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개발의 배경

오랫동안 전쟁은 지상과 바다라는 평면에서 이루어지다가, 20세기 초 항공기가 등장하면서 하늘로 확대되었다. 뒤늦게 등장한 항공기가 발전하면서 이제는 하늘을 지배하는 자가 전장을 지배하게 되었다. 하지만, 항공기를 저지하기 위한 노력도 꾸준하게 이어졌다.

처음에는 화포를 이용한 대공포가 등장했다. 대공포는 항공기가 등장하기 이전에 정찰 등의 목적으로 사용된 기구나 비행선을 잡기 위해 처음 개발되었다. 그러나, 대공포의 발전은 항공기의 등장으로 인해 촉진되었다. 대공포는 항공기의 발전에 대응하기 위해 근접 표적을 위한 소구경 대공포에서 높은 고도의 폭격기 등을 상대하기 위한 구경 100mm가 넘는 대구경 대공포까지 다양하게 개발되었다.

하지만, 항공기 요격을 위해 포탄을 엄청나게 소모하는 단점이 있었다. 그리고 대부분의 대공포는 이동을 위해서 차량에 견인되거나 탑재되어야 했다. 제2차 세계대전 당시 독일군은 연합군에게 제공권을 빼앗긴 이후 값싸고 쉽게 운용할 수 있는 대공 무기를 필요로 했다.

1944년에 직경 20mm 로켓 9발을 연달아 발사하여 탄막을 형성할 수 있는 휴대용 대공 로켓 플리거파우스트(Fliegerfaust)가 개발되었다. 하지만, 500m 정도의 사거리를 가진 무유도로켓을 운용하기 때문에 큰 효과를 기대하기 어려웠고, 전장에서 대량으로 운용하기 전에 전쟁이 끝났다.

1948년, 미 육군은 전차부대 등에서 대공무기로 사용하던 .50 구경 기관총으로는 제트전투기에 대응하기 어렵다고 판단하고 새로운 무기를 찾기 시작했다. 미 육군은 다양한 기관총 또는 로켓 무기를 검토했지만, 기대를 충족시키지 못했다.

1955년, 미국의 컨베이어(Convair)사는 적외선 유도 장치를 사용하는 경량의 휴대용 대공미사일에 대한 연구를 시작했다. 1956년 연구 결과가 미 육군과 미 해병대에 소개되었다. 록히드 등 여러 회사도 지대공 유도무기 연구안을 발표했지만, 결국 컨베이어의 안이 선정되었다. 컨베이어의 제안은 기수에 적외선 유도 장치가 달려있어 레드아이(redeye)라는 이름으로 소개되었다.

컨베이어의 제안에 만족한 미 육군과 해병대의 요구로 1957년에 요구 사항이 마련되었고, 1958년 4월 컨베이어사와 개발 계약을 체결했다. 개발 목표는 어깨에 올려놓고 쏠 수 있는 시스템으로 미사일 지름 70mm(2.75인치), 발사관 포함 무기 시스템의 중량 13.3kg(20파운드) 이하였다.

1959년 7월부터 본격적인 개발을 시작했고, 1960년 3월 미사일의 첫 발사 시험이 이루어졌다.  그 후인 1961년 5월에는 휴대용 발사관을 사용한 첫 실탄 발사가 이루어졌다. 하지만, 미사일의 느린 속도, 낮은 기동성, 계획보다 낮은 정확도의 유도부 등 기술적인 문제가 불거지면서 원래 예정된 1962년부터 도입은 점점 지연되기 시작했다.

하지만, 이를 대신할 마땅한 무기체계도 없다는 판단에 1963년 6월 XM41 레드아이 블록 1으로 명명된 시제품 소량이 주문되었다. 1965년에서 1966년 사이에 납품된 블록 1은 시험과 평가용으로만 사용되었다.

XM41 블록 1은 발사관, 권총 손잡이, 그리고 목표 획득 표시기가 내장된 XM-59 망원 조준기로 구성된 XM147 발사관과 발사관 안에 들어가는 XMIM-43A 미사일로 구성된다. 탐색기는 AIM-9B 사이드와인더 미사일의 탐색기를 개발한 필코(Philco)가 개발을 담당했다.

