무기 토론방
확산되는 스텔스기 탐지 기술
지난달 중순 러시아군이 스텔스기의 탐지•추적이 가능하다고 알려진 "55Zh6M" 네보M 시스템의 부대 배치를
시작했는데요, 에비에이션 위크에 연관된 글이 있어 갈무리해 드려요...
스텔스기가 의존하는 낮은 레이더 단면적 (RCS)에 대한 스텔스기 대항 기술이 세계에 보급되는 양상을 보이고 있다.
여러 신기술이 개발중이며, 레이더 장치, 적외선 탐지 추적 장치 (IRST)의 제조 업체들은 스텔스 대항 기술이
실용화의 경지에 도달했다고 밝히고 있으며, 미 해군은 스텔스 기술 자체가 도전을 받고 있슴을 공언하고 있다.
이러한 새로운 장비는 각종 센서를 통합하여 목표의 탐지, 추적, 식별 데이터를 자동으로 융합하여
스텔스기와의 교전 기회를 제공하는 것이 특징이다.
스텔스가 부분적으로 초단파 (VHF) 레이더에서 효과를 잃는 것은 전자 물리학의 관점에서 설명할 수 있다.
기밀 해제가 된 1985년의 CIA 보고서에서는 소련이 스텔스 대항 기술의 첫번째 팀으로 신형 VHF 레이더를 개발해
장파장의 단점을 보완할 것이라고 제대로 예측하고 있었다.
파장이 길면 이동성이 손실되고, 해상도도 낮아지고, 클러터 현상이 발생하기 쉬워진다.
소련은 붕괴했지만 니쯔니 · 노브고로드 무선 기술 연구소 (Nizhny-Novgorod Research Institute of Radio Engineering
- NNIIRT)가 개발한 55Zh6UE Nebo-U는 1990년대에 실전화되고 있어 러시아 최초의 입체 VHF 레이더 시스템이 됐다.
NNIIRT는 그 당시부터 VHF 방식의 AESA 장치 개발을 시작하고 있었다.
VHF 방식의 AESA인 55Zh6M Nebo-M은 멀티 밴드 레이더로 생산에 들어가 러시아 공군용으로 100세트 이상이
조달된다. 이 Nebo-M은 트럭 탑재 레이더 3개로 (모두 AESA), VHF 방식의 RLM-M, L밴드 (UHF)의 RLM-D,
S(X)밴드의 RLM-S로 구성된다. 러시아 자료에서는 각각 미터, 데시미터, 센티미터 단위의 주파수라고 표기하고 있다.
각 레이더에는 Orientir 위치 산출 장치가 가동되고 있고, 각각 Glonass 위성 항법 수신기를 갖춘 무선 또는 유선 지상 제어
차량과 연결된다.
VHF는 주사 속도가 느려지는 단점을 갖고 있지만, RLM-M은 전자 주사에 기계식 주사를 중복시켜서 이 문제를 해결하고
있다. 주사 범위는 120도로 연속 추적이 가능하다. 이 범위는 사실상 방사 에너지를 즉시 목표에 조사하는 것을 계속
유지할 수 있도록 해준다. VHF의 장점을 살릴 경우의 예를 들면 중국의 DF-15 단거리 탄도 미사일의 RCS는 X밴드에서는
0.002 제곱미터에 불과하지만 VHF라면 0.6 제곱미터가 된다고 NNIRT는 설명한다.
Nebo-M에서는 레이더 3개의 데이터를 융합하고 확실하게 표적을 격파한다.
초기 탐지 VHF가 UHF 레이더 큐를 내면 다음 X밴드 RLM-S 큐가 나온다.
Onetir를 사용해 정확한 방위각 데이터가 계산돼 세 종류의 신호를 하나로 조합한 표적의 모습이 나오게 된다.
더 높은 주파수의 데이터는 VHF보다 정확도가 높아지므로 표적에 집중시키면 탐지 성공 가능성이 높아진다.
추적도 마찬가지다. "정지 응시"모드로 안테나 회전을 정지시키고, 레이더를 전자적으로 90도 시야에 주사 시키면
표적에 조사하는 에너지량은 연속 회전시의 4배이고, 유효 거리도 40% 늘어난다.
