입력 : 2017.09.01 17:28

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북한 등 제3세계 WMD 확산의 주범

R-17(스커드-B) 탄도미사일의 개발사와 특징

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발사 준비 중인 스커드 미사일 <출처: Public Domain>

개발의 역사

R-11 스커드(Scud)-A 미사일은 소련 야전군에게 이전에 없던 강력한 화력을 선사했다. 그러나 현장에 배치된 R-11M은 원형공산오차가 3km에 이르러 전술핵탄두를 사용하더라도 충분한 정확도를 제공하지 못했다. 게다가 액체연료 미사일은 연료주입 등의 복잡한 절차 때문에 숙련되지 않은 징집병을 운용하는 데는 한계가 있었다. 그래서 소련군 지도부는 액체연료보다는 고체연료를 사용하는 미사일을 더 선호했다. 이에 따라 고체연료 미사일들이 개발되기 시작했지만 아직 기술적으로 성숙하지 못했다. 여전히 당장 실전배치할 무기체계로서 액체연료 미사일은 가치가 있었다. 이에 따라 차선책으로 R-11M의 개량형이 개발되었는데, 이것이 바로 R-11MU였다.

- R-11 개량형에서 별도의 미사일로 발전

R-11의 개발을 주도해왔던 마케예프 설계국(Makeyev Design Bureau)이 1958년 4월부터 R-11MU의 개발을 시작했다. 새 미사일은 R-11보다 길이가 조금 더 길었으며, 신형 엔진 및 연료 시스템을 탑재하여, 180km에 불과했던 R-11의 사거리보다 거의 3배에 가까운 270km를 비행할 수 있었다. 또한 유도장치도 개선되어 정밀도도 높아져 원형공산오차가 1km급으로 향상되었다.

시험발사는 1959년 12월 카푸친 야르(Kapustin Yar) 미사일 발사장에서 시작되어 1961년 9월까지 계속되었다. 그사이에 카슬리(Kasli)의 물리기술과학연구소(VNIITF) 핵무기 개발국에서는 신형 미사일에 탑재할 핵탄두를 개발했다. 이러한 개발 과정에서 R-11MU가 기존의 R-11에 비해 성능이 비약적으로 향상됨에 따라, 소련군은 이를 R-17로 재명명하여 전혀 새로운 미사일로 간주했다. R-17은 GRAU 분류에 따라 8K14 ‘엘브루스(Elbrus)’로 분류되어 1962년 3월 24일부터 실전배치가 시작되었다. 미국은 R-17을 SS-1c ‘스커드(Scud)-B’로 분류했다.

R-17은 애초에 R-11처럼 궤도식 차량에서 운용했으나, 궤도식 차량의 한계는 역력했다. 이에 따라 궤도식이 아니라 장륜 트럭을 활용하는 신형 발사대가 개발되었으며, 최종적으로는 MAZ-543 8륜 트럭을 개조한 이동식 발사대와 함께 실전배치되었다. 이외에도 R-17 운용을 위해서 포대에는 다양한 차량이 쓰이는데, 지휘차량, 통신차량, 연료보급차량, 추가보급용 미사일 운반 트레일러, 미사일 장착용 크레인 차량, 핵탄두 운반차량 등 다양한 차량들이 활용된다.

한편 개발 과정에서 R-17은 연료체계를 개선했다. 신형 AK-27I 산화제와 TM-185 연료를 채용함으로써 사거리가 300km로 늘어났다. 이에 따라 새롭게 사거리가 증가된 미사일은 R-17M(GRAU 분류명 8K14-1 ‘엘브루스-M’, 추후 9K72로 재명명)으로 분류되었다. 또한 양산 과정에서도 많은 개량이 있었다. 1970년대에는 연료탱크 내부에 코팅 처리를 하는 등 90일까지 연료를 채운 채로 대기할 수 있도록 개량했다. 한편 소련군은 1970년대 전술탄도미사일의 교리를 여러 차례 수정하면서 탄도미사일을 재분류하여, R-11을 R-170으로 R-17을 R-300으로 재명명하기도 했다.

