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이스칸더의 종말 속도는 어느 정도인가.

  작성자: xwing
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작성일: 2019-08-09 13:00:47

먼저 군사 분야에서 유명한 제인스의 언급을 보겠습니다.


Unconfirmed technical reports note that the motor burns for 25 seconds, covering the first 12 to 15 km of the missile's trajectory. At this point, the missile's peak speed is reported to be approximately 2,100 m/s, giving the missile a maximum depressed trajectory range of approximately 480 km.


'중략'


 The final descent angle in the terminal phase is thought to be 90°, its terminal velocity between 700-800 m/s.


번역해보면 다음과 같습니다.


확인되지 않은 기술자료에 의하면 로켓은 미사일 궤적의 12~15km 구간에 해당하는 25초간 연소한다. 이 시점에서 미사일의 최대속도는 약 2,100m/s 정도이다. 미사일의 depressed 궤적 사거리는 480km 수준이다.


중략


종말 단계에서 마지막 강하각도는 90도에 달하며, 이때의 종말 속도는 700~800m/s다.


종합하자면 최대속도는 가속단계의 2,100m/s이고 종말 속도는 700~800m/s입니다. 사실 '마하'단위로 표현하면 이게 고도별로 달라지기 때문에 정확한 값은 달라지는데 그냥 해면고도 기준 마하로 표현하면 최대속도 마하 6.2, 종말 속도는 마하2~마하 2.2 정도입니다.


국내 인터넷과 이를 보고 작성한 듯한 일부 언론에서는 이스칸더의 종말 속도가 유독 마하 10으로 강하한다는 것이 정설처럼 퍼져있지만, 해외자료 중에서는 그러한 언급을 찾아 볼 수 없습니다.


밑의 기사에 나온 전 방포사령관의 설명처럼 종말 단계에서 마하 2 정도라는 언급만 나올 뿐입니다.



한편 이스칸더가 수행한다는 궤적은  그림의 파란색에 해당합니다. 



(참조 그림 본문 가장 하단 참조)




이 그림은 러시아 TV 프로그램에서 나온 이스칸더에 대한 설명입니다. 참고로 오른쪽에서 쏴서 왼쪽으로 탄착하는 그림입니다. 국내 언론중 일부는 저걸 뒤집어서 마치 이스칸더가 점점 더 상승해서 내리 꽂는 것처럼 묘사하지만, 실제로는 상승후 다시 하강하여 마지막 단계에서 다시 더 급강하 하는 형태에 가깝습니다.


탄도미사일은 아시다시피 초기 발사 후에는 로켓이 더 이상 작동하지 않기 때문에 급강하를 하며 가속하는 방법 밖에 없습니다. 문제는 급강하시 대기층이 더 두꺼워진다는 점입니다. 



Fig. 2. (a) Nominal, Lofted & Depressed trajectories of same class (b) Velocity profile of M400, M1000 & M2000


((위 그림은 이스칸더와 관계 없는, 일반적인 탄도탄 궤적을 시뮬레이션한 그래프입니다. 탄도탄 속도 변화 설명을 위해 첨부하였습니다.))


그래서 일반궤적의 탄도탄을 기준으로 설명하자면, 종말 단계에서는 오히려 속도가 급격히 줄어듭니다. 위 그림에서 오른쪽 그래프가 비행시간 별 탄도 미사일의 속도 그래프 예시입니다. 초기에 로켓이 작동하니까 속도가 점점 올라가지만 이후 상승하면서 속도는 줄어듭니다. 이후 다시 하강 단계에서 속도가 늘어나지만 최종지점에서 마치 브레이크를 밟듯 속도가 급격히 줄어듭니다. 공기저항이 커지기 때문입니다. 더불어 강하 단계에서는 속도가 빨라지고는 있으나 가속단계에서의 최대속도보다 더 빨라지진 못합니다. 비행중 속도가 마하 6인데 종말 단계에서 마하 10이라는 국내 인터넷 및 언론에 퍼진것은 물리적으로 불가능한 이야기인 셈입니다.


특히 이스칸더는 탄도미사일 치고도 속도가 느린 편인데, 이는 중간 단계에서 적고도를 유지하기 때문인 것으로 생각해볼 수 있습니다. 공기저항이 더 심한 저고도를 지나니까, 그 만큼 중간에 까먹는 속도가 더 클수 밖에 없습니다.


한편 이스칸더의 기동이 20G에 달한다는 언급 역시 국내 언론과 인터넷에서 종종 보이지만 실제로 해외쪽에서는 찾아 볼 수 없습니다.(정정합니다. 해외 자료에서도 20G 이상 기동한다는 언급이 있긴합니다.) 


