이기진 육군교육사령부 드론봇전투발전센터 육군 중령

미래전장환경을 분석해 보면 사회·문화적 환경과 과학기술 환경 및 군사환경 측면에서 분석해 볼 수 있다. 사회·문화적 환경은 저출산 및 노령화 영향으로 병력 입대자원이 감소하고 출산율 감소로 인한 핵가족화와 전투·비전투적 손실감소 요구 증대 등 인명중시에 대한 시대적 요구가 확산되고 있다.

[그림 1] 연도별 상비병력 및 유지가능 병력규모

과학기술환경은 정보통신기술, 무인화, 인공지능 기술의 획기적인 변화와 첨단기술의 빠른 향상 및 무인 무기체계 발전으로 첨단무기체계 발전 가능성이 증대되고 있다.

또한 전쟁수행 개념과 방식변화에 따라 무인기술 발달로 정보수집, 표적식별, 지뢰제거 등 광범위한 전투지원과 지능형 전차 및 항공기, 무인공격기, 로봇 등으로 유인병력을 대신해서 직접 교전임무를 수행할 수 있다.

미래의 군사환경은 수적 우위를 앞세운 전면전으로 대량 피해를 유발해서는 결코 전쟁에서 승리할 수 없다. 최소의 희생으로 최대의 성과를 달성하기 위해서 비대칭전 수행 방식으로 발전하고 있으며, 인명손실 최소화와 미래전장게임체인저 역할을 수행하고 정보화, 첨단화된 네트워크 중심의 전투수행과 상비병력 감축과 작전지역 확대에 따른 정예화 되고 첨단화된 군 구조와 편성 등 첨단전력 증강 및 단위부대 작전능력 향상이 요구되고 있다.

미래의 전투수행개념은 제대별로 실시간으로 보고, 정밀 타격해야 하며 작전지속지원도 그야말로 간단없이 지원이 되어야 한다.

그러기 위해서는 먼저 제대별 책임지역 감시정찰을 통해 실시간 전장 가시화로 원거리 감시정찰과 표적획득 및 전투피해를 확인하고 네트워크 기반체계를 활용한 실시간 정보를 공유해야 한다.

두 번째로 유·무인복합(MUM-T) 전투체계 운용을 통해 실시간 정밀타격 능력을 보유하고, 먼저 무인체계를 전장에 투입하여 인명피해를 최소화 할 수 있다.

세 번째로 다양한 작전지속지원 임무수행 능력이다. 우리나라의 지형적 환경특성을 고려하여 통신중계를 통해 장거리 지휘통제통신 소통보장 및 전자전을 수행하고, 화생방 오염지역 탐지 및 제독, 군수품 보급 및 수송지원 등 작전지속지원 능력을 갖춰야 한다.

단위부대 작전능력을 향상시키기 위하여 전투수행기능별로 ‘3더’ 기능을 갖춰야 한다. 즉, 더 멀리 더 정확하게 봄으로써 더 실시간으로 감시-결심-타격이 이뤄져야 한다. 따라서 지상군 부대가 확대된 작전지역을 극복하기 위해서 지상영역을 초월하여 공중영역을 활용하지 않으면 안 될 불가피한 상황이 되었다.

[표 1] 전투수행기능별 작전요구능력

이러한 다영역 작전을 수행하기 위해서는 기본적으로 네트워크가 보장되어야 하고, 특히, 인명피해를 최소화하기 위하여 드론을 활용한 무기체계를 적극적으로 도입해야 한다.

대형드론과 소형드론은 공통적으로 정찰용 위주로 운용하고 있으며, 공격드론은 대형드론을 소형드론보다 많이 운용하고 있다.

[표 2] 대형드론과 소형드론 운용률

최근 10년간 공격용 드론의 운용사례가 급격히 증가하여 정규전에서 대부분 정밀타격수단으로 공격드론 활용빈도가 증가하고 있다. 특히, 2020년 아제르바이잔과 아르메니아 전쟁시 아제르바이잔은 개전 초부터 터키제 무장형 공격드론 바이락타르 TB2를 이용하여 아르메니아 지상군의 핵심 전력인 T-72 전차, BMP-2 장갑차, BM-30 다련장로켓 등을 무력화 하였고, AN-2기를 무인기로 개조하여 아르메니아 방공무기 위치를 확인 후 이스라엘제 자폭형 공격드론 Harop을 이용하여 S-300 방공포대를 타격하는 등 전장의 주도권을 확보하였다.

