무기백과
RQ-21 블랙잭 소형 전술무인항공체계(STUAS)
쉐도우를 이은 전천후 차세대 무인정찰기
  • 윤상용
  • 입력 : 2020.12.04 08:26
    RQ-21A 블랙잭 소형 전술무인항공기 <출처: Insitu Inc.>
    RQ-21A 블랙잭 소형 전술무인항공기 <출처: Insitu Inc.>


    개발의 역사

    1994년에 미국 워싱턴주 빙겐(Bingen, WA)에서 에시나 알릭(Esina Alic)이 창업한 벤처 업체인 인시투(Insitu: 라틴어로 ‘현장의’라는 의미)는 무인항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle) 업체로 창업했으며, 주로 기상관측용 장거리 정찰 무인기 제조 분야에 집중했다. 사명(社名)으로 택한 ‘인시투’ 역시 기상관측 용어로, 인공위성을 통한 원격 관측과 반대로 ‘현장에서’ 직접 기상 정보를 수집하는 절차에서 이름을 따왔다. 1990년대에 걸쳐 항공기 제조 기술을 어느 정도 축적한 인시투는 영상 정보 수집용 항공기 개발 분야로 사업 분야를 넓혔으며, 이라크 자유작전(Operation Iraqi Freedom)이 시작된 2003년에는 민수용 영상 정보 수집용 항공기인 ‘시스캔(SeaScan)’을 군용으로 개조한 ‘스캔이글(ScanEagle)’을 미군에 납품하기 시작하면서 방산 분야로 사업 분야를 변경했다. 인시투가 이라크 자유작전을 통해 정찰용 소형 무인항공기 제조업체로 명성을 쌓기 시작하자 그동안 파트너 관계였던 초대형 종합방산/민수제조업체인 보잉(Boeing)이 인시투의 인수를 고려하기 시작했으며, 2008년에 전격적으로 인수해 인시투는 보잉의 자회사가 되었다.

    인시투는 스캔이글 UAV(사진)를 납품하면서 방산회사로 성장하여 급기야 보잉에 인수되었다. <출처: 해군>
    인시투는 스캔이글 UAV(사진)를 납품하면서 방산회사로 성장하여 급기야 보잉에 인수되었다. <출처: 해군>

    한편 미 해병대는 이라크 자유작전(Operation Iraqi Freedom: OIF)과 항구적 자유작전(Operation Enduring Freedom, OEF)이 모두 마무리 단계에 들어서자 중동 지역의 교훈을 반영해 함상에서 운용할 수 있는 소형 전술정찰용 무인항공기 도입을 추진했다. 미 해병대는 제안요청서(RFP: Request for Proposal)를 발행하자 ‘킬러 비(Killer Bee)’를 제안한 레이시온(Raytheon), 에어로존데(Aerosonde)를 제안한 AAI, 스톰(Storm)을 제안한 제네럴 다이내믹스(General Dynamics)/엘빗 시스템즈(Elbit Systems), 그리고 인시투까지 총 4개 업체가 제안서를 제출했다. 미 해병대는 2010년 6월까지 4개사의 제안서를 검토한 후 인시투를 우선협상대상자로 선정했으며, 인시투는 해병대에 제안한 기체를 “인테그레이터(Integrator)”로 명명했다. 해병대의 계약을 대행한 미 해군 항공체계 사령부(Navy Air Systems Command, NAVAIR)는 ‘인테그레이터’의 설계 및 개발 계약을 4,370만 달러로 체결했다. 미 해병대는 2012년 1월에 인시투로부터 ‘인테그레이터’ 시제기를 인도 받아 조기운용능력(EOC: Early Operational Capability) 선언을 위해 시험에 들어갔다. ‘인테그레이터’ 시제기는 미 해병 제2 및 제3 무인항공대대(VMU2, VMU3)에 인도되어 2012년 7월 28일에 초도 비행을 실시했으며, 같은 해 9월 10일에는 개발 시험 단계에 들어서면서 총 66분간 비행을 소화했다. 이들 시제기는 사출 시스템과 ‘스카이훅(Skyhook)’으로 명명된 기체 회복 시스템을 통해 이함 및 회수 시험을 거쳤으며, 이를 통과함에 따라 활주로가 확보되지 않더라도 사출기로 지상이나 함상에서 항공기 운용이 가능하다고 판정했다.