Saab의 신형 지라프 (Giraffe) 4A/8A S밴드 레이더는 AESA 기술과 고성능 처리 기능으로 높은 밴드에서도
소형 표적에 대한 대응이 가능해졌다. 모듈 구성에 따라 AESA의 장점을 최대한 활용하여 신호 · 잡음의 구별을 가능하게
한다. 그 목적은 어떻게 "순수도"를 강화하거나 또는 조사 에너지를 목표 주파수에 집중시킴으로써 매우 작은 도플러 변화
도 파악하고, 이동중인 표적을 탐지 할 수 있는가에 있다.
처리 기술의 새로운 동향은 "다중 가설"추적" ("multiple hypothesis"tracking)이 있고,
반향이 약해도 반복 분석하는 기법과 추적을 인식하는지를 이동 패턴에서 분별하는 기법이 있다.
중국도 러시아와 같은 방법을 모색하고 있으며 지난해 주하이 에어쇼에서 그 일단이 드러났다.
대형 VHF 방식 AESA 장비 JY-27A Skywatch-V는 출품된 러시아의 RLM-M과 거의 동등한 것으로 알려졌다.
제조 업체는 중국 전자 과학 기술 집단 공사 (China Electronics Technology Corp-CTEC).
또한 쇼에서는 이와 다른 UHF 방식 AESA 레이더 두 모델과 S 밴드 방식의 수동 전자 스캔 배열 레이더 YLC-2V도
전시되어 있었다.
출전에서 중국이 액티브, 패시브 양면에서 탐지 장비의 정비를 도모하고 있는 것이 밝혀졌다.
또한 YLC-20이라는 명칭의 광범위 지향성 광대역 수동 수신 시스템의 존재가 밝혀졌다.
이것은 CETC제 DWL-002과 함께하는 것으로 생각된다.
DWL-002은 패시브 방식 커피 렌트 위치 (PCL) 방식의 선셋을 맞춘 것으로, 체코의 ERA제 Vera와 유사하다.
이것은 신호 입력의 처리에 시간 차이를 이용하여 표적을 추적하는 것이다.
또한 JY-50 "패시브 레이더"의 그림도 전시되어 있었고, 이것은 VHF 대역을 이용한다.
지금까지의 PCL은 표적이 방출하는 활성 방사선의 이용을 전제했다.
하지만 PCL을 다른 패시브 수신기나 활성화 레이더와 함께 연결하면 방어측은 바이 스태틱 또는 멀티 스태틱의 탐지가
가능하며, 낮은 RCS의 스텔스 기술의 효과를 감소시킬 수 있다.
RCS 감소 기술은 보통 레이더 (모노, 정적)을 상정하고 있다.
최고 후퇴각이 붙은 앞쪽 가장자리에서 레이더 신호를 편향시켜도 멀티 스태틱 레이더라면 탐지 가능한 스파이크가
발생한다.
구식이고 소형인 VHF 레이더 개량을 하고 있는 추가 공급원이 적어도 5개 있다.
체코 레티아 (Retia), 헝가리의 아르제날 (Arzenal), 우크라이나의 에어로 테크니카 (Aerotechnica) 및 벨로루시와
러시아 등이다.
중국 해군은 최신식 방공 구축함 유형인 52C (旅洋II)형, 52D (旅洋III)형에 VHF 레이더를 탑재하고 있다.
또한 신형의 VHF 레이더가 앞으로 출현하는 055형 구축함에 탑재되지 않으리라는 보장은 없다.
스텔스기가 저주파 레이더 및 기타 탐지 장비에게 위험에 노출되는 것은 2013년 이후 미군 고관이라면 누구나 인식하고
있다. 미 해군 작전 부장 조나단 그리너트 장군은 공공연히 스텔스기가 A2/D2에 대응할 수 있는지 의심스럽다는 발언을
하고 있으며, 2014년 1월에는 '새로운 미국의 안보를 생각 센터'가 내놓은 보고서에서,
"최근 분석 중 하나는 낮은 RCS 기계의 탐지 기술은 혁신적인 진전이 있는 반면, 스텔스 성능에 호응한 향상이 없다"
고 지적했다.