오히려 해외기사 쪽에서는 이스칸더의 기동이 생각만큼 급격하지 않을 것이란 의견이 많습니다. 그도 그럴 것이, G라는 것은 결국 구심력입니다. 즉 20G를 기동한다는 것은 유도탄이 선회시 자기 무게의 20배에 해당하는 힘을 구심력으로 만들어야 한다는 소리입니다. 미사일이나 전투기등은 이 구심력을 양력으로 만들어야 하는데, 이스칸더는 그러기엔 너무 무거울 뿐더러 그 양력을 낼만큼 미사일 본체에 비해 날개가 크지도 않습니다. 하다못해 동체에서 양력을 많이 만들기 위해 받음각을 높이려 해도 그 받음각을 유지하려면 꼬리날개가 커야 하는데...


물론 저 기동자체가 쓸모가 없다는 것은 아닙니다. 앞서 말씀드린 제인스에서도 이스칸더의 주요 적 방공망 돌파 전략으로 초기단계의 기동, 후기 단계의 기동으로 꼽고 있습니다(그 외에, 낮은 비행고도 및 낮은 RCS로 언급).


이스칸더의 독특한 궤적은 일반적인 탄도곡선과 다르기 때문에 방어자 입장에서는 탄착지점을 예측하기 어려워 어느 포대가 대응 준비를 하고 요격해야 할지 판단하기 어렵습니다. 사실 이스칸더의 급기동은 적 미사일을 직접적으로 회피하는게 아니라 이런 효과를 노리는 것이기도 합니다. 하지만 이게 직접적인 미사일 회피를 위한 전략은 아닙니다. 사실 단 한 번의 선회로 미사일을 회피하길 바라는건 어렵습니다. 이스칸더가 자체적으로 적 대공미사일이 날아오는 것을 판단하고 타이밍을 쟤서 급선회 하는 것도 아니고요. 미리 입력된 코스대로 비행하는거라...



결론적으로 이스칸더가 이런류의 탄도미사일 중에 최신형이고, 우리나라도 이를 참조하여 현무2를 개발할정도로 여러면에서 뛰어난 미사일인건 맞습니다. 하지만 요근래 인터넷과 언론에서 나오는 이스칸더는 앞서 나왔던 전직 방공사령관의 말처럼 너무 비현실적으로 과장된 면이 있습니다. 









댓글 27

  • best xwing 2019-08-09 추천 3

    결국 이스칸더는, 물론 기존의 스커드보단 막기 어려운 유도탄일것입니다. 러시아도 바보가 아닌 이상 스커드 대체용으로 열화판을 만들리는 없으니까요.

    다만 인터넷에 떠도는 것 마냥 무슨 마하 10으로 돌입하거나 20G로 급기동하는 UFO 같은 미사일은 아닙니다. 전직 방공유도탄사령관이 지적하고 군 에서도 말하는 것처럼 PAC-3나 천궁2 등으로 대웅 가능한 유도탄이죠.

  • 긴팔원숭이 2019-08-10 추천 0

    잘 읽었습니다.

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  • 담덕거련 2019-08-09 추천 0

    본문글과 댓글들을 보니, 이스칸데르도 결국 타격목표지점 10~20킬로 전부터는 일반 탄도탄과 비슷한 성능을 갖으면서 오히려 낙하속도는 느려서, 오는 것을 알고만 있으면 타격자체는 어렵지 않을 것 같기는 하네요.

    결국, 발사시점과 중간 단계까지의 추적이 중요해 보입니다. 다만, 정확한 타격지점을 아는데 시간이 부족하니, 일단 발사 사실을 알고, 중간 단계까지의 코스를 알면 공군기지나 군기지등 주변에 배치된 패트리어트든, 천궁이든 무조건 대응을 시작히야 할 것 같네요.

    댓글 (2)

    xwing 2019-08-09 추천 1

    어차피 우리군과 미군이 사용하는 모든 탄도탄 요격용 유도탄은 직격방식입니다.....

    꽁군21 2019-08-09 추천 0

    그 20km가 고도입니다. 거의 직 상방에서 내리꽂는다는 말입니다.

    그러면 레이다가 문제가 아니라 방어미사일의 탐색기 성능이 문제가 되고 탄두도 영향을 미칩니다...직격이 아니면 뭐....장담못하죠..

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  • 박대리 2019-08-09 추천 1

    제1벨트권에서 발사되는 북한의 단거리 미사일요격에 필요한 가장 중요한 성능은 대응속도라고 봅니다.

