전문가 코너 김승조의_우주항공기술강좌

우크라이나 여객기의 미사일 피격 참사로 중요해진 피아식별 문제

김승조의_우주항공기술강좌 작성자: 김승조
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작성일: 2020-01-12 20:50:55

이번 글은 현재 국내에서 전세계 항공기 관련 데이터를 가장 많이 가지고 있고 기술적으로 가장 해박한 전문가 중에 하나라고 생각되는 김영환 박사가 기본적으로 준비하였습니다.

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2020 1 8일 승객 167명과 승무원 9명이 탑승한 우크라이나 항공 (Ukraine International Airline) 소속 B737-800 여객기가 우크라이나의 키예프 공항을 향해서 테헤란 공항을 출발한 직후 이란군의 오인에 의한 격추로 추락해서 탑승인원 전원이 사망하는 끔찍한 사고가 발생했다.

 

사고발생 직후부터 서방측에서는 이란군이 실수로 격추했을 가능성을 제시했으나 이란 측에서는 초기 며칠 간은 B737의 기계적 결함에 의한 추락을 주장했다. 일부 이란 정치지도자들은 오인 격추설을 서방측의 정치적인 음모로 몰아 가면서 사고기의 블랙박스를 제작사 보잉 측에 제공하는 것도 거부하겠다고 했으며, 사고조사 당사자인 Iran Civil Aviation Organization (CAOI) 청장, Ali Abedzadeh는 우크라이나 여객기가 로켓으로 격추 당했다는 사실은 과학적인 관점에서 불가능하다(“The version that the plane was shot down by a rocket cannot be true under any circumstances … it is impossible from the scientific point of view.”)라고까지 공언 하기도 했다.


그림1. 추락 현장에서 발견된 파손된 날개

 

이런 영향을 받은 탓인지 한국내의 일부 언론들은, 몇몇 해외 언론들이 미사일 피격가능성을 강력하게 제시하는데도 불구하고, B737의 결함으로 인한 추락으로 거의 확정 지으면서 국내 항공사들이 운용 중인 B737-800이 몇 대인가까지 세고 과연 안심하고 타도 되는지 어쩐 지를 걱정하는 등의 호들갑을 떨면서 국민들의 불안감을 부추기기도 했다. 진실 추구 보도보다는 정치성에 더 큰 관심을 보이는 우리 언론의 일면을 보는 것 같아 씁쓰름하다.

 

그 후 미사일에 의한 오인 격추를 뒷받침하는 여러 증거들이 서방 언론들에 자세히 보도되면서 급기야는 111일 이란 대통령 Hassan Rouhani가 이란군의 실수로 미사일에 의해 여객기가 격추되었음을 인정하고 깊은 애도의 뜻을 표하면서 일단 추락의 원인은 밝혀지게 되었다. 이 과정 중에 이란 감항 당국이 우스꽝스러운 모습이 되었지만 약간의 이해가 가는 사유가 있긴 하다.  처음 발사된 M1 미사일이 이상하게도 여객기를 정통으로 맞추질 못해 그대로 폭발하질 않고 파편에 의해 파손만 된 채로 회항을 시도했기 때문에 감항 당국자들도 설마 미사일을 맞았는데 공중폭발없이 회항 시도를 하겠냐 하고 생각했던 것 같다.

 

결국은 이란군의 피아식별 착오가 미사일에 의한 여객기 격추라는 엄청난 비극을 불러온 것이라 이제까지의 관련 사례들을 살펴 보고 이번 추락사고를 현재까지의 자료들을 토대로 분석해 보는 기회를 가져 본다.

 

전장에서의 피아식별

고대 유럽에서는 네안데르탈인과 더 진화된 크로마뇽인의 서식지역과 시기가 중복된다는 해석도 있는데, 인류학자들은 이 두 인종 간에 평화로운 관계가 있었다고 평가하지 않고 있다. 이후에 계속된 인류의 역사는 결코 평화롭지 않았으며 알다시피 수많은 전쟁으로 얼룩져 왔다.

 

인류가 겪었던 수많은 전쟁에서 적과 아군을 구별하는 것은 결코 항상 수월하지 않았으며, 때로는 적과 아군을 구별하지 못해서 아군끼리 전투를 벌이 거나, 몰려오는 적을 아군으로 착각하고 적시에 조치를 취하지 않아서 많은 피해를 입은 경우도 수없이 많았다고 한다. 영어에서는 피아식별상의 실수로 적군이나 중립적인 군대를 오인공격하는 경우를 Friendly fire라는 단어로 지칭하고있다.