보잉은 EA-18G 그라울러가 VHF 대역을 방해 할 수 있다고 선전하고 있으며, 현재 ALQ-99 낮은 밴드 재밍 포드가
VHF 대역 방해에 사용할 수 있다고 말하고 있다. 또한 차세대 재머는 더욱 성능 향상이 예정되어 있다.
그러나 이 계약의 납품은 2017년 예정이며, 초기 작전 능력 획득은 2024년이 된다.
이것과 다른 위협은 장파장의 초수평선 OTH 레이더로 호주가 운용중인 진다레 OTH 레이더 네트워크 (JORN)가
그 전형적인 예이다. 러시아에는 레조난스 (Rezonans)-NE가 있고, 중국도 OTH를 운용 중이다.
여기에서도 데이터 처리의 정밀도와 감도를 올리는 것이 열쇠가 된다.
JORN는 페이즈 5에서 처리 능력을 향상시키려 하고 있다.
OTH의 장파장 레이더는 원래 스텔스기 탐지에 강하다. 매우 긴 파장은 표적의 물리적 크기에 가까워진다.
따라서 일반 레이더 단면적 감소 기술은 무효가 된다.
진다레 설계자는 B-2의 탐지도 가능하다고 1980년대 말의 시점에서 공언하고 있으며, 미 공군은 이를 심각하게
받아 들였다. 그러나 당시 공군은 OTH의 해상도가 매우 낮기 때문에 요격의 절차는 잡히지 않는다고 반박했다.
그러나 오늘날에는 낮은 해상도도 네트워크화한 레이더군의 활용으로 완화되고, OTH-B는 고해상도 센서류를 사용해
큐를 낼 수 있게 되었다.
미 공군은 IRST를 활용하려고 하고 있다. 선행하는 미 해군은 슈퍼 호넷의 중앙 연료 탱크에 탑재하는 IRST의
초기 고정율 생산이 2월에 승인되었다. 한국 공군용 F-15K와 싱가포르 공군의 F-15SG에도 같은 장비가 붙어 있다.
80년대의 F-14D용으로 개발된 IRST가 기원이 된 것이 이 서브 시스템이다.
국방부 전략 테스트 기술 부문장은 해군 장비의 추적 성능에 비판적이지만, 공군도 그 성능을 솔직하게 인정하고 있어
지금까지 IRST를 무시해온 것과는 대조적이다. 공군은 F-16 어그렛서 (가상 적기)부대에 IRST포드를 탑재해 운용해 본
경험이 있다. 해군이 조달하는 제 1기분 IRST는 불과 60세트로 그 후 그 개량형을 10세트 도입한다.
서방에서 IRST의 지식을 풍부하게 가진 곳은 Selex-ES사로 타이푼의 빠이레토 IRST 계약 기업이다.
또한 그리펜용으로도 스카이 워드-G를 공급하고 있다.
이 회사는 낮은 RCS 표적의 탐지, 추적을 IRST로 성공했다고 발표했다.
아음속 비행 중인 기체 표면의 마찰과 엔진열 방출과 배기 연기 포착에 성공했다고 한다.
그리너트 제독은 이 점을 강조하는 발언을 2월에 워싱턴에서 하고 있는데,
"공중을 고속으로 이동하는 무언가가 있으면 대기의 분자를 어지럽히고, 폐열이 발생할 것이며 .... 탐지 가능한 것"
이라고 말했다.
탐지 기술이 향상됐다고 스텔스 효과가 즉시 없어지는 것은 아니라는 것이 업계, 정부 관계자의 다수 의견이지만,
그래도 미래의 스텔스 기술 요소 논의의 근저에는 이 문제가 그림자를 떨구고 있다.
대표 이미지
3b0bd9f0.jpg
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- bestmactruck (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 17:50:50
- 웃기는 건 스텔스 탐지술 개발했다고 큰소리 치는 나라들도 정작 스텔스기 개발에는 열을 올리고 있다는 겁니다. 심지어 미국이 십수년전 배치한 기체만도 못한 수준인데도 악착같이 개발중.