    미 해군 샌안토니오급 상륙수송도크함인 메사 베르데(Mesa Verde, LPD-19)함에서 이함 한 블랙잭의 모습. (출처: US Navy/Mass Communication Specialist 3rd Class Sabrina Fine)
    미 해군 샌안토니오급 상륙수송도크함인 메사 베르데(Mesa Verde, LPD-19)함에서 이함 한 블랙잭의 모습. (출처: US Navy/Mass Communication Specialist 3rd Class Sabrina Fine)

    2013년 2월 10일에는 ‘인테그레이터’를 미 해군의 샌안토니오급 상륙수송도크함인 메사 베르데(USS Mesa Verde, LPD-19)함에 탑재하여 운용 시험을 실시했으며, 2013년 2월 19일에는 앞선 시험 평가 과정에서 드러난 문제점을 개선한 블록 2형의 초도 비행을 실시했다. 블록 2형은 최초 기체와 여러 면에서 차이가 있었는데, 우선 중량이 55kg에 달했고, 신형 지상통제체계(GCS)로 통제했으며, 스캔이글의 야간용 형상인 나이트이글(Nighteagle)에 적용한 야간 센서가 탑재됐다. 이 블록 2형은 이라크 및 아프가니스탄 같은 전장 환경을 고려하여 설계됐으므로 고온 환경에서 견딜 수 있도록 개선이 가해져 있었다.

    RQ-21A가 사출 장비 위에서 이륙 대기 중인 모습 (출처: US Marine Corps/Pfc. Jake M.T. McClung)
    RQ-21A가 사출 장비 위에서 이륙 대기 중인 모습 (출처: US Marine Corps/Pfc. Jake M.T. McClung)

    소형 전술 무인항공체계 사업을 주도한 미 해군 항공체계사령부는 2013년 5월 15일 자로 인시투의 무인항공기를 최종 선정했으며, 기체 번호로 RQ-21A를 부여했다. 해당 기체는 저율 초도생산(LRIP: Low-rate Initial Production)부터 시작해 같은 해 6월 12일에는 미 동부 해안에서 처음으로 비행 시험에 성공했다. 당시 시험 비행 때는 공압식 사출기를 사용해 항공기를 이륙시켰으며, 총 1.8시간 동안 비행한 후 인시투에서 제작한 기체 회복 시스템(SRS)을 통해 착륙했다.

    RQ-21A가 사출 장비 위에서 이륙 대기 중인 모습 (출처: US Marine Corps/Pfc. Jake M.T. McClung)

    2013년 9월, 미 해군은 “인테그레이터”의 명칭을 “블랙잭(Black Jack)”으로 변경했으며, 2013년 11월 28일 자로 보잉-인시투와 완전가동생산을 위한 준비 단계로 1세트의 저율 초도생산 계약을 880만 달러로 체결했다. “블랙잭”의 저율 초도 생산은 2014년 1월부터 시작되어 미 해군과 해병대는 기체 시험 평가에 착수했으며, 평가 결과에 기초하여 미 해군이 우선 2014년 12월 자로 총 3세트를 도입하였다. 미 해군은 2015년 7월에 두 세트를 인도받았으며, 2018년에는 미 해병대 역시 기존에 운용하던 RQ-7 쉐도우(Shadow)를 모두 도태시킴에 따라 본격적으로 블랙잭을 운용하게 되었다.


    특징

    RQ-21A 블랙잭은 직선익을 채택했고, 엔진은 동체의 뒤쪽에 위치한다. <출처: Insitu Inc.>
    RQ-21A 블랙잭은 직선익을 채택했고, 엔진은 동체의 뒤쪽에 위치한다. <출처: Insitu Inc.>

    기본적으로 블랙잭은 인시투가 앞서 개발한 스캔이글보다 크고 무거운 대신 능력 또한 뛰어나다. 블랙잭은 두 개의 트윈 붐(twin-boom)이 동체 후방에 설치되어 수평미익을 올려놓았고, 엔진 흡입구는 동체 중앙에 위치시켰다. 날개는 직선익으로 채택했으며 엔진은 동체 중심에서 약간 뒤쪽에 위치시켰다.

