무기 토론방
해군의 차세대 CIWS 문제점과 MaRV 탄도 미사일 방어 사각
해군의 차세대 CIWS 문제점과 MaRV 탄도 미사일 방어 사각
우리나라가 차세대 CIWS(근접방공체계:Close-In Weapons System)를 형상을 공개하며 개발하고 있습니다. 그러나 현대에 급속하게 떠오르는 초음속 MaRV (Maneuverable Reentry Vehicle) 탄도[=움직임이 가능한 탄도] 위험성이 저평가하여 CIWS의 해군 요구도가 개발되는 듯하여 이렇게 글을 작성하게 되었습니다.
저는 미래 국가간의 전면전시 현대 해군 함정의 가장 큰 위협은 중단거리(SRBM,MRBM) MARV 탄도탄 이라고 판단합니다.
이유는 이러합니다.
1. MaRV 탄도탄의 장점과 미래 전장 발전 가능성
가. 빠른 대응 능력과 전술적 공격속도, 긴 사거리
MaRV 탄도탄은 초음속 순항 미사일 보다 전술적 공격 판단 운용부터
물리적 타격까지 전과정이 공격 대응 속도가 모두 빠릅니다.
또한 MaRV 탄도탄은 추진체만 강화하면 1000km급의 중거리 탄도탄(MRBM)에도 장착이 가능합니다.
이것의 예가 중국이 미국 항모전단을 공격하기 위해 만든 유명한 DF-21(사거리 1700~ 3200km MaRV)
입니다.
입니다.
나. 우수한 정확성과 신뢰성
MaRV는 과거 1970년 이전 초기에는 단거리 탄도탄으로 INS위주의 탄도 팝업기동으로 CEP가 정확하지
않을 때에는 약100~200m CEP(Circular Error Probability 원형공산오차)가 형성 되었습니다.
않을 때에는 약100~200m CEP(Circular Error Probability 원형공산오차)가 형성 되었습니다.
냉전시대 대부분 단거리 핵탄도 공격에는 이런 정확도는 전혀 문제가 없었습니다.
그림참고 : 구형 도해도 이지만 전방 AERA레이더나, IR카메라로 모듈화 지능화가 가능한 구조이고
후방 비행제어부는 초음속 소형 자율 비행체 구조에 가까움
2010년 이후 현대의 MaRV는 대부분 재래식 탄도로 군사용 GPS등의 정밀 위치 신호와 종말 단계
정밀 레이더나 카메라 장착등으로 약 CEP 10~5m급을 이루는 정밀 소형 비행체 무기로 탈바꿈 했으며
앞으로 기술추세는 2020년 이후로는 인공지능 기능까지 장착되어 약 CEP 5~1m급 MaRV 탄도탄
정밀 레이더나 카메라 장착등으로 약 CEP 10~5m급을 이루는 정밀 소형 비행체 무기로 탈바꿈 했으며
앞으로 기술추세는 2020년 이후로는 인공지능 기능까지 장착되어 약 CEP 5~1m급 MaRV 탄도탄
개발도 멀지 않았습니다.
다. 탄두부 소형화와 높은 미래 스텔스 발전성의 무기
MaRV 탄도탄은 추진체와 분리된 탄두부이며 이것은 작고 빠르며 스텔스 도료나 재질로 쉽게
스텔스화가 가능하여 이러할 경우 레이더로 매우 발견하기 힘듭니다.
스텔스화가 가능하여 이러할 경우 레이더로 매우 발견하기 힘듭니다.
더 큰 문제는 탄도미사일의 가장 큰 약점은 추진체의 형상 스텔스화가 쉽지 않다는 점이지만
스텔스 도료나 재료의 발달로 탄도미사일 추진체까지 스텔스화 된다면 탄도탄의 가장 큰 약점을
제거한 초기부터 종말 타격시까지 추적 감시가 불가능한 무기로 기술이 발전할 가능성이 높다는
것입니다.
스텔스 도료나 재료의 발달로 탄도미사일 추진체까지 스텔스화 된다면 탄도탄의 가장 큰 약점을
제거한 초기부터 종말 타격시까지 추적 감시가 불가능한 무기로 기술이 발전할 가능성이 높다는
것입니다.
라. 기본 장착된 함대공 미사일 회피 능력
MaRV 탄도탄은 함대공 미사일 회피 기동이 가능한 체계입니다.