R-17부터는 이동발사대로 장륜식 차량이 채용되었다. 사진은 MAZ-543 트럭을 바탕으로 개조해 만든 9P117 발사대다. <출처: Public Domain>

- 꾸준한 개량과 실전배치

한편 R-17의 개발 이외에도 마케예프 설계국은 스커드 계열을 꾸준히 개량했다. 이에 따라 사거리가 500~600km에 이르는 R-17의 사거리 연장형이 등장했는데, 1965년부터 카푸친 야르 발사장에서 시험이 시작되었다. 이 미사일은 미국에 의해 SS-1d ‘스커드-C’로 분류되었다. 그러나 스커드-C형은 R-17에 비해 형편없는 명중률을 보였으며, 사거리 900km의 SS-12 스케일보드(Scaleboard) 미사일에 비해 특별히 성능이 향상되지도 않았기 때문에 결국 본격적으로 실전배치되지는 않았다.

스커드-B는 이외에도 다양한 파생형들이 등장했다. 1960년대 중반에는 헬기로 운반하는 9K73이 개발되었고, 1970년대에는 정밀유도기능을 포함하는 9K720 에어로폰(Aerofon) 개발사업이 진행되었다. R-17 VTO(일명 ‘스커드-VTO)’로 분류되는 이 미사일은 1980년대 중반에야 개발이 완료되었으나, 이미 이 시기에 이르러서는 정밀타격이 가능한 고체연료 미사일이 등장했으므로 결국 양산되지 못했다.

스커드-B형은 바르샤바 조약국에 수출되었다. 소련은 1980년대까지 발사차량 140여 대를 수출하여 바르샤바 조약국들 휘하에 15개 스커드미사일여단을 구성하도록 했다. 한편 이 국가들은 소련의 해체 이후 1990년대 초반에 대부분 스커드미사일여단을 해체했다. 그러나 스커드-B형이 본격적으로 확산된 곳은 중동지역이었다.

특히 이집트는 이스라엘의 예리코(Jericho) 탄도미사일에 대항하여 자국산 탄도미사일의 개발에 나섰으나, 결국 1960년대 말에 이르러서는 실패로 결론이 났다. 이에 따라 이집트는 소련으로부터 스커드-B의 수출형인 R-17E를 1971년부터 도입하기 시작했으며, 이외에도 리비아 등의 국가들이 소련에서 스커드-B를 도입했다. 소련은 1989년까지 해외 11개국에 2,300여 발의 스커드를 판매했었다고 밝혔지만, 실제로는 중동지역에 3,000발 이상을 수출한 것으로 추정된다.

R-17은 다양한 변형들이 등장했는데, 광학유도장비를 장착한 스커드-VTO는 1980년대 중반에야 개발이 완료되었다. 그러나 스커드-VTO는 우수한 최신 고체연료 미사일들에 밀려 실전배치되지 못했다. <출처: Public Domain>

- WMD(대량살상무기) 확산의 주범

스커드-B형의 가치는 단지 수출에만 그치지 않았다. 중동지역으로 수출된 스커드들은 자국산 탄도미사일을 갖고자 하는 국가들에게는 중요한 샘플이 되었다. 우선 이라크가 소련에 SS-12 미사일의 판매를 요청했다가 거부당하자, R-17을 개량하여 중거리 미사일인 알 후세인(Al Hussein)을 개발하여 1987년부터 실전배치했다.

그러나 스커드 확산의 주범은 바로 북한이다. 이미 1960년대 초부터 스커드를 확보하려던 북한은 소련이 군사원조로 스커드 대신 FROG 로켓을 주면서 응하지 않자 다른 방법들을 강구했다. 북한은 우선 중국과 함께 탄도미사일을 개발하고자 시도했으나, 중국 내의 사정으로 실패로 끝났다. 결국 북한은 중동으로 눈을 돌려 꾸준히 스커드 등 탄도미사일을 확보하고자 노력한 결과, 1979~1980년 사이 어느 시점에 이집트로부터 R-17E 미사일과 발사대를 제공받은 것으로 알려졌다. 이를 바탕으로 북한은 ‘화성-5’호 단거리 탄도미사일을 1984년 4월 시험발사에 성공하여 1985년부터 양산했다.