    웹스터 야전 종합시험장에서 사출대 위에 장착 중인 RQ-21A의 모습 (출처: US Navy)
    웹스터 야전 종합시험장에서 사출대 위에 장착 중인 RQ-21A의 모습 (출처: US Navy)

    블랙잭은 모듈(module) 방식으로 조립하듯이 탑재 장비(페이로드, Payload)를 교체할 수 있으며, 탑재 공간 슬롯을 여섯 개 확보하고 있기 때문에 카메라, 통신 장비, 센서류를 적절하게 조합하여 총 17kg 중량 내에서 필요에 따른 임무 장비를 선택해 장착할 수 있다. 또한 16시간 이상 장기 체공이 가능하기 때문에 대양에서 전개하여 장시간 동안 원거리 정찰을 실시하기에도 적합하다. 블랙잭은 장기 체공을 하면서 실시간으로 영상 정보를 수집해 전송할 수 있으므로 함대가 즉각적인 위협을 파악할 수 있다. 해상에 장애물이 없다고 가정할 경우, 통상적인 운항 고도에서 영상 정보를 수집하면 블랙잭은 최대 55해리(약 102km)까지 탐지가 가능하다.

    블랙잭은 8마력 100cc 엔진을 채용했으며(좌), 10마력급 코스워쓰 AG엔진(우)의 장착도 시험되었다. <출처: Public Domain>
    블랙잭은 8마력 100cc 엔진을 채용했으며(좌), 10마력급 코스워쓰 AG엔진(우)의 장착도 시험되었다. <출처: Public Domain>

    RQ-21A의 엔진은 8마력 급 100cc 2행정 사이클 방식의 중유(重油) 왕복 엔진이 채택되었으며, 엔진은 전기 연료 주입장치(EFI: Electronic Fuel Injection)가 통합되어 항공유 중 JP-5나 JP-8을 사용한다. 실제 검증이 된 바로는 연속 임무로 13시간가량 무리 없이 비행이 가능하며, 5,944m까지 상승이 가능하고 항속 거리는 지상 통제시설(GCS: Ground Control System)과 통신 연결 한계인 50해리(海里)까지 커버한다. 수평 비행 최고 속도는 약 90kt, 순항 속도는 50kt 정도다.

    미 해병대의 체리 포인트 항공기지(MCAS Cherry Point)에서 이륙시킨 RQ-21A를 회수용 장비로 회수한 모습. (출처: US Marine Corps/Pfc. Nicholas P. Baird)
    미 해병대의 체리 포인트 항공기지(MCAS Cherry Point)에서 이륙시킨 RQ-21A를 회수용 장비로 회수한 모습. (출처: US Marine Corps/Pfc. Nicholas P. Baird)

    앞서 말했듯 탑재 장비는 임무에 따라 교체와 조합이 가능하며, 특히 임무가 지상 혹은 해상 작전 위주인지의 여부에 따라 크게 달라진다. 주요 임무 장비는 주로 통신 중계 장비와 중계 장비 방호용 전자기 방어체계, 무선주파수 센서, 알티캠 비전(Alticam Vision™) 이미지 시스템 등이 장착된다. 전방 동체 쪽 기수 아래에 장착된 터릿(turret)은 안정화 시스템이 장착되어 비행 간에 발생하는 진동을 최소화하며, 터릿 안에 탑재된 카메라가 대상체를 찍으면 비행 중에도 자동으로 추적한다.

    블랙잭의 터릿에는 EO 이미저, 열상카메라, 레이저 측거기, IR 지시기 등 주요센서가 내장되어 있다. <출처: Insitu Inc.>
    블랙잭의 터릿에는 EO 이미저, 열상카메라, 레이저 측거기, IR 지시기 등 주요센서가 내장되어 있다. <출처: Insitu Inc.>

    터릿에는 레이저 거리측정기와 IR 마커(marker)도 함께 들어있으며, 주간 촬영을 위해 고해상도 전자광학(EO) 이미저(imager)가 설치되어 있다. 이 EO 이미저는 시계 범위가 1.1˚~25˚이며, 최대 4배 디지털 줌을 지원한다. 야간 임무를 위해서는 열화상 탐지가 가능한 중파 적외선 카메라가 장착되어 있다. 통신 중계는 암호화 장비 및 인터넷(TCP/IP) 프로토콜까지 모두 갖추고 있다. 또한 블랙잭은 2013년 2월부터 Z 마이크로시스템즈(Z Microsystems)사의 지능형 디스플레이 시리즈(IDS: Intelligence Display Series)를 장착해 실시간 고해상도 영상 전송이 가능하다.