1964년부터는 XM41E1 레드아이 블록 II가 개발을 시작했고, 개량된 XMIM-43B 미사일이 1966년부터 납품되었다. 블록 II에서는 가스 냉각식 감지 소자를 장착한 미사일 유도부, 재설계 된 발사관, 그리고 XM45E1 탄두가 적용되었다. 미 육군은 1967년 2월부터 훈련을 위해 XM41E1을 소량 도입했다.

1966년 미 국방부의 미사일 명명법이 바뀌었고, 레드아이 미사일에는 휴대용 무기를 뜻하는 “F”가 붙게 되었다. 새로운 명명법에 따라 XMIM-43A는 XFIM-43A, XMIM-43B는 XFIM-43B로 각각 변경되었다.

1966년부터는 컨베이어의 모회사였던 제너럴 다이나믹스(General Dynamics, 현재는 레이시언 Raytheon)가 이어받아 XM41E2 레드아이 블록 III의 개발을 시작했다. 블록 III에 사용된 XFIM-43C 미사일은 XFIM-43B의 가스 냉각식 탐색기를 유지했지만, XM115 로켓 모터와 XM222 탄두, 그리고 XM814 신관으로 개량되었다. 레드아이 블록 III의 발사관도 제식명이 XM171으로 바뀌었고, XM62 개방형 조준기와 새로운 전자 장치로 개량되었다.

미 육군의 시험을 통과한 블록 III는 1967년 5월부터 생산에 들어갔다. 레드아이 블록 III는 1968년 후반에 미 육군의 제식 무기로 편제되었고, 개발품에 붙는 X자를 떼냈다. 전체 시스템은 M41로, 양산형 레드아이 미사일은 FIM-41C로 제식명을 부여받았다.

하지만, 개량을 거쳐 정식 운용에 들어간 FIM-43은 운영 상 단점을 드러냈다. 가장 큰 문제는 다가오는 적기의 정면을 향해 발사할 수 없다는 것이었다. 당시 기술 수준으로는 항공기에서 가장 높은 온도를 내는 엔진 배기구만 노릴 수 있었다. 이것은 적기가 이미 공격을 마친 후 이탈하는 과정에서나 쓸 수 있다는 것을 의미했다. 문제를 인식한 미 육군은 1969년 5월에 FIM-43D라는 개량형을 국방부에 요구했지만, 거절되었다.

하지만, 개량형에 대한 연구는 1967년 초반부터 레드아이 II라는 이름으로 계속되고 있었다. 레드아이 II는 전방향 교전 능력을 갖추도록 개량되었다. 레드아이 II는 1971년에 XFIM-92라는 제식명을 부여받았고, 1972년에는 스팅어(Stinger)라는 이름을 받았다.

1973년 11월부터 XFIM-92A의 유도 시험이 실시되었지만, 기술적 문제가 드러나면서 1975년까지 여러 차례 중단과 시작을 반복했다. 대부분의 문제가 해결된 1975년 7월에서야 XFIM-92A의 첫 발사 시험이 실시되었다.

제너럴 다이나믹스는 1978년 4월에야 FIM-92A의 첫 생산 계약을 체결할 수 있었다. 미군에 배치된 스팅어는 1981년에 초기운용능력(IOC, Initial Operational Capability)에 도달했다. 스팅어가 배치되면서, 레드아이는 1982년부터 퇴역을 시작했고, 1995년 미군에서 완전히 퇴역했다.

이후 적외선 외에 자외선(UV)까지 탐지가 가능한 새로운 탐색기를 단 FIM-92B, 1987년 등장한 발사용 손잡이의 전자 장비가 개량된 재프로그램 가능 마이크로프로세서(RMP, Reprogrammable Microprocessor) 개량이 적용된 FIM-92C가 개발되었다. 1995년에는 소형 무인항공기(UAV) 대응이 가능하도록 개량된 FIM-92E RMP 블록 I, 2001년에는 소프트웨어 업그레이드를 거친 FIM-92F가 등장했다.

