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개발의 역사

영국은 무기 개발에 있어 독자적인 능력을 발휘해왔다. 1950년대부터 미국을 시작으로 소련이 저속 저공비행 표적을 상대하는 단거리 대공방어(SHORAD, Short range air defense) 체계에 속하는 휴대용 대공방어체계(MANPADS, Man-portable air-defense systems)를 개발하자 자체 개발에 나선다.

미국과 소련의 맨패드는 표적의 엔진의 열기 등에서 나오는 적외선을 추적하는 방식을 사용했다. 그러나, 당시에는 정면으로 다가오는 표적에 대한 대응이 어려웠고, 기만체계에 잘 속는다는 문제가 드러났다. 영국은 이런 문제를 해결하기 위해 사수가 명중할 때까지 조정하는 수동시선지령유도(MCLOS, Manual Command to Line Of Sight) 방식을 채택했고, 블로우파이프(Blowpipe)라는 맨패드를 만들어냈다.

하지만, 사수의 숙련도에 크게 의존할 수밖에 없는 등의 문제가 불거졌고, 결국 유도 방식을 반자동시선지령유도(SACLOS, semi-active command-line-of-sight)로 개량한 재블린(Javelin)을 만들었다. 그러나 이마저도 포클랜드 전쟁을 통해 기대에 못 미치는 성과를 보여주었다.

블로우파이프와 재블린을 개발한 쇼트 브라더스(Short Brothers)사는 명중률 개선을 위해 반능동레이저유도 방식으로 바꾼 스타버스트(Starburst)로 알려진 재블린 S15를 개발했고 1989년부터 운용에 들어갔다.

영국군은 1980년대에 배치된 맨패드들이 있었지만, 1980년대 초반 영국군은 군사적 검토를 통해 1971년부터 운용한 SALCOS 방식의 레이피어(Rapier) 지대공 미사일 시스템을 보완할 새로운 고속 지대공 미사일이 필요하다는 결론을 내렸다. 이에 따라 고속 지대공 미사일에 대한 참모본부 요구조건(GSR, General Staff Requirement) 3979가 발표되었다.

1984년 쇼트 브라더스의 미사일 사업부인 쇼트 미사일 시스템(Shorts Missile Systems, 현 탈레스 Thales)과 브리티시 에어로스페이스(British Aerospace, 현 BAE 시스템)의 두 업체와 1년간의 체계 정의 연구 계약을 체결했다.

브리티시 에어로스페이스는 썬더볼트(Thunderbolt)라는 이름의 마하 4의 속도를 가진 미사일을 제안했다. 썬더볼트는 영국 육군의 알비스(Avlis) 스토머(Stormer) 병력수송장갑차(APC)에 8발을 적재하거나, 보병이 한 발만 운용하거나 받침대가 있는 거치식 발사대에서 4발을 운용할 수 있었다.

쇼트 미사일 시스템은 사거리 4km의 고속 미사일(HVM, High-Velocity Missile)을 제안했다. HVM은 스타스트릭(Starstreak)으로도 불렸으며, 썬더볼트처럼 차량 거치, 보병 독립 운용 그리고 거치식 발사대 이용이 가능했다.

쇼트 미사일 시스템의 스타스트릭 HVM(이하 스타스트릭)은 표적의 속도와 방향을 탐지한 후 발사 후 예상 충돌 지점으로 미사일을 유도하는 레이저 빔 라이딩(Lase Beam Riding) 방식을 사용한다.

레이저 빔 라이딩 방식은 미사일에 장착된 수광부가 레이저 광선을 감지하여 따라가는 방식이다. 표적에 비춘 레이저 빔의 반사파를 포착하는 반능동 레이저 유도(semi-active laser homing system) 방식과 달리 표적을 계속 비추지 않아도 된다는 장점이 있다. 하지만, 고속 표적의 경우 사수가 이를 따라가기 힘들 수 있다.

스타스트릭은 일반적으로 사용하는 탄두를 사용하지 않고 3개의 텅스텐 합금으로 된 화살 모양의 것을 사용한다. 텅스텐 합금 외피를 가진 이것의 공식 명칭은 히트타일(Hittiles)이지만, 일반적으로 다트(dart)라 부른다. 다트는 충격 지연 신관을 사용하여 표적을 뚫고 들어간 후 폭발한다.

또 다른 특징으로는 기존에 운용하던 마하 1.5의 스타버스트보다 빠르고, 마하 2.54(750m/s)의 미국제 FIM-92 스팅어(Stinger)나 마하 1.9(570m/s)의 러시아제 9K38 이글라(Igla)보다 빠른 마하 3 이상의 속도다. 빠른 속도는 발사 후 표적에 도달하는 시간이 짧다는 장점이 있다.