 

아군 간의 오인전투는 영국에서 장미전쟁이 한창이던 1471년에도 그 기록이 보이며, 그 이후에 벌어진 우리나라의 임진왜란 초기에도 부산첨사 정발은 몰려오는 700여척의 적선을 포착했지만, 이를 일본에서 보낸 조공선단으로 오인해서 대응이 늦었다는 기록도 보인다.

 

항공기 피아식별

1903년 라이트 형제가 동력비행에 성공하자, 인류는 곧장 항공기를 무장시켜서 전장에 투입하기 시작했고, 오인공격은 지상에서뿐만 아니라 하늘에서도 벌어지기 시작했다.

 

1941 12 7, 일본해군 기동함대의 항공모함 6척에서 발진한 일본해군기들이 진주만으로 접근할 때, 하와이에 배치된 미군의 레이다는 진주만으로 접근하는 적기들을 포착했다. 그러나 레이다 조작요원들은 이를 미해군 항공모함에서 발진한 아군기로 간주하고 적시에 조치를 취하지 않은 탓에 미 태평양 함대가 기습을 받고 궤멸되는 엄청난 피해를 입었다. 뿐만 아니라 진주만에서 일본군의 파상적인 공습을 받고 흥분한 미군의 고사포 사수들은 미군기들을 적기로 오인해서 다수를 격추시켰는데, 이중에는 항공모함 엔터프라이즈에서 발진해서 진주만에 접근한 5대의 함재기도 포함되었다. 심지어 진주만 상공의 공중전을 통해서 태평양전쟁에서 최초로 일본기를 격추시킨 기록을 세운 육군항공대 조종사 John Leroy Dains 중위조차도 적기를 격추시킨 직후 미군의 대공사격을 받고 격추되어서 전사하기도 했다.

 

그림 2. 진주만 기습당시 미군의 오인사격으로 전사한 John Leroy Dains 중위


19446월에 실시된 노르망디 상륙작전에서 연합군은 연합군 항공기를 독일군의 항공기와 구별하기 위해서 “D-day invasion Stripe”라고 불리는 흑백의 줄무니를 사용하기도 했었다.


그림 3. 피아식별을 위해서 D-day invasion stripe를 사용한 C-47 수송기

 

독일군도 시각적으로 피아를 구분하려고 시도한 것은 마찬가지여서 내습한 연합군 폭격기를 요격하기 위해 출격한 Focke-Wulf FW-190D 전투기들이 아래에서 독일군이 발사한 고사포에 오인사격받는 사고를 피하기 위해서 눈에 잘보이는 빨간색 바탕에 하얀 줄무니를 사용하기도 했다.

 


그림 4. 독일군의 고사포로 부터 오인사격을 피하기 위해 빨간색으로 하부를 도색한 FW-190D 전투기

 

6.25 사변당시에도 미군 소속 항공기들이 한국군을 적군으로 오인해서 공격하는 경우가 있었으며, 한국군이 대공사격으로 아군을 공격하는 항공기를 격추시켜서 미군 조종사를 포로(?) 잡는 어이없는 상황까지 있었다 한다.

걸프전에서도 미군의 A-10 공격기가 영국군의 워리어 장갑차를 공격해서 영국군이 전사하는 경우도 있었다.

 

피아식별상의 실수로 항공기가 공격을 받거나 격추되는 경우는 군용기에만 제한되지 않으며, 민간여객기가 격추되어서 민간인이 대량 살상되는 사고도 반복되고 있다.

 

이란항공 IR655편 사고 (1988 7 3)

1988 7 3일에는 승객 274명과 승무원 16명이 탑승한 Iran Air 소속 A300B2-200(IR655)이 두바이로 비행하다 호르무즈 해협에서 작전중이던 미해군의 빈센스함에서 발사한 SM-2MR 함대공 미사일에 격추되는 사건이 발생했는데, 당시 빈센스 함은 접근하는 A300B2-200을 팔레비 왕정시대에 미국이 이란에 판매한F-14로 오인했다고 전해진다.