이후로도 FIM-92D를 업그레이드한 FIM-92G, FIM-92H가 등장했다. 최근에는 늘어나는 소형 드론 위협에 대응하기 위해 기존의 힛투킬(Hit to Kill) 신관 대신 근접 신관을 채택한 개량형이 개발되고 있다.

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특징

레드아이와 스팅어와 같은 휴대용 방공시스템은 맨패즈(MANPADS, Man-Portable Air Defence System)로 불린다. MANPADS는 보병 1명 또는 2명이 운용할 수 있도록 가벼운 중량을 특징으로 한다. 레드아이와 스팅어는 발전의 정도가 차이가 있을 뿐 미사일이 들어있는 발사관, 조준 장치, 배터리의 기본 구성은 동일하다.

미 육군에서 실제 운용된 FIM-43C 레드아이는 미사일이 들어간 합성수지로 만들어진 직경 70mm 발사관과 결합된 조준 장치, 분리식 발사용 손잡이(grip stock)를 결합된 상태에서 열전지와 냉각용 압축가스가 들어있는 배터리를 발사용 손잡이 아랫부분에 끼우는 방식으로 운용된다. 배터리는 열전지와 함께 탐색기 압축을 위한 압축 가스가 들어 있어, 배터리 냉각재 유닛(BCU, Battery Coolant Unit)으로 불린다.

조준 장치는 사용하지 않을 때는 접었다가 사용할 때만 펴서 사용한다. 배터리를 포함한 전체 시스템은 중량 13.3kg, 길이 127cm다. 레드아이의 조준 장치는 광학 확대/축소 능력은 없는 단순 조준 기구일 뿐이다. 레드아이는 발사 손잡이 앞에 작은 지시등이 여러 개 붙어 있는 상자가 장착된 훈련용 장비도 있다.

레드아이 미사일에 탑재된 탐색기는 1~2.8μm 대역의 적외선을 검출하는 황화납(PbS) 소자를 사용했다. 미사일은 길이 120cm, 중량 8.3kg이며, 탄두는 중량 1.06kg의 M222 폭발파편탄두이며, 접촉신관을 사용하여 힛투킬 방식으로 표적을 파괴한다. 미사일의 유효사거리는 4,500m, 최대 고도는 2,700m, 최대 비행 속도는 580m/s이다.

발사 순서는 1) 발사관 앞 커버 제거 2) BCU 결합 3) 조준 장치 폄 4) 발사 손잡이의 안전 모드 해제 및 냉각 가스 주입용 액츄에이터 작동 5) 목표 조준 6) 미사일 탐색기의 표적 조준음 확인 7) 발사 손잡이 앞의 미사일 고정 해제 스위치 작동 6) 발사의 순으로 이루어진다. 미사일 탐색기가 표적을 인식하면 발사 손잡이에 진동으로 이를 알린다. 레드아이의 발사 최소 각도는 15도, 최대 각도는 65도다.

발사관 밖으로 미사일이 나오면 후방 안정핀이 펴지고, 기수부에서도 두 개의 조종핀이 펴친다. 발사관에서 약 6m 가량 벗어나면 사출 모터가 떨어져 나가고, 미사일 본체 로켓 모터가 작동하여 목표로 향한다. 발사된 미사일은 회전하며, 최대 3G까지 움직일 수 있다.

레드아이에 이어 배치된 FIM-92 스팅어도 기본적인 구조와 운용 방법은 유사하지만, IFF 안테나 관련 부분 등 일부 차이가 있다. 스팅어의 발사관도 기본 구조는 레드아이와 유사하다. 접이식 조준 장치와 분리식 발사용 손잡이 하부에 배터리를 결합하는 방식은 유지되었다.

스팅어는 여러 차례 개량되었다. 처음 등장한 FIM-92A는 1~5.5µm 대역의 적외선을 탐지할 수 있는 인듐안티몬(InSb) 소자를 사용했지만, 1983년 등장한 개량형인 FIM-92B부터는 수동 광학 탐색기 기술(POST, Passive Optical Seeker Technique)을 적용하여 적외선과 함께 자외선(UV)도 탐지할 수 있도록 개량되었다.