큰소리와 달리 아직 믿을만하지 못하다는 반증아닐지
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- 실무교본 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 18:47:02
- 김범재님// 아주 단정짓는 것은 좋은게 아닙니다. 데이터가 없다. 스텔스기에 무슨 값을 알아야 하죠? 예로 자 F15 뛰웁니다. 레이더로 위치 파악이 되죠.. 이제 다른 방식으로 F15를 찾습니다. 지금 스텔스라는 것은 현존 레이더 주파수에 맞쳐줘 있습니다. 다른 주파수는 혹은 방식으로 F15를 찾은 값이 기존 레이더값과 비교를 합니다.
가장 레이더에 접근하도록 수집된 데이터를 가공하는 알고리즘을 만들고 시행착오를 거칩니다. 자 이제 기존 레이더 아니라도 새로운 주파수나 방식으로 레이더에 버금가거나 더 우수한 성능을 냈다고 가정하죠.. 물론 더 많은 연산과 장치가 필요할수도 있습니다.
여기 스텔스기로 실험하지 않아도 얼마든지 실험 할수 있습니다. 물론 스텔스기가 있다면 더더욱 좋겠죠.
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- 김범재 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 18:24:53
- 실무교본 님//" 알고리즘을 사용해서 실제 알고 있는 위치에 자리를 바꾸면 측정을 합니다. 그중 가장 현존 최강 레이더와 일치하는 값을 지속적으로 내는 방식이나 구성을 찾습니다." ====> 현존최강레이더가 스텔스기를 잡을 수 있는지 모르는 상태에서 위의 방법은 아무 의미가 없습니다.
"그렇게 수많은 실험을 통해서 결과를 내는 겁니다. 때로는 패턴을 파악해서 시뮬레이션 하기도 하죠.. 가장 적당한 인자를 찾고 그 값을 찾는 겁니다. 물론 알고 있는 값을 기준으로 찾는거죠." ===>스텔스기에 대해서는 알고 있는 값이 없습니다. 즉 제가 말씀드린 것과 차이가 없죠. 그 알고리즘을 도출하기 위해 수많은 데이터를 축적하지만 스텔스기에 대해서는 축적을 할 수 없습니다. 그냥 유추만 하는 거죠. 이정도면 스텔스기도 찾을 수 있겠다고 예측을 하는 겁니다. 그런데 그걸 검증을 할 수가 없지요. 알고리즘을 적용할 수 있는 조건 자체를 실제 스텔스기의 데이터를 기준으로 한게 아니니까요.
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- 실무교본 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 18:17:12
- 알고리즘 개발을 안해 보셨군요.. 그런게 아닙니다. 모든게 기계가 하는데 당연 오차인지 아닌지 모르죠.. 다만, 1개가 맞고 9개가 틀릴수도 있죠.
자.. 실험을 합니다. 알고리즘을 사용해서 실제 알고 있는 위치에 자리를 바꾸면 측정을 합니다. 그중 가장 현존 최강 레이더와 일치하는 값을 지속적으로 내는 방식이나 구성을 찾습니다.
그런다음 모르는 위치 상대로 주사 했을때 맞다는 보는 겁니다. 그렇게 수많은 실험을 통해서 결과를 내는 겁니다. 때로는 패턴을 파악해서 시뮬레이션 하기도 하죠.. 가장 적당한 인자를 착고 그 값을 찾는 겁니다. 물론 알고 있는 값을 기준으로 찾는거죠.
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- 김범재 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 18:16:47
- 실무교본 님//주파수에 따라 바뀌지 않는다는 게 아니라 장파장일 수록 밀도가 낮기 때문에 RCS가 더 작아지는 걸로 제가 알고 있다는 겁니다.
그리고 장파든 단파든 전파의 반사특성에는 차이가 없습니다. 회절과 굴절에서는 차이가 있겠지만 전파흡수재에 대해서는 차이가 당연히 존재하겠지만 전투기 형상에 대해서는 사실상 별차이가 없다고 봐야죠.
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- 김범재 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 18:14:04
- 실무교본님//"예로 센서를 10개를 주사 해서 단 1개만 평균값에서 월등히 벗어난다면 오차 센서로 제외를 시키고 평균값을 냅니다." ===> 뭐 원초적인 수준의 말씀이시기는 하지만 이건 그냥 10개의 데이터에서 최고값과 최저값을 빼고 평균을 구하는 거죠. 님이 예시를 드셨다시피 이 경우도 10개의 데이터를 확보해야 합니다. 왜냐하면 어느정도 유의미한 수치를 가지기 위한 기준을 8개로 본 경우거든요. 즉 많은 데이터를 확보해야 하고 이경우는 레이더파 집중조사와 같은 의미가 되겠지요.