 

그림 5. Iran Air 소속 민간여객기를 F-14로 오인해서 격추시킨 미해군은 빈센스함



말레이지아항공 MH17편 사고 (2014 717)


민간여객기가 오인사격을 받고 격추되는 비극은 여기에서 끝나지 않았다. 2014 7 17일 네덜란드 스키폴 공항을 이륙해서 말레이지아의 쿠알라룸프로 향하던 말레이지아 항공 MH17 (B777-200ER)이 내전이 한창이던 우크라이나의 도네스크 인근에서 러시아제 Buk 미사일 (서방측에서는 SA-11 Gadfly라고 호칭 )에 피격되어서 탑승한 승객 승무원 298명이 전원 사망하는 참극이 빚어졌다. 당시 사고지역에 배치된 Buk 미사일은 인근을 비행하는 우크라이나 공군기를 16대나 격추시키면서 우크라이나 군을 괴롭히고 있었는데, 17번째의 공격은 엉뚱하게도 인근을 비행하는 제3국의 항공기를 오인공격하면서 국제적인 참사로 확대되었다.



그림 6. 말레이지아 항공의 B777-200ER을 격추한 러시아제 Buk 미사일

 

사고현장을 조사한 결과, 사고원인은 조종실 좌측에 근접해서 폭발한 미사일의 탄두가 800여개의 파편을 뿌리면서 기체가 파괴되었고, 갑작스러운 폭발로 기체의 여압계통이 파괴됨과 동시에 지수부와 후방 동체가 주동체에서 분리되면서 기체는 3조각이 되어서 추락한 것으로 분석되었다. 미사일이 엔진을 향하지 않고 조종실 근처에서 폭발한 것은 사용된 미사일의 유도방식이 적외선 유도식이 아닌 레이다 유도식이었다는 의미였으며, 미사일이 뿌린 파편의 확산형식이나 기체와 사망한 조종사의 시신에서 수거된 파편은 사용된 미사일이 Buk 미사일이었다는 것을 입증했다.   

 

그림 7.  MH17편 항공기의 조종실 좌측에 근접폭발해서 파편을 뿌리는 Buk 미사일 폭발 모사실험

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관련동영상 링크:

https://youtu.be/lJkW_uLjVO8

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아래 그림은 Buk 미사일의 탄두(warhead)의 위치와 탄두를 보여주는데, 독특한 모양의 파편 형상이 새겨져 있음을 알 수 있다.


8. Buk 미사일의 탄두위치와 독특한 평상의 파편

 

MH17편의 사고현장에서 발견된 기체의 잔해에는 수많은 구멍이 발견되는데, 이는 미사일의 파편이 기체를 관통한 흔적이다.

 



그림 9. 무수한 구멍이 뚫린 MH17편 전방동체 측면의 잔해


MH17편이 격추된 후에 리투아니아군에서 사용되는 Buk 미사일을 영국 BBC에서 취재한 바 있는데, 그 운용은 다소 충격적이었다. 고성능 미사일을 통제하는 시스템은 고색창연 했으며, 레이다에서 탐지한 항공기의 고도와 속도를 근거로 미사일 조작요원이 경험과 에 의지해서 표적을 식별한다는 내용도 보도가 되었다. 취재가 된 미사일은 리투아니아군 소속이었으나 MH17편을 격추한 미사일도 마찬가지 방식으로 통제되었을 것으로 보인다.

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관련동영상

 

 

우크라이나항공 PS752편 사고 (202018)

상기한 두건의 비극은 전장에서 민간항공기가 정확히 식별되지 않아서 발생한 비극이라는 공통점이 있으며 이미 인류에게 충분한 교훈을 줬다고 본다.

 

그러나 2020 1 8일에 또 다시 같은 사건이 발생한 것이다.

앞에서 언급한대로 사고발생 직후부터 서방측에서는 이란군이 실수로 격추했을 가능성을 제시했으나 이란 측에서는 부인했으며 사고기의 블랙박스를 미국측에 제공하는 것도 거부를 했었다.

그런데 항공기 추락이 확인된 후 해외의 소셜미디어에는 사고현장 인근에서 촬영된 사진이라고 소개된 아래의 흥미 있는 사진이 등장했었다.



그림 10. 사고현장 인근에서 촬영된 사진으로 소개된 사진

 

이 물건이 무엇인가?

 

아래의 사진은 러시아제 저/중고도 대공미사일인TOR-M1 (서방측에서는 NATO의 코드명, SA-15 “Gauntlet” 이라고 호칭한다.)의 기체인데, 윗 사진과 비교하면 기수부가 사실상 동일함을 알 수 있다. 