MaRV는 태생부터 단거리 미사일 체계로 적이 예측이 불가능한 동선으로 정확한 공격하기 위한 무기입니다.
특히 이러한 예측 불가능한 기동성이 함정의 탄도미사일 추적을 회피하고 함대공미사일 발사 타이밍을
잡기어렵거나 불가능하게 만들며 전투함정의 교전에서 수량이 절대적으로 부족한 다수의 함대공
미사일을 소모하게 할 것입니다.
잡기어렵거나 불가능하게 만들며 전투함정의 교전에서 수량이 절대적으로 부족한 다수의 함대공
미사일을 소모하게 할 것입니다.
마. MaRV는 미래의 소형화, 지능화 무인화, 무기로 발전 가능성이 높습니다.
현대의 최신 탄두분리형 무기체계는 모두가 MaRV 탄도탄의 기능을 대부분 가지고 있는 형태 입니다.
ICBM 이나 대표적 중거리 근거리 미사일 탄두부를 조종하면 MaRV가 됩니다.
그중 중 단거리 미사일의 탄두부 스텔스 소형화, 인공지능 회피기동, 동시 협동공격이 가능한 체계입니다.
사. 탄두부의 우수한 대함 공격 치명성
순항미사일이나 초음속 순항미사일이 초수평선 공격에 특화되어 함정의 측면을 공격하여 폭발력이
함상부 에만 제한 되지만 대부분의 MaRV 탄두부는 약 500kg~1000kg 정도의 재례식 폭탄을
창착하여 함정의 상부를 타격하도록 되어있습니다.
함상부 에만 제한 되지만 대부분의 MaRV 탄두부는 약 500kg~1000kg 정도의 재례식 폭탄을
창착하여 함정의 상부를 타격하도록 되어있습니다.
함정의 구조 특성상 상부를 초음속으로 공격하면 격벽구조가 여러층으로 타격되어 함저배면까지 손상을
당해 단1한 발만으로 초대형 항모급 함정까지 침몰가능성이 매우 높아집니다.
당해 단1한 발만으로 초대형 항모급 함정까지 침몰가능성이 매우 높아집니다.
함정에 조금 빛나가서 10~ 30m 주변부에 타격하더라도 고성능 화약이 수중에서 폭발하여 버블젯
충격만으로 함정에 치명적인 손상이 가능합니다.
충격만으로 함정에 치명적인 손상이 가능합니다.
예전 손자병법 전략전술 기본에서 성을 공격하는 것은 하책중의 하책이라고 했습니다.
왜냐하면 지구위 모든 물체는 중력으로 인해 아래에서 위로 공격하는 행위는 물리적으로 2~3배
많은 에너지가 있어야 전술이나 화력 균형을 맞출수 있기 때문입니다.
그런점에서 탄도탄은 기본적으로 위에서 아래로 공격하며 회피기동이나 기본 물리적 에너지를 기본 탑제하고 있으며
에너지에서 최대 효율적으로 함정을 공격할수 있습니다.
이러한 MaRV는 종말 가속 방법에서 거의 90도로 강하하는 것이 가장 이상적입니다.
그래야 가장 많은 에너지를 포함할수 있기 때문입니다. 물론 MaRV가 모두 90도로 공격하는 것은 아니지만
탄도미사일 포물선의 특징이 CIWS 사거리안인 4km에서는 함정 상부 수직에 가까운 진입각을 가지게 된다는 것입니다.
2. 한국의 차세대 CIWS 문제점
한국의 차세대 CIWS 문제점은 전투함 단독 작전이거나 전단 함정간 순항 거리가 2km가 넘을경우
CIWS는 함정 상부에 약 10도의 고사 사각이 존재한다는 점입니다.
위그림을 보면 의외로 해궁 함대공 미사일 대응은 대공 레이더, 광학추적장치 등 사각 발생 외 발사에
큰 문제는 없지만 CIWS 수직 운용각도는 5도 차이가 별것 아니것 같지만 탄도탄 대응 현황에서는
치명적인 10도의 사각을 만들고 있습니다.
2021년대 CIWS 군 요구도나 체계가 90도 상부에서 떨어지는 탄도탄 가능성을 배제했다는 것에 조금 놀랍습니다.