1986년 12월, 영국 국방성은 쇼트 미사일 시스템과 스타스트릭 시스템의 개발 및 초기 제작을 위해 2억 2500만 파운드 규모의 계약을 체결했다. 장갑차량 제작사 알비스와는 스토머 장갑차에 이 미사일을 장착하기 위한 작업을 위해 4,000만 파운드 규모의 계약을 체결했다.

스타스트릭 체계 개발에는 전체 시스템 주계약자인 쇼트 미사일 시스템 외에도 많은 업체가 참여했다. 조준 장치 및 광학 시스템은 아비모(Avimo), 시험 장치는 라칼 인스트루먼트(Racal Instruments), 발사관은 헌팅 엔지니어링(Hunting Engineering), 로켓 엔진과 신관은 Bae RO, 자이로스코프와 데이터버스는 BAE 시스템, 그리고 전자 장비는 마르코니 에비오닉스(Marconi Avionics)가 담당했다.

스타스트릭의 납품은 계획보다 5년 늦은 1994년에 시작되었다. 이 시기 쇼트 브라더스는 큰 변화를 겪었다. 쇼트 브라더스는 1989년 캐나다 봄 바르디어(Bombardier)에 인수되었다. 1993년 봄바르디어는 톰슨(Thomson)-CSF와 쇼트 미사일 시스템(Shorts Missie Systems)이라는 조인트벤처를 설립했다.

2000년 톰슨-CSF는 봄바르디어가 보유한 지분 50%를 모두 사들여 쇼트 미사일 시스템을 완전한 자회사로 만들었다. 같은 해 톰슨-CSF는 여러 인수 합병을 통해 탄생한 탈레스(Thales) 그룹 계열사가 되었고, 2001년 쇼트 미사일 시스템은 탈레스 에어디펜스(Thales Air Defence Ltd, TADL)가 되었다.

1994년에는 쿠웨이트가 스타스트릭을 주문하면서 첫 수출을 기록했다. 같은 해, 영국 해군은 내층 방어 시스템(ILDS, Inner Layer Defence System)이라는 해군 함정용 시스템으로 도입을 결정했다.

1997년 9월, 영국 국방성은 스타스트릭의 사용을 승인하면서 본격적인 배치가 시작되었다. 보병 휴대형이나 거치식인 경량다연발 발사대(LML, Lightweight Multiple Launcher) 또는 알비스(Avlis) 스토머(Stormer) 병력수송장갑차(APC)에 탑재하는 방식으로 운용된다. 스타스트릭은 재블린과 스타버스트용으로 개발된 8발 발사대도 이용할 수 있다.

2001년 영국 국방성은 탈레스 에어디펜스 시스템과 영국 육군의 스타스트릭용 석세서(Successor) 피아식별(IFF) 시스템 계약을 체결했다. 후속 계약으로 열상 조준경 계약도 체결되었다. 2007년 탈레스 에어디펜스는 개량형인 스타스트릭 II 개발을 발표했다. 새로운 미사일은 사거리가 7,000m로 늘어났고, 타겟팅 시스템이 개선되었으며, 더 높은 고도의 목표를 처리할 수 있게 되었다.

탈레스 에어디펜스는 2012년에 계층별 통합 방공 솔루션을 쉴드(SHIELD)라는 브랜드로 통합했다. 국토 방어 등을 위한 장거리 대공 미사일 방어는 스테이트쉴드(StateSHIELD), 핵심 자산 방어를 위한 중거리 지역 방어는 존쉴드(ZoneSHIELD), 전선의 단거리 방어는 포스쉴드(ForceSHILED)라 명명했다. 스타스트릭은 위협 탐지를 위한 레이더와 각종 시스템과 함께 포스쉴드에 속한다.

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특징

스타스트릭은 장갑차량 등 다양한 플랫폼에서 운용이 가능한 단거리 대공방어(SHORAD) 시스템이지만, 보병 1인이 운용할 수 있는 휴대용대공방어(MANPADS) 시스템이기도 하다.

스타스트릭은 미사일이 경량의 복합재로 만들어진 발사관에 담긴 채로 운용된다. 휴대용으로 운용 시에는 휴대용 발사 장비에 발사관을 결합하여 운용하며, 장갑차량의 경우 차량 지붕에 조준 장치를 장착하고 다수의 발사관을 장착하여 운용한다.

발사관 내부에 담긴 미사일은 길이 1.39m, 직경 0.27m, 중량 14kg다. 발사관에서 사출을 담당하는 1단 모터는 로얄 오드넌스(Royal Ordnance)가 개발한 브램블링(Brambling) 고체 로켓 모터이며, 가속을 담당하는 2단 모터는 로얄 오드넌스의 티투스(Titus) 고체 로켓 모터다. 이 두 모터 모두 두 가지 재료를 혼합하여 만든 더블 베이스 추진체를 사용한다.

