PAK FA는 러시아가 개발한 스텔스 전투기로 부활하는 러시아의 항공산업을 대표하는 항공기이다. 러시아 공군이 운용중인 Su-27과 MiG-31 전투기를 대체할 PAK FA는, 현재 시제기의 시험비행이 진행 중에 있으며 빠르면 2018년부터 러시아군에 인도될 예정이다. 이밖에 PAK FA 전투기는 인도의 차세대 전투기 개발계획인 FGFA(Fifth Generation Fighter Aircraft)와 밀접한 관계를 가지고 있다. 인도는 PAK FA 전투기 개발계획에 재정지원을 하고 있으며, PAK FA 전투기에 사용된 각종 첨단 기술을 이용해 향후 차세대 전투기를 개발할 예정이다.

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스텔스 기술의 원조는 러시아

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동서냉전의 시대, 소련과 미국은 체제경쟁에서 이기기 위해 무한군비경쟁에 돌입했다. 이 둘의 경쟁은 특히 하늘에서 치열하게 펼쳐졌다. 한국전쟁 당시 소련의 MiG-15와 미국의 F-86 전투기는, 한반도 상공에서 제트 전투기 최초의 공중전을 선보였다. 이후 양국은 상대방의 전투기 보다 앞선 성능의 전투기를 개발하기 위해 총력을 기울였다. 특히 스텔스 기술을 최초로 알아낸 건 소련이었다. 1962년 소련의 표트르 우핌체프(Pyotr Ufimtsev) 박사는 자신의 논문을 통해, 주어진 형상에 반사되는 레이더 반사면적을 사전에 정확이 예측할 수 있는 공식을 발표했다. 하지만 이 논문은 소련에서 인정을 못 받았고, 이 기술은 미국으로 건너가 세계 최초의 스텔스 전투기인 F-117을 개발하는데 일조하게 된다.

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Su-47과 미코얀 프로젝트 1.44

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1980년대 말 소련은 주력 전투기였던 Su-27과 MiG-29를 대체할, 신형 전투기를 연구하기 시작한다. 그러나 1991년 소련이 붕괴되면서 개발계획은 공중 분해되었고, 1998년이 되어서야 차세대 전투기에 대한 본격적인 개념연구가 시작된다. 러시아를 대표하는 전투기 제작업체인 수호이와 미그사가 2000년 무렵 기술 시범기인, Su-47과 미코얀 프로젝트(Mikoyan Project) 1.44를 각각 제작하였다. 전진익을 채택한 Su-47은 특이한 형상과 높은 기동성으로 세간의 주목을 끌었다. 반면 미코얀 프로젝트 1.44는 시험평가과정에서 러시아 공군의 기대에 미치지 못했다. 결국 2002년 4월 러시아 공군은 수호이사를 차세대 전투기 개발업체로 지정한다. 하지만 미 공군의 F-22 전투기에 자극을 받은 러시아 공군은, 높은 스텔스 성능을 가진 전투기를 요구했고 결국 완전히 새로운 전투기를 설계하게 된다. 2004년 12월 수호이사가 설계한 신형 전투기는, 러시아 공군의 승인을 거쳐 실물크기의 모형으로 제작되었고 2007년 4월부터 시제기가 제작된다.

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모습을 드러낸 러시아의 스텔스 전투기

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지난 2010년 1월 29일, 러시아 콤소몰스크나아무레 기지에서 정체불명의 전투기 1대가 활주로를 박차고 이륙한다. 40여분간의 비행을 마친 전투기는 사뿐하게 활주로에 착륙했다. 러시아 언론들은 이 소식을 전 세계로 타전한다. 수호이사의 모델명 T-50 혹은 PAK FA(Perspektivny Aviatsionny Kompleks Frontovoy Aviatsii) 즉 '전술공군용 미래형 전투기'란 이름을 가진 항공기는 전 세계의 이목을 집중 시켰다. 제작사인 수호이사는 시험비행이 하루 전 계획되어 있었으나 기상 악화로 하루 늦춰 실시되었다고 밝히고, 이날 시험비행은 매우 성공적이었다고 발표한다. PAK FA 전투기는 그 동안 베일 속에 가려져 있었다. 폐쇄적인 러시아의 환경 때문에 첫 비행 이전까지 상상도 1장이 공개된 것이 전부였다. 첫 비행 이후에도 전투기의 기본적인 제원 조차 공개되지 않아, 수많은 추측과 억측만이 난무했다. 하지만 분명한 것은 PAK FA 전투기의 등장으로 미국이 독주하던 스텔스 전투기에 엄청난 지각변동이 일어났다는 점이다.