스커드 확산의 주범은 북한으로, 이미 1985년부터 스커드-B형의 불법복제품인 ‘화성-5’를 생산해왔다. <출처: Public Domain>

‘화성-5’호보다 사거리가 길어 스커드-C에 해당하는 ‘화성-6’호는 1986년 5월 시험발사에 처음으로 성공했다. 이후에도 북한은 꾸준히 스커드 계열을 개조해오고 있는데, 사정거리 1,300km의 노동 미사일도 결국 스커드의 덩치를 키운 모델이라고 할 수 있다. 또한 2016년에는 사정거리 1,000km의 스커드-ER을 선보였으며, 2017년에는 탄두 분리 및 조향으로 정밀유도가 가능한 스커드-VTO까지 선보이는 등 오히려 러시아보다 더 다양한 스커드 발전형을 만들고 있다.

탄두 분리 및 조향으로 정밀유도가 가능한 북한 스커드-VTO 발사 영상<출처 : 밀에어로코리아>

한편 북한을 거치면서 스커드 미사일 기술은 확산되었다. 우선 이란이 북한의 고객이 되어 화성-5호를 국산화한 샤하브(Shahab)-1·2 미사일을 만들었고, 노동에 해당하는 샤하브-3 미사일도 등장했다. 또한 파키스탄과는 핵기술을 거래하는 과정에서 노동 미사일의 기술을 전파하여, 파키스탄의 가우리(Ghauri) 2호 미사일이 등장한 것으로 보인다.


특징

- 추진계통과 유도계통

R-17은 R-11에 비해 추진계통이 현저히 개선되었다. 우선 이사예프(Isayev) 설계국의 9D21 개방형 사이클 로켓엔진(open cycle rocket engine)이 채용되었다. 이 엔진은 연료와 산화제의 일부를 가스발생기(부연소실)에서 연소시켜, 그 연소 가스로 연료와 산화제를 공급하는 터보펌프를 구동하는 방식이다. 터보펌프의 터빈을 돌리는 데 사용한 연소 가스는 배기구를 통해 외부로 배출된다. 이렇게 터보펌프를 사용하면 추진제의 효율은 조금 떨어지지만 간단한 구조로 인해 개발 및 제조비용을 현저히 줄일 수 있다.

애초에 R-11이 사용하던 직접분사식(air pressure fuel injection system)보다는 효율성이 좋아서, R-11에서는 180km에 불과하던 사거리가 R-17에서는 270km까지 증가한 것도 이 때문이다. 한편 R-17M에서는 연료가 교체되었다. 기존에 AK-20I 산화제와 T-1 케로신 연료를 사용하던 것을 R-17M에서는 AK-27I 산화제와 TM-185 연료로 교체했다. 그 덕분에 사거리가 270km에서 300km로 증가했다.

R-17은 직접분사식이 아니라 개방형 사이클 로켓엔진을 채용하여 작전의 효율성을 높였다. <출처: Public Domain>

R-17은 유도장치의 성능 개선으로 R-11에 비해 미사일의 정밀도도 높아졌다. 자이로스코프(gyroscope)는 다양한 장비들이 결합되어 있는데, 1SB12로 미사일의 속도 및 사정거리를, 1SB10과 1SB9으로 기체 수평을 제어하며, 시간 제어는 1SB13과 1SB15 장치가 담당한다. 유도장치가 정밀화됨에 따라 R-11에서 3~4km였던 원형공산오차가 1km로 줄어들었으며, R-17 후기형의 경우는 원형공산오차가 450m급으로 더욱 향상되었다.

R-17의 유도부는 R-11보다 더욱 정교해졌다. <출처: ___lin___@LiveJournal>

- 핵과 화학탄을 아우르는 다양한 탄두

R-17의 전투부(탄두라는 의미. 북한도 러시아를 따라 같은 용어를 쓴다)는 추진체에서 분리되지 않는 일체형 방식이다. R-11과 마찬가지로 R-17의 탄두도 1톤 중량이 표준이 되었다. 8F14 표준 핵탄두는 소형화된 핵폭발장치인 RDS-4로 구성되었으며, 최대직경은 884mm, 외피중량은 278.3kg, 전체중량은 989kg에 이른다. 파괴력은 핵물질의 양에 따라 5~80킬로톤에 달하지만, 원래 R-11용으로 만들어진 구형이라 짧은 기간만 사용되었다. 1964년에는 8F14에 신형 269A 폭발장치가 장착된 9N33 핵탄두가 나왔는데, 파괴력은 10·20·40·100킬로톤의 4종류에 이르렀다. R-17용 핵탄두로 가장 마지막에 등장한 것이 9N72이다. 9N72도 8F14 표준 탄두체를 사용했으나 신형 RA-17 폭발장치가 장착되어 파괴력은 200·300·500킬로톤의 3종류에 이르렀다. 1980년대에는 MIRV(Multiple Independently Targetable Re-entry Vehicle: 다탄두 각개 목표 재돌입 미사일)를 만들려는 시도도 있었지만 탐색연구 단계에서 개발이 종료되었다.