위의 사진이 진짜일 경우 이 사고의 원인을 입증하는 결정적 단서가 되는 증거라고 볼 수 있다.


그림 11. TOR-M1 미사일의 기체

 

과연 위의 사진이 사고현장 인근에서 촬영된 것이 확실한가? 시간이 지나자 각 사진이 촬영된 위치까지 표시한 자료가 등장하기 시작했다.




그림 12.  사진이 촬영된 위치를 표시한 자료

 

지대공 미사일의 작동원리를 잘 모르는 일반인들은 지대공미사일이 직접 표적을 타격해서 파괴하는 방식을 사용하는 것으로 막연하게 생각을 하는 경우가 대부분이고 왜 미사일의 기수부가 멀쩡하게 남아있는지 의문을 제기하는 경우도 많았다. 그러나 아래의 그림은 그 이유를 잘 설명하고 있다.

아래 그림에서 TOR-M1 미사일의 탄두는 13번으로 표시된 부분이며 기수부에는 탄두가 아닌 표적을 탐지하는 시커(seeker)가 내장되어 있다. 표적에 근접한 미사일의 탄두가 폭발하면 시커는 분리되면서 사진과 같은 상태로 낙하하게 되며 이는 우크라이나 내전 당시 촬영된 사진에서도 확인되고 있다.



그림 13. TOR-M1 미사일의 구조

 

사진의 해상도가 그리 높지는 않으나 해외에서 공개된 사진을 보면 기체의 잔해 표면에 작은 구멍이 많이 뚫린 것이 보이는데, 이는 탄두가 폭발하면서 뿌린 파편이 기체를 관통한 흔적으로 보인다.



 



그림 14. 기체표면의 파편 관통흔이 보이는 사진

 

이란이 사고기의 격추사실을 부인했지만, 부인한다고 진실을 숨길 수는 없었을 것이다. 관련국가에서 이 사건에 개입하기 시작하고 미사일 발사신호를 포함한 부인할 수 없는 증거들이 드러나면서 결국 이란은 사건발생 3일이 지난 1 11일에 실수(Human error)로 인해서 의도하지 않게(unintentionally) 격추했음을 시인했으며 이란 측의 매체를 통해서도 사고기 잔해의 자세한 모습이 공개되었다.




그림 15. 이란언론을 통해 공개된 사고기의 잔해

 

아래 사진은 사고기의 기체 표면에 뚫린 구멍을 보여주는데 의심할 바 없이 TOR-M1 미사일의 파편으로 기체 표면이 관통된 흔적을 의미한다.





그림 16. 사고기 기체 표면에서 발견된 관통흔적

 

항공기 격추보다 식별이 더 어렵다


사고 당시 미군이 무인기를 사용해서 이란 혁명수비대 사령관을 폭사시킨 사건에 대한 보복으로 이란군이 미공군 기지에 미사일을 발사한 후 미군의 반격에 대비하던 상황이기 때문에 잔뜩 긴장한 미사일 조작요원이 실수할 여지가 많았고, 사고 직후부터 서방측에서는 이란군의 실수로 해석을 했었다.

 

문제는 이 사고가 상기한 두건의 항공사고와 마찬가지로 민간여객기 식별의 실패로 발생했다는 공통점이 있다는 것이다. 방공미사일 운용요원에게는 포착된 항공기의 격추보다도 그 식별이 더 어렵다고 한다.

 

항공교통관제에 사용되는 레이다는 주감시레이다(PSD: Primary Surveillance radar)와 보조감시레이다 (SSD: Secondary Surveillance Radar)가 있다. 주 감시레이다는 항공기의 방향과 거리는 제공하지만 어느 항공기인지 알지 못한다. 식별된 항공기의 정체를 알기 위해서 보조감시레이다는 항공기에 질문전파를 방사하는데 항공기에 탑재된 응답기(Transponder)가 이 질문전파에 반응을 해서 자신의 정체를 알리고 레이다 스코프 상에는 항공기의 정체가 표시가 된다. 사실 민간항공기의 보조감시레이다는 군용항공기에 사용되는 피아식별기(IFF: Identify Friend or Foe)와 같은 방식으로 작동하는 장비인데, 군용 피아식별기는 적의 교란을 피하기위해서 암호화된 신호를 사용해서 질문전파와 응답전파를 교환한다. 이때 질문전파를 받은 군용기의 응답기가 정확한 신호를 보내오면 아군기라고 확인이 되지만 응답이 없거나 부정확한 응답이 와도 반드시 적기라는 의미는 아니다.