스팅어 발사 시스템이 레드아이와 크게 구분되는 점은 피아식별(IFF) 시스템을 운용한다는 점이다. IFF 안테나가 발사 손잡이 모듈과 통합되어 있는데, 이 안테나는 사수가 허리에 차거나 발사관 뒤에 매달 수 있는 AN/PPX-1 피아식별 호출기와 케이블로 연결되어 있다. IFF 안테나는 사용하지 않을 때 접을 수 있다. 이 밖에, 야간 운용을 위해 기존 조준 장치 대신 AN/PAS-18 열상 조준경을 사용할 수도 있다.

BCU는 한번 결합하여 작동시키면 45초 이내에 발사가 이루어져야 한다. 그 시간이 지나면 사용한 BCU를 분리하고 다른 BCU를 결합해야 한다. 발사 후에도 BCU를 바로 분리한다. 스팅어의 발사 순서는 레드아이와 유사한데, 발사 손잡이에서 연결된 골전도 장치를 통해 표적 확인음이 전달된다.

스팅어의 미사일은 길이 147cm, 직경 69.8mm, 중량 10.13kg이며, 폭발파편탄두는 중량 3kg이다. 미사일과 발사관, 발사 손잡이 등을 합한 전체 시스템 중량은 15.7kg이다. 사거리는 최대 8,000m, 고도 최대 3,000m이며, 비행 속도는 최대 마하 2.2다.

미사일 본체의 후방에는 4개의 방향 조정핀이, 기수부에는 4개의 핀이 있다. 그러나 기수부의 핀은 2개만 가동된다. 대신, 미사일은 날아가면서 회전하면서 비행 안정성을 확보한다.

레드아이와 스팅어 모두 발사관 뒤로 사출 모터의 가스가 분출되기 때문에 후방 5m까지는 다른 인원의 접근을 금지하고 있다.

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운용 현황

1968년부터 미 육군을 시작으로 호주, 덴마크, 그리스, 이스라엘, 요르단, 파키스탄, 사우디아라비아, 스웨덴, 태국, 터키, 서독 등 많은 국가에 보급되었다. 하지만 이런 정규군 외에도 아프가니스탄을 침공한 소련군에 대항하기 위해 아프가니스탄 무자헤딘에 제공되었고, 남미 니카라과 콘트라 반군에게도 제공되기도 했다.

레드아이에 이어 1980년대부터 도입된 스팅어는 미국 외에도 30여 개 동맹과 파트너 국가들에 판매되었다. 독일과 터키는 스팅어를 면허 생산하기도 했다.

스팅어는 많은 실전 기록을 가지고 있다. 1982년 포클랜드 전쟁에서 영국군 특수부대 SAS가 사용하여 아르헨티나군의 헬리콥터, 푸카라 공격기 등을 격추시키면서 첫 실전 기록을 올렸다.

1984년 레드아이를 공급받았던 아프가니스탄의 무자헤딘도 스팅어 미사일 약 500발을 받아 소련군 항공기 약 250대를 격추한 것으로 알려졌다. 하지만, 이때 미국 정부가 제공한 스팅어의 일부는 회수되지 못하고 테러 집단에 흘러 들어가 항공기 테러에 사용되고 있다.

아프가니스탄 외에도 앙골라 내전, 리비아의 차드 침공, 체첸 전쟁, 스리랑카 내전 등에서 스팅어가 사용되었다고 알려졌다.

스팅어는 보병용 외에도, M-1097 어벤저(Avenger), M6 라인베커(Linebacker) 같은 지상 대공방어 차량에 이용되었고, 헬리콥터 운용용 버전도 개발되었다. 플랫폼에 탑재된 스팅어는 BCU를 사용할 때의 짧은 운용 시간 제약이 없어 보다 효율적인 운용이 가능하다는 장점이 있다.

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변형 및 파생형

레드아이는 실제로 운용된 모델은 FIM-43C 하나뿐이다. 훈련용 시스템도 겉으로는 표시만 있을 뿐 외형은 거의 똑같다.