[그림 2] 아제르바이잔과 아르메니아 전쟁시 아르메니아 피해장면

[표 3] 외국 공격드론 운용사례 분석

[표 4] 터키 바이락타르 TB2(Baykar Makina사)와 이스라엘 하롭(IAI사) 제원비교

[표 5] 상용드론을 활용한 테러사례

반면 소형드론의 급격한 성장으로 안티드론체계 구축 필요성이 증대되고 있다. [표 5]에서 보듯이 2014년 이후 소형 상용드론을 이용한 공격사례에서 그 이유를 찾아볼 수 있으며, 상용드론은 획득과 개조가 쉬우므로 이를 활용한 테러 등 공격 활동이 증가하고 있다.

[그림 3] 북한 무인기 침투사례

우리나라에서도 [그림 3]에 제시한 것처럼 2014년부터 수차례에 걸쳐 북한 무인기의 침투가 발생하였으며, 이 사건을 계기로 세계적으로 드론에 대한 침투 위협과 그 방지 대책을 마련하는 결정적인 계기가 되었다.

[그림 4] 미 UDRI의 항공기와 드론 충돌시험

[그림 4]는 미국 데이톤대학교 연구소(UDRI : University of Dayton Research Institute)에서 항공기와 드론의 충돌 시 피해정도가 얼마나 되는지 알기 위한 실험사진이다.

2021년 「미 소형 무인기시스템 대응전략」에서 국방장관 대행 ‘크리스토퍼 밀러’는 “적대국 드론 역량 강화가 미 합동군에 심각한 악영향을 미칠 수 있으며, 더 이상 취미용 완구로 치부할 수 없다.”라고 강조한 바 있다.

미군의 유인기 대비 드론 운용증가 전망으로 2010년 미 육군이 발표한 「무인기시스템 로드맵 2010∼2035」을 살펴보면 정찰용과 지휘통제 분야는 2035년까지 100% 드론을 운용하고, 공격 및 물자수송 분야는 2045년까지 75%, 인원·수송 분야는 1% 내외 운용할 것으로 전망했다.

[표 6] 유인기 VS. 드론 운용 증가 전망

미군 소형무인기시스템 전략에 의하면 대대 이하 분대급까지 상황인식을 제공할 수 있는 능력을 요구하고 있다. 단계별 전략을 알아보면 1단계 단기전략은 2020년부터 2023년까지로 대대급은 정찰감시, 박격포 및 로켓대응, 장기체공 능력의 드론을 운용하여 중대에 주·야간 상황인식을 할 수 있는 능력을 요구하고 있으며 중대급도 정찰감시와 박격포 및 로켓대응 능력으로 소대에 대한 주·야간 상황인식을 할 수 있는 능력을 요구하고 있다. 분대급은 드론 기체가 분대 임무 수행에 맞는 크기로 제조되어 벽뒤와  코너 등에 대해 감시할 수 있는 능력을 요구하고 있다. GCS는 대대급 이하 분대급까지 공통으로 운용할 수 있어야 하고, 경량화 및 저전력의 통합 Control 기능을 요구하고 있다.

[표 7] 미군 소형드론 단기 전력화 성능요구도

2단계 중기전략은 2024년부터 2028년까지 최신기술을 통합하여 네트워크와 임무수행 능력을 향상시키고, 3단계 장기전략은 2029년부터 2035년까지 AI기반 공통통제기 시스템을 도입하여 하나의 통제기로 다수의 드론을 통제할 계획이다.

[표 8] 미군 소형드론 중·장기 드론 전력화 요구기술

국방부 「국방 공중무인체계(드론) 발전 정책지침」에 따라 드론을 적극 운용하여 생존성과 작전능력을 크게 향상시키고, 현 개발된 플랫폼을 활용하여 국산화를 원칙으로 드론전투체계 연구개발 및 구매방법을 통해 전력화를 추진하되 신속획득사업과 혁신지향 공공조달을 통한 전력화를 추진해야 한다.

육군은 현재 드론전투체계를 제대별 운영개념과 부대유형별 특성 및 임무를 기준으로 현용 무기체계와의 연계성을 고려하여 전력화를 추진할 계획이다.

여단급 이상은 국내기술을 활용하여 연구개발하고, 대대급 이하는 상용드론 활성화로 전투실험 확대와 군사적 유용성 검증을 통해 성능개선 및 보완 등 진화적으로 요구성능을 향상시켜 적기 전력화를 추진할 계획이다.