어떤 알고리즘을 선택하든지 그 알고리즘을 도출하기 위해서 뿐만 아니라 알고리즘에 사용하기 위해서 많은 데이터들이 필요합니다. 그게 평상시에 스텔스능력을 감추기 위해 뭔가를 주렁주렁 달고 다니고 정작 스텔스능력을 사용할 때는 적 레이더에 탐지가 안되도록 조심하며 접근하는 스텔스기의 데이터인 경우는 얻기가 힘들기 때문에 어렵다는 거죠. 비교대상이 있어야 알고리즘 검증이라도 하죠.
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- 실무교본 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 18:08:24
- RCS 0.1 이라는 것은 현존 레이더 기준에 그렇다는 것이고 그리고 밀도 평균값입니다. 더 크게도 작게도 나오고 확율에 의존한느 겁니다. 주파수 바뀌면 RCS 당연 바뀌는 겁니다. 가시광선, 적외선 등으로 넘어오면 RCS 와는 다른 차원의 이야기를 해야 합니다. 그리 단순할까요.
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- 김범재 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 18:05:08
- 가장 큰 문제는 저런 기술들이 스텔스기와 RCS0.1 수준의 순항미사일을 구분할 수 없을 가능성이 높다는 거죠. 스텔스기측에서 비슷한 RCS의 더미 순항미사일을 중고도로 순항하도록 하면 그것 때문에 정작 전투기를 못잡을 가능성이 큽니다. 비스텔스기는 그 반사파가 크다보니 그걸 모사하는 디코이도 비싸지만 스텔스기의 경우는 그냥 RCS작은 소형미사일에 연료만 가득 채워서 띄워놔도 구분하기 힘들 겁니다.
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- 乙支文德 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 18:01:39
- 현재까지 F-22에 버금가는 스텔스 기술을 보유한 국가는 미국이 유일하고
러시아도 중국도 아직 그 수준이 일천한것으로 아는데
사실상 F-22의 스텔스 기술이나 성능등에 대해서 겉으로드러난건 빙산의 일각 조차도
안되는데 말이죠
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- 실무교본 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 18:01:39
- 김범재는 오차를 인식하는 알고리즘은 수도 없이 많습니다. 예로 센서를 10개를 주사 해서 단 1개만 평균값에서 월등히 벗어난다면 오차 센서로 제외를 시키고 평균값을 냅니다. 이건 아주 아주 원초적인 이야기에요.. 오차 인식은 기본입니다.
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- 실무교본 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-24 18:00:19
- 스텔스가 정의가 뭔가를 다시 들어가는 이야기인데..
비 탐지기술은 과거에도 해왔도 지금도 하고 있는 겁니다. 단지 세대를 나누는 것인데.. 저준위 형상에서 램 다시 고준위형상에서 탄소나노소재를 포함하는 재료로 넘어가고 있습니다.
여기서 스텔스가 위협 받는다고 하는건 고준위형상 및 램을 의미 하는 겁니다.
그리고 스텔스 방호가 완벽하다고 해도 스텔스기를 개발해야 상대에게 부담을 주게 되게 상대도 방호 기술을 개발하고 실전 배치를 해야 하는 부담을 가지게 됩니다.
중요한건 러시아, 중국, 미국이 서로 방호체계와 공격성향의 스텔스 기술을 개발중인데..
우리가 그 속에서 스텔스가 의미가 있나를 봐야 하는 겁니다. 우리 때문에 개발하는게 아니라 미국이 스텔스를 개발하니 우리 상관없이 필연 개발하는 것인데.. 하필 방호 대책대로 우리고 장착하는 겁니다. 오히려 다른 공격 수단 예로 비행성능이라면.. 중국과 러시아는 더 머리가 아플겁니다. 둘다 대비해야 하니..
러시아가 하고 중국이 하니 가치가 있다.. 이게 논리 모순이라는 이야기입니다. 러시아가 하고 중국이 하면 우리도 방어대책을 강구해야죠.