R-17 미사일의 8F14 표준전투부 <출처: ___lin___@LiveJournal>

소련은 평시에는 핵탄두와 스커드 미사일을 분리해서 보관했다. 1970년대에 소련은 약 1,125발의 R-17 미사일을 보유했는데, 그 핵탄두는 1,080발에 이르렀다. 보통 소련은 스커드 25발 중 1발은 화학탄두를 장착하고 나머지는 핵탄두로 운용했다. 핵탄두는 소련의 핵전력을 관장하는 국방부 제12국(12GUMO)에 의해 엄격히 통제·관리되었는데, 핵탄두는 보통 미사일기술기지(RTB)라는 곳에 보관되다가 임무를 앞두고 전달되는 형식이었다. 핵탄두의 이동에는 9F21이나 9F233 특수운반차량이 사용되었는데, 이들 차량은 온도 제어 기능을 갖춘 등온 격실(isothermic shelter)을 갖추어 핵탄두를 보호하는 기능을 갖추었다. 핵탄두는 제12국 산하의 핵탄두관리여단의 인원들이 철저히 감독·관리했다.

한편 핵탄두 이외에도 일반 고폭탄 탄두인 8F44도 개발되었다. 8F44 탄두의 고폭탄은 TGAG-5 폭약으로 구성되어 있는데, 이 폭약은 TNT(Tri-Nitro-Toluene)에 RDX(Research Department Explosive) 등 둔감 폭약을 혼합한 것으로 러시아가 로켓 포탄 등에 고폭탄으로 많이 사용한다. 탄두 중량은 987kg으로 고폭탄 앞쪽에는 접촉신관이, 뒤쪽에는 기압신관이 장착되었다. 최대사거리(300km)로 사격하면 초속 1.4km의 속도로 충격하면서 1.5~4m 깊이에 폭 12m의 탄공(폭발로 인한 구멍)을 만들어낸다. 수출형 R-17E에 장착되는 고폭탄 탄두는 8F44E로 분류한다.

핵탄두를 운반하는 9F21 운반차량 <출처: Public Domain>

화학탄두로는 8F44G '투만(Tuman)-3'가 있다. 탄두 무게는 985kg이지만 실제 화학물질의 탑재량은 555kg이다. 초기형인 8F44G 탄두에는 제1세대 신경제를 탑재했지만, 후기형인 8F44G-1 탄두에는 제3세대 신경제인 VX를 탑재했다. 스커드에 실린 화학탄은 바람을 타고 약 4x0.8km의 면적에 살포될 수 있다. 화학탄의 가동을 위해서는 탄두부에 1SB25 배터리가 장착되어야만 하므로, 초기형인 R-17에서는 화학탄의 운용이 불가능하고 R-17M에서 운용할 수 있다.

화학탄두인 8F44G <출처: Public Domain>

이외에도 잘 알려지지 않은 다양한 탄종들이 있다. 8F44K ‘카사트카(Касатка)’라는 확산탄도 있는데, 122mm 고폭탄 42개가 수납되는 형식이다. 8F44K는 1970년에 개발이 시작되어 1970년대 후반에야 실전배치가 되었으나, 많은 수가 배치되지는 않았다고 한다. 소이탄인 8F45도 개발되었지만 실전배치된 사례는 없는 것으로 알려져 있다. 또한 소련군이 스커드에 기화폭탄 탄두를 장착하여 아프가니스탄 전장에서 활용했다는 증언이 있으나 실제 미사일의 제원이 알려진 바는 없다.