 

2019620일 호즈무즈해협상공을 비행중이던 미해군 소속 RQ-4A 글로벌호크가 이란의 회교혁명수비대가 발사한 지대공 미사일에 격추되는 사건이 있었다.




그림 17. RQ-4A 글로벌호크

 

아래 그림은 글로벌 호크가 격추된 위치를 표시하고 있는데, 이때는 민간여객기가 복잡하게 지나가는 공역에서 임무를 수행하던 정찰기를 이란이 정확히 포착하고 격추시켰는데, 항공기를 식별하고 격추를 단행하는 작업이 결코 쉽지 않을 것이라는 점을 짐작할 수 있다. 20196월에는 이란에게 운이 따랐지만 20201월에는 결코 그렇지 않았던 것이다.




그림 18. 2019620일에 RQ-4A가 격추된 지점

 

과연 이번사고가 민간항공기를 실수로 공격하는 마지막 사고가 될 것인가? 그렇게 되기를 바라지만 결코 쉽지 않을 것이다. 군용기에 사용되는 피아식별장치와 민간항공기의 관제에 사용되는 그 원리에서는 별차이가 없으나 정확하게 호환되지는 않는 것으로 보인다. 따라서 민간항공기는 비행에 앞서서 비행경로상에 있는 국가들에게 사전에 자세한 비행정보를 전달해서 안전한 비행을 확보하고 있으나 내전이나 전쟁중의 혼란스러운 상황에서는 민간항공기를 오인 공격하는 사고가 발생할 수밖에 없는 상황이다.



특히 고성능 미사일이 낡은 통제장치와 결합된 러시아제 대공미사일은 더욱 위험하다고 본다. TOR-M1과 같은 저/중고도 미사일은 항공기를 포착하고 발사를 결심하는 시간이 10초 이내이어야 한다. 만약 발사의 결심에 10초가 넘어가면 항공기는 이미 미사일의 사정권을 벗어나기 십상이다. 항공기의 위치와 속도만 파악할 수 있는 레이다를 사용해서 긴장한 운용요원이 10초 이내에 발사결정을 내려야 하는 상황에서 누구인들 실수를 하지 않겠는가?

 

 

김영환박사는 2008년부터 10여년간 아랍 Emirate 항공 대학교의 교수로 재직하면서 학생들을 가르치고 또한 틈나는 대로 유럽 등지에서 열리는 에어쇼 등에 참석해 전시물들의 사진을 직접 찍어 오는 등 계속 자료를 모으면서 관련 내공을 키워 왔습니다. 김박사는 2007년 제가 국토교통부의 항공기술선진화사업의 기획연구를 맡아 수행할 때 포스트닥으로 관련 자료수집을 도왔었습니다. 그때 우리가 국내 인증기술 확보를 위해 당시 인기 있던 VLJ(Very Light Jet)를 집중적으로 조사 연구하고 있어서 관련 기술자료를 모았었고 동시에 다른 더 큰 항공기 자료들도 조사 수집하여 보고서의 별책 부록으로 만들었었습니다. 현재에는 해박한 항공 지식을 토대로 항공관련 연구소에서 연구업무에 종사하고 있습니다.












댓글 4

  • best ktt4228 2020-01-14 추천 1

    대변인이 피양에 계시는 위원장님께. 새해 선물로 남조선 항공군 IFF 를 제거 할지도 모릉께. 주한미군은 주의 하시오

  • part 2020-01-17 추천 0

    이런것을 보면 인천공항이 북한에 너무 가깝습니다

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  • ktt4228 2020-01-14 추천 1

    대변인이 피양에 계시는 위원장님께. 새해 선물로 남조선 항공군 IFF 를 제거 할지도 모릉께. 주한미군은 주의 하시오

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  • 군사고문관 2020-01-13 추천 0

    이란 회교정부가 우크라이나 국적기를 격추후 자신들의 소행이라고 인정하기 전에 추락현장을 불도저로 밀어버렸다고 하지요. 주변 흙바닥에 캐터필러 흔적이 여기저기 보이는 사진이 공개되었습니다. 이렇듯 대책없이 일을 벌인 상황입니다.

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  • erorist 2020-01-13 추천 0

    IFF Mode S, ADS-B를 모든 항공기에 탑재하고 조기경보기에 embedded IFF mode 5를 장착해야 하죠

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