• XM41 : 개발 당시 레드아이 미사일 시스템 전체를 아우른 제식명
                  이때 당시 미사일 제식명은 XMIM-43A
• FIM-43A : 1966년 미 국방부 미사일 명명법 변경에 따라 MIM-43A가 재명명된 것
                  소량만 시험 배치됨
• FIM-43B : FIM-43A의 신관 성능 향상 버전. 소량 시험 배치됨
• FIM-43C : 조준 장치 등이 개량된 버전으로 실전 배치 모델
• FIM-43D : 미사일 성능 향상을 위한 개량 모델이나 개발 안됨
• XFEM-43B : FIM-43B의 탄두 대신 텔레메트리를 장착한 시험 및 평가용 시스템
• XFEM-43C : FIM-43C의 탄두 대신 텔레메트리를 장착한 시험 및 평가용 시스템

스팅어는 보병용 버전은 많은 개량이 이루어졌지만, 외형적 구분은 어렵다.

• FIM-92A : 초기 모델
• FIM-92B : 수동광학탐색기기술(POST, Passive Optical Seeker Technique)이 적용되어 적외선(IR)과
                  자외선(UV)의 탐지가 가능하도록 개량됨
• FIM-92C : 재프로그램 가능 마이크로프로세서(RMP, Reprogrammable Microprocessor) 개량이
                  적용된 성능 향상형
• FIM-92D : 적외선 대응 장비에 대한 대응 능력 향상 버전
• FIM-92E : RMP 블록 1으로 불리는 성능 향상형
• FIM-92F : RMP 블록 1의 소프트웨어 개량형
• FIM-92G : FIM-92D의 성능 향상형
• FIM-92H : FIM-92D를 92E 사양으로 업그레이드 한 버전
• FIM-92J : FIM-92E의 운용 수명 연장 버전.
• FIM-92K : FIM-92J에 데이터링크 기능 추가 버전

• AIM-92 ATAS(Air To Air Stinger) : 헬리콥터나 UAV에서 운용하기 위한 공대공 버전. 미사일은 개조가 이루어지지 않고 전용 발사관만 제작. FIM-92E용 미사일을 사용한 블록 I과 신형 초점면 배열탐색기(focal plane array seeker)를 채용하려던 블록 II가 계획되었지만, 블록 II는 취소.

스팅어는 일부 파생형도 존재한다.

• ADSM(Air Defense Missile Suppression) : IR 탐색기 대신 패시브 레이더 탐색기를 장착한 대공탐지 레이더 제압용 미사일

• RIM-116 RAM(Rolling Airframe Missile) : 스팅어의 탐색기와 AIM-9 사이드와인더 공대공 미사일의 몸체를 결합시킨 해군용 근접방어시스템(CIWS)

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제원

FIM-43C

• 구분 : 휴대용 대공방어 미사일(MANPADS)
• 제작사 : 컨베이어(Convair, 현재 레이시언 Rytheon)
• 발사관 : 길이 127cm, 전체 중량 13.3kg
• 미사일 : 길이 120cm, 중량 8.3kg
• 탄두 : M222 폭발파편탄두, 중량 1.03kg
• 유효 사정거리 : 4,500m
• 최대 고도 : 2,500m

FIM-92F

• 구분 : 휴대용 대공방어 미사일(MANPADS)
• 제작사 : 제너럴 다이나믹스(General Dynamics, 현재 레이시언
• 발사관 : 길이 152cm, 전체 중량 15.7kg
• 미사일 : 길이 147cm, 중량 10.13kg
• 탄두 : 폭발파편탄두. 중량 3kg/M934E 접촉신관
• 유효 사정거리 : 8,000m
• 최대 고도 : 3,800m

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저자 소개  
 
최현호 | 군사 칼럼니스트

오랫동안 군사 마니아로 활동해오면서 다양한 무기 및 방위산업 관련 정보를 입수해왔고, 2013년부터 군사커뮤니티 밀리돔(milidom) 운영자로 활동하고 있다. 현재 방위산업진흥회 <국방과 기술>, 국방홍보원 <국방저널> 등에 컬럼을 연재하고 있고, 기타 매체들에도 기고하고 있다.