더구나 탄도괘적의 원활한 추적을 위해서는 만족도가 90도가 아니라 탄도 괘적이 함체를 가로지르는 경우 수도 고려하면
수직운용 각도가 100~110도 정도로 높을수록 유리합니다.
그런면에서 H사 CIWS 는 수직운용각도를 높일수록 주추적 AESA레이더가 동체 안으로 삽입되어 동체와 간섭되고 레이더의 불필요한 노이즈도 유발할 가능성이 높습니다.
그에 비해 L사 CIWS는 수직운용 각도가 100~110도 정도로 높여도 구조상 큰 문제는 없어 보입니다.
또한 주추적 AESA레이더가 고각 간섭에서 자유로와 보이고 레이더 면적도 더 크게 보이며
T/R모듈도 더 많아 추적 정밀성이 높아 보이는 형상입니다.
T/R모듈도 더 많아 추적 정밀성이 높아 보이는 형상입니다.
그리고 4면 감시 레이더도 H사 CIWS 는 좁은공간에 4개면을 모두 붙여 단순 단일화 하였지만
근본적으로 레이더의 T/R모듈은 주변 레이더 간섭이나 노이즈에 좋지않은 영향을 주는 형상으로
판단됩니다.
근본적으로 레이더의 T/R모듈은 주변 레이더 간섭이나 노이즈에 좋지않은 영향을 주는 형상으로
판단됩니다.
H사 CIWS 탄약공간 지름과 볼륨사이즈로 판단하건데 장탄수 사례를 보면 군요구도가
골키퍼와 크게 다르지 않습니다. 이점은 실망입니다.
골키퍼와 크게 다르지 않습니다. 이점은 실망입니다.
골키퍼의 1190발의 장탄수 체계개념은 전쟁 저위험 국가인 네델란드가 만든 개념입니다.
1190발은 미사일 4기 ~ 7기 정도만 대응할 수 있는 숫자입니다.
그 후 탄약을 자체 재보급 할 수 있다고 본것입니다.
하지만 한반도 전장 환경은 서유럽과 다릅니다.
중국이나 북한같은 많은 탄도 미사일 및 순항미사일을 보유한 고위험 국가와 같이 존재하는 한반도
환경은 적어도 2배 2400발 이상 8기~14기 정도 대응할 수 있는 탄약공간이 필요한듯 합니다.
환경은 적어도 2배 2400발 이상 8기~14기 정도 대응할 수 있는 탄약공간이 필요한듯 합니다.
물론 그것 때문에 작동부 성능을 강화해서 전체 회전속도가 느려져서는 안됩니다.
CIWS 형상에 대해서만 판단한 근거 이오니 참고 바랍니다.
추가내용 (7월25일)
3. 게털링건형 CIWS의 효용성
게털링건형 CIWS위력이 너무 폄하되는 듯하여 단점이 아닌 장점도 추가로 정리합니다.
가. 뛰어난 화력
위 표에서 보이듯이 한국에서는 20mm가 아닌 30mm를 잘 선택했습니다.
H사 L모두 유명한 탱크 킬러 A-10과 동일한 30mm 7베럴 어벤져 건이 장착 되었습니다.
30mm 탄두는 전투기, 순항미사일, 탄도탄 비행체에 대하여 단 1~2발만 정확히 직격 하여도
비행체가 추락 할 정도로 화력과 사거리는 20mm에 비해 매우 우수합니다.
정확한 화망구성 사격 시스템이 문제이지 초음속순항미사일과 MaRV 탄도탄의 강하속도로
추정되는 마하 3 까지 비행체에 3.4 초 238 발은 매우 유효한 탄수이고 공격 수단입니다.
추정되는 마하 3 까지 비행체에 3.4 초 238 발은 매우 유효한 탄수이고 공격 수단입니다.
아쉽게도 유효 사거리가 짧아 마하10의 탄도탄은 1.1초의 대응시간으로 70여발의 최소한의
화망구성 방어만 가능합니다.
화망구성 방어만 가능합니다.
그러나 30mm 70발중 단 한발만 스치거나 맞아도 마하 11의 에너지가 탄도부에 직격하며
비행 균형을 무너뜨려 공중 폭발 할 수도 있습니다.
직접 함체가 이련화력에 당하는 것하고 가깝더라도 공중폭발은 함정의 생존성 관점으로는
가치가 다른 이야기입니다. 1초라도 소용없는 공격은 아니라는 겁니다.