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미국과는 차별되는 러시아 스텔스 기술

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PAK FA 전투기의 첫 비행에서 가장 논란이 되었던 것은, 전투기에 적용된 러시아의 스텔스 기술이었다. PAK FA 전투기는 이전의 러시아 전투기들에 비해 레이더 반사면적을 줄이기 위해, 기체 형상을 매우 매끈하게 제작하였다. 그러나 F-22와 F-35 전투기에 비교해 보면 전반적인 마무리가 투박스럽다. 하지만 레이더 반사면적을 줄이기 위해 엔진 앞 부분에, 레이더 블로커¹⁾를 장착했고 'S'자형 공기 흡입구도 채택했다. 서방측 항공 관계자들은 PAK FA 전투기가 스텔스 성능은 다소 떨어지지만, 전투기에 사용된 전파 흡수재의 경우 내구성이나 신뢰성은 매우 우수할 것으로 추정하고 있다.

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스텔스 전투기 요격에 특화된 전투기

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향후 항공전은 스텔스 전투기간의 공중전이 될 가능성이 높다. PAK FA 전투기는 스텔스 전투기를 요격하기 위해 기존 전투기에서는 볼 수 없는 특별한 항공전자장비가 장착되었다. 'SH-121'로 알려진 레이더 체계는 기수에 AESA 레이더, 조종석 좌우에 장착된 측면감시레이더, 좌우 날개의 L밴드 레이더 총 5개의 레이더로 구성되어 있다. 레이더 전파 대역이 상이한 복수의 레이더를 장착한 게 특징인데, 일반적으로 스텔스 전투기는 특정 레이더 전파 대역에 특화되도록 설계된다. SH-121 레이더 체계는 이러한 스텔스 전투기의 허점을 노려, 스텔스 전투기를 탐지하도록 개발되었다. 레이더 외에도 '101KS' 적외선 탐지 및 추적장치가 탑재된다. 기수 앞과 조종석 후방 그리고 기체 주요 부분에 각각 장착되며, 기상의 영향을 많이 받는 적외선 장비의 특성상 SH-121 레이더 체계와 연동되어 작동될 것으로 보인다.

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뛰어난 무장장착 능력 자랑

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PAK FA 전투기는 NPO 새턴사가 개발한 AL-41F1 엔진 2기를 장착한다. 최대 추력은 32,500 파운드 급으로 3차원 추력편향장치를 탑재하고 있으며, 복합소재와 세라믹을 대량으로 사용하고 있다. 또한 전자식 통합 엔진제어 체계를 채용해 효율성과 엔진 수명을 대폭 향상시켰다. 고출력의 엔진을 장착한 PAK FA는 단거리 이륙능력을 갖춘 것으로 보인다. 또한 F-22 전투기와 유사한 초음속 순항 능력을 갖춘 것으로 알려져 있다. 내부 무장창의 경우 F-22나 F-35 전투기와 달리 공기 흡입구와 겹치게 설계되지 않아, 현존하는 스텔스 전투기 가운데 가장 많은 무장을 탑재할 수 있을 것으로 추정되고 있다. 다용도 전투기로 개발된 PAK FA는 공대공 무장 외에 공대지 정밀유도무기와 공대함 미사일도 운용할 것으로 보인다.

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각주

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1) 적 레이더에 탐지되는 비율을 낮추기 위해 전투기 엔진 공기 흡입구에 설치하는 장치

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글 김대영 | 군사평론가

용인대학교 경찰행정학과를 졸업하고 10여 년간 온라인과 오프라인에서 국방관련 언론분야에 종사했으며, 현재 사단법인 한국국방안보포럼 연구위원으로 활동하고 있으며, 해군발전자문위원 및 방위사업청 반 부패 혁신추진단 민간자문위원을 맡고 있다.