    블랙잭의 터릿에는 EO 이미저, 열상카메라, 레이저 측거기, IR 지시기 등 주요센서가 내장되어 있다. <출처: Insitu Inc.>


    운용 현황

    블랙잭은 2016년 10월부터 완전가동생산에 들어갔으며, 미 해병 제1, 2 무인항공대대(VMU-1, VMU-2)에 배치되어 미 해병대의 전 세계 원정 작전을 지원하고 있다.

    사출대에서 이륙한 RQ-21A 블랙잭 소형 전술 무인항공체계(STUAS) (출처: US Navy)
    사출대에서 이륙한 RQ-21A 블랙잭 소형 전술 무인항공체계(STUAS) (출처: US Navy)

    RQ-21A의 임무 분야는 수색 구조 임무, 재난 대응 임무, 부대 방호 임무, 제병 협동작전, 표적 추적, 전투 피해 평가(BDA), 행동 패턴 탐색, 국경 감시, 자산 보호, 통신 중계, 네트워크화 작전, 대 해적 작전 등을 망라한다. 특히 블랙잭은 함정에서 곧장 띄웠다가 간단히 회수할 수 있으므로 해상 작전에서 활용폭이 넓다. 블랙잭은 기체 설계가 단순한 편이기 때문에 후속군수지원 소요도 적은 편이며, 이륙은 사출기로 쏘아 올릴 수 있고 착륙에는 활주로가 필요 없으므로 함정에서 운용하기에도 용이하다.

    RQ-21A에게 자리를 내주면서 도태된 쉐도우(Shadow) 무인기 (출처: US Department of Defense)
    RQ-21A에게 자리를 내주면서 도태된 쉐도우(Shadow) 무인기 (출처: US Department of Defense)

    미 해병대는 2014년 4월부터 아프가니스탄에서 블랙잭을 운용하기 시작했으며, 블랙잭 1 세트는 총 5대의 항공기와 2대의 지상통제스테이션(GCS), 이착륙 지원체계로 구성됐다. 당시 미 해병대는 정보/감시/정찰(ISR) 임무에 RQ-21A를 투입했으며, 총 119일간 운용하여 비행시간 1,000 시간을 기록한 후 2014년 9월 10일 자로 전 기체를 본토로 회수했다. 주로 지상에서 운용하던 블랙잭은 2015년 봄부터 군함에 탑재하여 운용을 시작했다. 미 해병대는 초도운용능력(IOC)을 2016년 1월에 선언했으며, 미 해병 특수전사령부(MARSOC)는 2016년 여름부터 블랙잭을 이라크에 전개했다.

    2019년 7월 31일, 미 해병 제11 해병 원정부대(MEU) 예하 제163 중형 틸트로터 비행대대(VMM-163)에서 RQ-21A 블랙잭을 이함 준비 중인 모습. 이날 블랙잭은 미 해군
    2019년 7월 31일, 미 해병 제11 해병 원정부대(MEU) 예하 제163 중형 틸트로터 비행대대(VMM-163)에서 RQ-21A 블랙잭을 이함 준비 중인 모습. 이날 블랙잭은 미 해군 "박서(Boxer)" 상륙준비단에 소속된 상륙수송도크함인 존 P. 멀타(John P. Murtha, LPD-26)에서 이함 해 인도양에서 시험 비행을 실시했다. (출처: US Marine Corps/Cpl. Adam Dublinske)

    블랙잭의 완전가동생산(FRP: Full-Rate Production)은 품질 문제 때문에 실시되지 않았는데, 미 국방부는 2013년부터 2015년까지 관련 검토를 실시했으나 문제가 해결되지 않았다고 판단했고, 2015년 보고서에서는 심지어 RQ-21A가 “작전적으로 비효율적”, “작전적으로 부적합”하다는 평가가 나왔다. 당시 보고서가 가장 중요하게 지적한 부분은 기체 보안 부분인데, 보고서는 “항공기 시스템이 사이버 보안 상의 취약점으로 적에게 탈취당할 가능성이 있으며, 전체적인 평가를 보면 몇 가지 주요 요구도를 충족하지 못하고 있다"라고 평가했다.