또한 탄도탄도 만능이 아닙니다.
*참고. 탄도탄의 비행제어 실체
탄도탄도 비행체 속도가 너무 빠르면 정확도가 떨어질 수 밖에 없습니다.
사실 대기권안에서 탄도탄 형상을 마하3이상 5~10정도를 정확히 제어할수 있는 기술은
아직 인류가 갖추지 못한 기술로 압니다.
쉽게 말하면 대기권안에서 일정 마하 속도가 이상 넘으면 탄두가 비행제어 불가 상태로
돌입하는 겁니다.
돌입하는 겁니다.
즉 마하속도가 빠르면 제어가 불가능해 정확한 탄착점을 쉽게 변경하여 찾을 수도 없고
조금만 비행 균형을 잃어도 진동이 심해 탄착점에서 아주 멀리 떨어질수도 있습니다.
그래서 현대 발달한 측추력 제어 기술로도 일반 탄도탄은 CEP가 여전히 큽니다.
오히려 MaRV는 탄도탄을 저속으로 활공시키고 자세를 제어해 속도를 느리게 만들어
탄착지점을 정밀히 제어하여 기술을 획득한 겁니다.
나. 뛰어난 근접 화망의 신뢰성
게털링건형 CIWS의 뛰어난 점은 비행체가 가까이 올수록 명중율이 급격히 늘어납니다.
미사일형은 초기 가속 단계라서 오히려 그렇지 못합니다.
게털링건형 CIWS는 통상적으로 700m~500m에서는 거의 모든 비행체에 대해
99.9% 가까운 우수한 명중율을 보이는
99.9% 가까운 우수한 명중율을 보이는
초 근접에서는 매우 효율적인 무기체계입니다.
근접방공시스템에서 미사일이 아닌 건이 양대산맥으로 존재할수 있었던 이유는 다 이러한
이유 때문입니다.
이유 때문입니다.
40년전에 개발된 체계라도 AESA레이더와 같이 더욱 신뢰성이 있도록 더 발전시키면 그만입니다.
특히 해당 시스템은 미사일이 타격하기 힘든 초수평선 순항미사일과 공중 및 수상드론에는
매우 효율적 화력 체계라는 장점도 잇지 말아야 합니다.
매우 효율적 화력 체계라는 장점도 잇지 말아야 합니다.
다. CIWS의 발전성
CIWS에 AESA장착은 세계최초 입니다. 기계식 레이더 보다 잇점은 필요한 전자기적
주파수 변조 신호증폭등으로 탐지->추적 ->기동 예측 -> 공격반응 주기시간 효율을 극대화해
극단적으로 줄여 사격 순간을 특별히 제어해 사격 정확도를 높일 가능성도 있다는 겁니다.
사격시 대응 시간이 없으면 시간 1초를 100초처럼 나눠 쓰며 진동까지 제어 하는 기술 입니다.
그리고 미국에서 소형탄두의 유도기술을 시험 했던것으로 압니다.
종말단계에 30mm 소형 유도 미사일에 가까운 기동을 한다면 충분히 미래 에도 존재할
가치가 있어 보입니다.
가치가 있어 보입니다.
레이져 무기또한 현재기술로는 5~10 초이상 긴 시간동안 진동하지 않는 추적능력과
에너지 집중력 능력이 있어야 유효합니다.
세상에 만능무기라는 것은 없습니다. 다만 주어진 환경아래 최선을 다해야 할 뿐입니다.
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- best실드아이 (10.0.xxx.xxx)
- 2021-07-25 01:15:54
- 글쓴이께서 CIWS에 너무 큰 기대를 하고 있는거 같은데요. 알량한 3cm짜리 쇳조각으로 탄도탄을 요격한다 한들 그 잔해가 어디 위로 떨어지겠습니까? 3초 안에 낙탄합니다... 탄도탄은 미사일로 대응하는게 맞고, 애초에 CIWS는 일대일 상황의 골키퍼 같은거라 안 달아놓자니 불안해서 달아놓는 그런 느낌으로 이해하면 되지 않을까 생각해 봅니다
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- 수세적공격자 (10.0.xxx.xxx)
- 2021-07-24 20:05:10
- 다행히 L사가 유력하다는 소리가 들리더군요