[그림 5] 제대별 정찰용 드론 작전반경 요구도

정찰용 드론은 장기체공 하면서 경계지대 감시 및 통신 중계 기능으로 감시공백을 극복하고, 정찰능력을 강화해야 하며, 노후화된 현용 감시수단을 신규 드론전력으로 대체가 필요하다. 따라서 사·여단급 이하 제대는 활주 공간을 고려 수직이·착륙방식 적용안을 검토하고, 제대별 지휘소 방호를 위한 경계를 제공할 수 있는 소요식별 기준이 필요하다.

공격용 드론은 제대별 작전지역 확대에 따른 장거리 타격 수단을 확보하고, 이동하는 시한성 표적을 실시간으로 정밀타격 할 수 있는 능력이 필요하다. 또한 소부대는 소형이면서 경량화된 저비용의 정확도가 우수한 소형 자폭드론으로 하되 향후 탑재능력을 고려하여 무장형 드론으로 전력화 소요와 유·무인복합(MUM-T) 운용개념을 적용한 공격드론 전력 소요식별 기준이 필요하다.

[표 9] 제대별 공격드론 운영개념과 요구능력

제대별 공격드론의 운용개념은 [표 9]에서 제시한 바와 같고 대부대는 시한성 표적에 대한 정밀타격과 소부대는 밀집된 적 보병과 지휘소, 벙커 및 공용화기, 화력수단을 타격해야 한다.

작전지원용 드론은 통신중계, 지뢰탐지·제거, 지형분석제공, 물자수송, K-MAAM, 화생방탐지·제독, 긴급환자 수송, 선무방송·조명지원 등 작전지속지원을 위한 소요식별 기준이 필요하다.

[그림 6] 작전지원용 드론 소요

드론 종류가 다양해지면서 대드론체계는 다양한 형태와 크기의 드론을 탐지하고 무력화할 수 있도록 소요식별 기준을 마련해야 한다. 대드론체계 운용단계는 탐지-식별-무력화 3단계로 구분할 수 있다.

[그림 7] 대드론 조치단계

탐지 및 식별단계는 Active 방식과 Passive 방식으로 구분해 볼 수 있는데 Active 방식은 저고도 탐지 레이다를 통한 방법으로 탐지된 표적을 운용자가 최종 식별 및 조치하는 방식을 말한다. Passive 방식은 드론에서 발생하는 주파수, 모터소리 등과 드론 외형 등 다중 탐지 정보를 탐지하여 탐지된 정보에 대한 데이터 분석을 통해 드론을 자동으로 식별하는 방법이다.

무력화 단계는 직접타격, 전파교란, 물리적 저지, 동물을 이용한 방법이 있다. 직접타격 방법은 레이저포와 같은 직접 타격수단을 통해 원거리에서 드론을 무력화 시키는 것이고, 전파교란 방법은 드론의 전자적 특성을 고려해서 무력화 시키는 것이다. 물리적 저지는 그물탄을 발사하여 드론을 저지시키는 방법으로 아군의 2차 피해가 없이 비파괴식으로 적 드론에 대한 사후처리가 가능하고, 동물을 이용한 방식은 독수리나 매를 훈련시켜 동물의 생물학적 본능을 이용한 방법을 말한다.

앞에서 제시한 정찰, 공격, 작전지원용 드론과 대드론체계에 대한 전력화 소요식별 기준을 잘 적용해 전 제대별·전장기능별 전력화를 잘 추진하여 신 전장생태계 환경을 조성해 나가야 한다.

4차 산업혁명산업의 첨단 과학기술을 적용하여 미래 전장을 주도할 드론전투체계 전력화 추진은 최신기술을 적용한 드론, 민군기술협력사업, 핵심기술개발, 각종 드론 관련 콘퍼런스와 전시회 등 산·학·연과 협업하여 지속적으로 소요식별을 해야 한다. 또한 신속연구개발사업과 신속구매사업, 전투실험, 드론봇 챌린지 대회, 공공지향 혁신조달로 도입한 드론 중 군사용 활용 적합판정을 받은 우수 드론을 소요기획에 반영해서 전력화를 적극적으로 추진해야 한다.

그리고 드론에 적용할 각종 기술의 변화 속도가 매우 빠른 것을 감안해서 소요제기-소요결정-선행연구-연구개발 및 구매-야전운용시험-전력화평가-양산에 이르는 무기 체계 획득절차를 과감히 개선해야 한다. 이러한 노력들이 선행될 때 5년 후 중간군으로서 드론전투체계 기반구축을 완성하고, 10년 후 미래군으로서 주요부대 지상전력을 대체 및 보완과 지원여건을 마련하며, 30년 후 개념군으로서 전 부대를 대상으로 드론전투체계 전력화를 완성함으로써 새로운 전장생태계를 조성할 수 있다.