R-17용 탄두의 종류들 <출처: Public Domain>

- 궤도식에서 장륜형으로 변한 발사차량

R-17에 들어서는 이동식 발사차량에 변화가 있었다. R-17 초기형은 R-11에서 사용되던 8U218 궤도식 발사차량을 활용했다. R-17은 R-11에 비해 길이와 중량이 증가했으므로, 미사일 지지대도 커졌고, R-11에서는 양쪽에 1개씩만 장착되던 압축공기통이 R-17 발사대에서는 2개로 증가했다. 새로운 차량은 2P19라는 명칭으로 분류되었다. 그러나 2P19 발사차량은 일선부대의 반대로 인해 1962년 10월에 이르러서는 생산이 종료되었다. 궤도식이어서 이동 시 진동이 심해 미사일 발사를 제어하는 정밀한 전자장비들이 손상을 입는 경우가 많았기 때문이다.

R-17의 궤도형 발사차량인 2P19는 R-11의 2U218 발사차량과 거의 유사하지만, 미사일 기립을 위한 실린더가 양 측면에 2개 달렸다는 점에서 식별이 가능하다. <출처: Public Domain>
MAZ-543 트럭을 바탕으로 만든 9P117 미사일 발사차량 <출처: Public Domain>

이에 따라 미사일 발사차량을 생산하는 타이탄 중앙설계국(Titan Central Design Bureau)은 MAZ-543 8륜 트럭을 기반으로 한 2P20 발사차량을 개발했다. 2P20 발사차량은 차륜형이므로 미사일 자체에 진동으로 인한 영향이 적었고, 신뢰성도 높을 뿐만 아니라 운용비용도 크게 줄었다. 다만 야지 기동성이 궤도식에 비해 제한되기는 했지만 그럼에도 장륜식이어서 어느 정도 기동성은 보장되었다. 이 차량은 추후에 GRAU 분류명이 9P117로 바뀌었고, R-17과 9P117의 조합은 9K14라는 명칭으로 불렸으나 이후에 9K72로 명칭이 바뀌었다. 9P117 발사차량은 1965년부터 운용시험에 들어가 1967년부터 실전배치되었다.

9P117은 실전배치 이후에도 꾸준히 개량되었다. 애초에 9P117에는 간이 크레인 역할을 하는 수직지지대가 달려 있어 크레인이 없이도 스커드 미사일을 실을 수 있도록 설계되었다. 그러나 이 간이 크레인은 막상 현장에서 사용하기에는 매우 번거로워 현장에서는 결국 크레인을 사용했다. 이에 따라 이 장치를 제거하여 간략화한 9P117M 차량이 등장했다. 또한 초기 발사차량은 525마력 엔진으로 힘이 부족했으나 양산형인 9P117M1에서는 D12AN-650 엔진을 채용하여 650마력을 확보했다.

9T31M 크레인을 이용하여 R-17 미사일을 장착 중인 9P117M 차량 <출처: Public Domain>

한편 발사차량 이외에도 스커드의 운용에는 다양한 지원차량이 필요하다. 미사일여단급의 편제로는 9S436 지휘차량, R-142 통신차량, 1T12 지형분석차량, 1B44 기상관측레이더차량, BRDM-RH 화생방정찰차량, 2T3M 미사일운반차량, 9F21 핵탄두운반차량, 9T31M 크레인차량, 9G29 연료차량, 9G30 산화제차량, 8T311 중화제차량 등이 편성된다.

스커드 운용에는 발사차량 이외에도 다양한 차량이 쓰인다. 사진은 왼쪽부터 9S436 지휘차량, 9G30 산화제차량, 1B44 기상관측레이더차량이다. <출처: Public Domain>
스커드 개량형인 북한 스커드 ER 발사 영상<출처 : 밀에어로코리아>

* R-17(스커드-B) 탄도미사일의 특징과 운용 현황, 변형 및 파생형은 다음 회에 계속됩니다.


저자 소개

양욱 | 군사전문가
서울대학교 법대를 거쳐 국방대학교 국방관리대학원에서 군사전략을 공부했고, 줄곧 국방 분야에 종사해왔다. 중동지역에서 군 특수부대를 훈련시키기도 했고, 아덴만 지역에서 대(對)해적 업무를 수행하는 등 민간군사요원으로 활동했다. 현재는 군사컨설팅과 교육, 훈련을 제공하는 민간군사서비스(PrivateMilitary Service) 기업인 AWIC(주)의 대표이사다. 또한 한국국방안보포럼(KODEF) 수석연구위원이자 국방부·합참·방위사업청 자문위원, 해·공·육군 정책자문위원으로 우리 국방의 나아갈 길에 대한 왕성한 정책제안활동을 하고 있다.