스타스트릭의 사정거리는 300~7,000m이며, 개량형 스타스트릭 II는 사거리가 7,000m 이상으로 늘어났다. 미사일의 최고 속도는 마하 3 이상이다.

스타스트릭은 레이저 빔 라이딩 방식을 사용하며, 사수가 조준 장치로 표적을 포착한 후 유도용 레이저 빔을 발진시키면 이를 따라 표적까지 날아간다. 적외선 유도 방식의 맨패드와 달리 시커 냉각이 필요 없어 조준 장치로 표적을 포착하면 즉시 발사가 가능한데, 맨패드로 운용 시 조준 장치에 발사관을 장착 후 10초 만에 발사가 가능하다.

스타스트릭은 전작인 블로우파이프, 재블린, 스타버스터가 채택한 고폭(HE) 또는 고폭파편(HEFRAG)탄이 아닌 화살 모양의 다트 3개를 사용한다. 다트는 텅스텐 합금 외피 안에 열전지, 자이로, 신관, 폭발물, 그리고 레이저 빔 추적부를 담고 있다. 개별 다트는 길이 396mm, 직경 22mm, 중량 0.9kg이며, 내부에 450g의 PBX-98 폭약이 들어 있다.

발사에서 명중까지의 과정은 다음과 같다. 조준 장치로 표적을 조준한 후 발사 스위치를 누르면 그 즉시 다트의 열전지가 작동되며 자이로가 작동한다.

발사관 앞쪽 마개가 이탈되고, 1단 모터가 점화되면서 발사관 밖으로 이탈한다. 이때 약간 기울어진 모터 노즐로 인해 회전이 이루어진다. 미사일의 회전은 초당 10회의 속도로 이루어진다. 발사관에서 빠져나올 때 발사관 안에서 다트의 흔들림을 잡기 위해 감싸고 있던 지지대도 분리된다. 이때 2단 모터 후방에 있던 4개의 안정핀이 펴진다.

1단 모터는 발사관을 빠져나온 직후 분리된다. 이탈하는 1단 모터와 관성으로 비행하는 2단 모터는 1m 길이의 선(Lanyard)으로 연결되어 있다. 이 선이 빠지면 2단 모터가 점화된다. 2단 모터는 마하 3 이상으로 가속되며, 회전도 초당 35회로 빨라진다.

2단 모터 앞에는 3개의 다트와 다트를 쥐고 있는 다트 지지 분리 시스템(DSSS, Dart Support Separation System)이 위치한다. DSSS는 2단 모터의 연소 가스를 받아 추진시키는 피스톤(Piston), 다트를 잡고 있는 다트 캐리지(Carriage), 그리고 다트 캐리지의 앞을 덮고 있는 앤드 넛(End Nut)으로 구성된다.

2단 모터가 거의 타면 연소 가스가 내부의 펌프를 통해 피스톤에 전달되고, 피스톤이 캐리지를 밀면서 다트를 분리시킨다. 분리된 다트는 뒷부분의 레이저 추적부를 통해 유도 레이저 광선을 포착하고 비행한다.

다트를 운반하는 모터의 회전에 의해 분리된 다트들도 약 1.5m의 반경 안에서 서로 회오리치듯 돌면서 비행한다. 이때  꼬리 부분에 있는 4개의 안정핀과 달리 앞쪽에 고정되지 않은 2개의 카나드가 회전하면서 비행 안정성을 확보한다.

마하 3 이상으로 가속된 상태에서 분리된 다트는 질량과 속도에 의해 높은 운동 에너지를 가진다. 표적에 명중하면 표면을 뚫고 들어가며 이때 지연 신관이 작동하고 폭발한다.

영국 육군은 스타스트릭의 조기 경보용와 수동 목표 탐지용으로 탈레스 옵트로닉스의 대공방어경보장치(ADAD, Air Defence Alerting Device)를 사용한다. ADAD는 적외선 탐색기와 표적 탐지와 우선순위 설정을 위한 프로세서를 갖추고 있어 표적을 자동으로 설정한다.

탈레스 에어디펜스는 장갑차량에서 스타스트릭을 운용하기 위해 저광량카메라, 열상카메라, 자동표적 추적기(ATT), 그리고 360도 탐색 센서를 갖춘 래피드레인저(RAPIDRanger)도 개발했다. 라피드레인저는 주변의 조기경보용 레이더와 네트워크로 연결이 가능하다. 차량 이동 시에는 사용할 수 없기에 정지 상태로 운용된다. 이때 운용자는 차량에서 떨어진 거리에서 차량과 유선으로 연결된 콘솔을 사용하여 운용할 수 있다.

