기경보기의 중요성이 계속되는 한 세계 각 국에서 수요가 계속 있을 것으로 전망된다. 현재 미국, NATO, 사우디 아라비아, 일본 등이 E-3/E-767을 사용중이며, 최근 국방력 강화에 힘쓰고 있는 아시아 국가들도 도입이 늘어날 것으로 기대된다. 우리나라 또한 지난 해 공중 조기경보 통제기의 도입에 따른 업체 공개설명회를 가짐으로서 본격적인 전력화 사업이 추진될 것으로 예상되며, 2002년까지 도입기종이 결정된 후 2008년까지 4대가 도입될 경우 그동안 취약점으로 지적되어온 전장감시체계에 대한 전력이 배가될 것으로 전망되며, 전장감시 체계로부터 지휘통제통신체계, 정밀타격체계에 이르는 통합 시스템체계 구비 및 상호 운용성(Interoperability)을 향상시켜 전력 극대화에 이바지하게 될 것으로 전망된다.

맺　음　말

　우리가 90년대초 걸프전을 통하여 기존 전쟁수행방법에 대한 전략전술에의 패러다임을 전환하는 계기가 되었고, 코소보전을 통하여 또 한번 이것을 재증명 할 수가 있었다. 현재의 전장과 앞으로의 전장은 과거의 화력과 기동력에 의존한 전장체계에서 탈피하여 누가 먼저보고 누가 먼저 결심하고 누가 먼저 타격하는냐 하는 작전템포에 대한 시간과의 싸움이 될 것이다.

　과거의 재래식 정보수집방법에만 의존하던 체계를 과감히 탈피하여 첨단 전장감시체계를 구축하여 전략정보획득에 대한 자구책을 강구하고, 더불어 다양한 전장감시체계를 활용하여 전략정보와 전술정보를 병행 발전시키는 길만이 장차 정보전의 주체가 될 것이며, 이를 간과하는 국가는 과거 걸프전과 코소보 전에서 보았던 정보의 부재에 의한 무기력감을 또 다시 느낄 수밖에 없을 것이다.