    미 해병 제1 무인기 비행대대(VMU-1) 소속 장병들이 RQ-21A를 회수 중인 장면 (출처: US Marine Corps/Sgt. Brytani Wheeler)
    미 해병 제1 무인기 비행대대(VMU-1) 소속 장병들이 RQ-21A를 회수 중인 장면 (출처: US Marine Corps/Sgt. Brytani Wheeler)

    RQ-21A는 주로 미 해병대와 해군이 도입했으며, 미 해병은 최초 32세트를 도입한 후 100세트를 추가로 도입할 예정이고, 해군은 25세트 도입 주문을 넣은 상태다. 한편 RQ-21A 한 세트가 캐나다 국방부에 판매되어 첫 수출로 기록됐고, 네덜란드 해군, 캐나다 해군 및 폴란드 해군과 특수부대도 도입했거나 도입 중인 것으로 알려지고 있다. 또한 계약 상으로 공개하지 않고 있으나 최소 1개 중동 국가도 25세트 가량을 도입한 것으로 보인다.

    미 해병대 뿐만 아니라 해군도 RQ-21A를 주문하여 운용 중에 있다. <출처: 미 해군>
    미 해병대 뿐만 아니라 해군도 RQ-21A를 주문하여 운용 중에 있다. <출처: 미 해군>

    한편 제조사인 인시투는 2015년 동작감지영상 소프트웨어 업체인 2d3를 인수했으며, 2016년에는 별도의 민수 사업 부문을 설립하기로 하면서 ‘인시투 커머셜(Insitu Commercial)’로 명명했다.


    파생형

    RQ-21A 블랙잭 소형 전술정찰무인기: 인시투가 미 해병대 및 해군 정찰용으로 제작한 소형 무인항공기

    RQ-21A 블랙잭 STUAS <출처: Insitu Inc.>
    RQ-21A 블랙잭 STUAS <출처: Insitu Inc.>


    제원

    제조사: 인시투
    용도: 정찰용 무인항공체계
    탑승 인원: 0명
    운용 인원: 4명
    전장: 2.5m
    날개 길이: 4.9m
    자체 중량: 37kg
    최대 이륙 중량: 61kg
    추진 체계: 8마력(6kW) EFI 피스톤엔진 x 1
    프로펠러: 2개
    최고 속도: 166km/h
    순항 속도: 111km/h
    항속 거리: 93km
    체공 시간: 16시간
    실용 상승 한도: 5,944m
    탑재 장비: 전자광학(E/O) 이미지 센서, 중파 적외선 센서, IR 마커(marker), 레이저 거리측정기(LRF), IDS, 자동 식별체계
    사업 비용: 5억 5,900만 달러(2017년 기준, 104대 및 부가 시스템)


    저자 소개

    윤상용 | 군사 칼럼니스트

    RQ-21 블랙잭 소형 전술무인항공체계(STUAS)

    예비역 대위로 현재 한국국방안보포럼(KODEF) 연구위원으로 활동하고 있다. 미국 머서스버그 아카데미(Mercersburg Academy) 및 서강대학교 정치외교학과를 졸업했으며, 동 대학 국제대학원에서 국제관계학 석사학위를 받았다. 육군 통역사관 2기로 임관하여 육군 제3야전군사령부에서 군사령관 전속 통역장교로 근무했으며, 미 육군성에서 수여하는 육군근무유공훈장(Army Achievement Medal)을 수훈했다. 주간 경제지인 《이코노믹 리뷰》에 칼럼 ‘밀리터리 노트’를 연재 중이며, 역서로는 『명장의 코드』, 『영화 속의 국제정치』(공역), 『아메리칸 스나이퍼』(공역), 『이런 전쟁』(공역)이 있다.

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