    미국식으로 다른 대륙에서 발사되는 미사일에 대해서 30분정도 여유를 가지고 전방배치된 조기경보레이다니 위성이니 이런 보조시스템을 사용하는 데 다 필요없이 그냥 M-SAM,L-SAM 포대가 STAND ALONE 대응능력이 있어야 한다는 겁니다.

    CIWS처럼 함정 메인레이더 도움없이도 대응할 수 있는 그런 체계여야 한다는 겁니다.

    아음속 시스키밍 미사일을 30킬로미터정도에서 컨택하면 100초정도 여유가 있는 데 제1벨트에서 독사나 짝퉁 이스칸더쏘면 서울까지 100초정도면 도달할 겁니다.상위 시스템과 정보교환하고 뭐하고 할 시간이 없죠.

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  • xwing 2019-08-09 추천 3

    결국 이스칸더는, 물론 기존의 스커드보단 막기 어려운 유도탄일것입니다. 러시아도 바보가 아닌 이상 스커드 대체용으로 열화판을 만들리는 없으니까요.

    다만 인터넷에 떠도는 것 마냥 무슨 마하 10으로 돌입하거나 20G로 급기동하는 UFO 같은 미사일은 아닙니다. 전직 방공유도탄사령관이 지적하고 군 에서도 말하는 것처럼 PAC-3나 천궁2 등으로 대웅 가능한 유도탄이죠.

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  • 꽁군21 2019-08-09 추천 1

    우리는 탄도미사일이 아닌 기동형 탄도탄에 대해 고려할때 탐지/추적 레이다를 생각하지 않는면이 있는데 pac 3 레이다조차 교전가능시간이 20초 이내거든요...

    즉, 사전 정보 지원이 없는 단독 작전시는 거의 대응이 어럽다는 겁니다.
    그래서 이스칸다르 형 탄도탄이 위협적인거죠.

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  • xwing 2019-08-09 추천 0

    첨고로 PAC-3의 탄도탄 최대 요격고도가 15~20KM 이며 실제 요격은 그보다 낮은 고도에서 이뤄집니다(말 그대로 최고 고도). 이는 탄도탄이 급격한 감속이 시작되는 고도이기도 힙니다. 애당초 (탄도탄 기준)저층방어망이니 당연하겠지만요.

    이스칸더의 경우 비행 고도가 50km 이하라고 하니 상대적으로 더 큰 속도 감소가 불가피합니다. 보통 탄도탄 요격 개념에서 대기권을 100km까지로 봅니다. 보통 사드의 최소요격가능 고도가 40km로 보는 것도, 그 이하고도에서는 대기의 밀도가 아직 상당하니 공기마찰로 인해 탐색기 부근이 너무 뜨거워지기 때문이죠. 물론 대기밀도가 고도 10km만 되어도 지표면의 1/3 수준으로 뚝뚝 떨어지지만 미사일들의 속도가 워낙 빠르다보니 이 희박한 대기에도 공기의 영향을 많이 받습니다.

    사실 이스칸더는 최종 속도가 마하2급이어서 엔간한 탄도탄보다도 훨씬 느린편입니다

    그럼에도 저고도 비행/막판 기동을 섞은건 사드 같은 고층 방어 방공망을 피하고(위에 설명드린 대로 사드의 최소요격고도가 40km) 탄착지점 추정을 어렵게 하기 위해서입니다.

    댓글 (4)

    xwing 2019-08-09 추천 0

    고고도에서는 소리의 속도가 느려서 온도가 낮다보니 같은 속도여도 지상보다 마하 수가 높게 나옵니다. 그리고 항력은 절대속도보다는 마하 수에 더 영향을 받습니다. 20km에서 감속 안된다는 예시를 잘못 드신게 아닌지요.

    현무2에 대한 말씀은 농담으로 이해하겠습니다..

    꽁군21 2019-08-09 추천 0

    언급한것은 미약하나마 대기의 영향보다는 중력이 영향이라는 말을 하고 싶어서입니다.

    그리고 15km 상공에서 mach.95가 200kt 부근 밖에 안나옵니다. 즉 20km이상이라면 감속된다고 해도 많이 안된다는 것이죠...

    우리 현무2 데이터가 있으면 추정할수 있을텐데...혹시 가지고 계신지요?.

    꽁군21 2019-08-09 추천 0

    30km 이상을 우주로 보는 경우도 있습니다. 이 고도 이상에서의 속도레벨에서는 많은 감속률이 없습니다. 우리나라 ksr-1 도 18km에서 연소 종료후 50km 고도까지 상승한 예가 있습니다....

    xwing 2019-08-09 추천 0

    대기권의 규정이야 정하기 나름이지만, 애당초 100km로 정한건 그 이하부터는 유고탄이 공기의 영향을 받는다고 보기 때문이죠.

    KSR-1의 경우는 굳이 왜 언급하신건지 잘 모르겠습니다. 탄도탄을 포함한 모든 로켓은 상승단계라면 대기권 내라도 연소 종료후라고 고도가 떨어지지 않습니다....

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  • 박대리 2019-08-09 추천 0

    만약 M-SAM PIP 버전을 추가개량한다면

    1.M-SAM보다 아주 약간 굵어져 직경 27.5센티급인 추진체를 30센티급으로 키워서 충분한 에너지를 확보한다.부스터를 사용하면 발사관을 바꿔야 해서 비추천
    2.MSE탄이 L-SAM 처럼 이중펄스 엔진을 사용해서 상대방이 심하게 회피할 때 따라갈 에너지를 확보한다.
    3.이중펄스형태추진체 형태라면 미사일 가격 절감을 위해서 측추력기보다는 애로우3처럼 TVC를 사용하는 것도 바람직하다고 봄.

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  • 박대리 2019-08-09 추천 0

    이스칸더가 L-SAM이나 PAC-3 MSE처럼 이중 펄스엔진을 사용해서 충분히 연료를 남겨두고 있다가 회피기동과 동시에 재가속을 해서 속도가 떨어지는 걸 막으면 모를까 심하게 회피기동할 수록 속도가 떨어지는 건 당연한겁니다.

    댓글 (7)

    박대리 2019-08-09 추천 0

    스커드 C 연소시간이 70초정도입니다.그리고 다단 미사일 아니면 1단 탄도미사일에 이중펄스 추진체적용한 미사일이 있나요?

    결론은 연소시간이 문제가 아니라 연소끝나면 그때 속도가 거의 최고속도입니다.

    그러니 회피기동하면 속도가 뚝뚝 떨어지는 거죠.전투기도 엔진끄고 최대선회 몇초만 하면 속도가 몇분의 1로 떨어지겠죠...

    꽁군21 2019-08-09 추천 1

    우주레벨에서 기동은 통상 노즐 편향으로 이루어 집니다. 그래서 최대 선회를 한다는 자료는 없습니다.

    혹시 자료 가지고 계시면 공유좀 부탁드립니다..

    꽁군21 2019-08-09 추천 0

    스커드 c가 연소시간이 18초입니다.
    이스칸다르는 25초구요 그런데 최고속도가 많지 않다는것은 기동을 연소 완료전에 한다는 추정이 기능한거죠.

    우주에서의 기동은 방향타로 하는것이 아니거든요.....

    박대리 2019-08-09 추천 0

    당연하죠.이스칸더가 이중펄스 추진방식인가요?그게 아니면 연소종료로 거의 최고속도에 다다른 이후에는 에너지를 얻을 방법이 없으니 회피기동하면 속도가 뚝뚝 떨어지는 거죠..

    꽁군21 2019-08-09 추천 0

    날아오는 방어 미사일에 대한 회피기동이 아닙니다. 프로그램된 기동이라는 말입니다..

    박대리 2019-08-09 추천 0

    뭔 소린가요?.

    꽁군21 2019-08-09 추천 0

    대응 회피기동이 아니거든요???.

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  • 박대리 2019-08-09 추천 0

    이스칸더의
    사정거리 480킬로미터에서
    최고속도 2,100미터/S 면 별로 특별한 것도 없는 평범한 수치입니다.

    스커드 C 500킬로미터 버전의 시뮬레이션 예측치가

    1.연소종료속도(고도45.7킬로) 1,980미터(마하 5.83)
    2.정점고도(고도146킬로) 1,420미터(마하 4.17)
    3.재진입 속도(고도100킬로) 1,700미터(마하 5)
    4.최고 속도(고도13.1킬로) 2,100미터(마하 6.17)
    5.지면 속도 1,960미터(마하 5.76)

    입니다.

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  • 꽁군21 2019-08-09 추천 0

    워 아니여도 많이 달라지지는 않죠.
    우리 현무2도 비슷한 연소형태를 보이니까요.

    마지막 그림을 보면 20km 전후를 순항비행(?) 하다가 급 dive 하여 공격하는 형태니까요. 속도 레벨도 유사하고요...

    대기권진입후 20초 내외 짧은 시간에 Impact 되는것도 비슷하거든요..

    우주에서는 완만한 강하시 속도감속이 많이 이루어지지 않거든요.

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