보병 휴대용으로 단발로 운용될 경우에는 단안식 조준경이 달린 발사 통제 장치를 사용한다. 거치대를 사용하는 LML은 3발을 연속으로 발사할 수 있다. 이때 사용하는 조준 장비는 탈레스 에어디펜스의 ASPIC 자동 화력 통제 장치이며, 맨 위에 피아식별기(IFF)를 장착한다. LML은 지상에서 독립적으로 운용할 수도 있지만, 랜드로버 등 경장갑차량에 탑재할 수도 있다.

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운용 현황

스타스트릭은 개발국 영국 외에 남아프리카 공화국, 태국, 인도네시아, 말레이시아에서 운용하고 있으며, 휴대형, LML, 차량 탑재형으로 다양하게 운용되고 있다. 영국 육군은 주로 스토머 장갑차에 탑재한 SP(Self propelled) HVM을 사용한다.

탈레스 에어디펜스는 시장 확대를 위해 다양한 경장갑차량에 탑재하기 위한 방법도 개발했다. 2005년 DSEi에서 핀즈가우어(Pinzgauer) 6X6 고기동차량의 지붕에 4발의 미사일과 조준시스템, TV 카메라, 그리고 열상카메라를 통합한 THOR를 발표했다. 2013년에는 스타스트릭과 더 소형화된 LMM(Lightweight Multirole Missile)을 운용할 수 있는 개량된 래피드레인저(RapidRanger)를 발표했다.

적용 플랫폼을 늘리기 위한 시험도 진행되었다. 육상용으로는 1990년대 초반, 미 육군의 요청으로 어벤저(Avenger) 단거리 대공방어 시스템에 미사일을 장착하여 시험했지만, 채택되지는 않았다.

공대공 무기로서의 가능성도 시험 되었다. 1988년 9월, 당시 쇼트 미사일 시스템은 헬스트릭(HelStreak)이라는 공대공 버전을 AH-64 아파치 공격헬기용 근접 공대공 무기로 사용할 수 있는 가능성을 평가했지만 도입되지는 않았다.

또 다른 시도는 1995년부터 1998년까지 당시 맥도넬 더글러스(McDonnell-Douglas, 현재 보잉 Boeing)과 록히드마틴이 미 육군 AH-64 아파치 공격헬기에서 사용하기 위해 ATASK(Air To Air Starstreak)라는 이름으로 시험한 것이다. ATASK는 1998년 11월 시험에서 공중의 표적을 명중시키는 등 성공을 거두었으나, 실제 도입으로 이어지지는 않았다.

함정용 대공방어 시스템으로도 검토되었다. 쇼트 미사일 시스템은 1986년 영국 해군으로부터 함정용 점 방어 시스템에 스타스트릭을 사용하기 위한 연구 계약을 수여받았다. 해군용 스타스트릭은 씨스트릭(Seastreak)이라는 이름으로 불렸고, 하나의 발사대에 미사일 24발을 탑재한 형태였다. 하지만, 현대적인 해전에서 사용되기 어렵다는 내부 판단에 따라 취소되었다.

빠른 속도에 따른 다트의 높은 운동 에너지에 착안하여 대장갑차량용 무기로서의 가능성도 시험되었다. 1999년 9월, 영국 육군의 FV432 APC를 표적으로 발사 시험이 실시되었다. 이때 다트의 운동 에너지는 보포스 40mm 기관포에 비견되는 것으로 평가받았지만, 대전차 유도미사일에 비해 장갑 관통력이 부족하다는 평가를 받았다.

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변형 및 파생형

1) 운용 형태별

스타스트릭 HVM: 1997년부터 배치된 기본형 모델

스타스트릭 II HVM: 2007년 개발된 개량형. 최대 사거리가 7,000m 이상으로 늘어남.

스타스트릭 LML(Lightweight Multiple Launcher): 경량발사대 LML에서 운용되는 형태로 3발까지 장착. 지상과 차량 등에서 운용 가능.

스토머(Stomer) HVM: 영국 육군이 운용하는 스토머(Stomer) APC 탑재형 단거리 방공 시스템. SP(self propelled) HVM으로도 불림.

THOR: 2005년 탈레스가 공개한 핀즈가우어(Pinzgauer) 6X6 고기동차량에 4발의 미사일을 탑재한 다임무시스템(MMS, Multi Mission System)

래피드레인저(RapidRanger): 탈레스 에어디펜스가 개발한 차량 탑재용 운용 시스템

래피드로버(RapidLover): 탈레스 에어디펜스가 개발한 전술차량에 LML을 탑재한 시스템

2) 시험 모델

헬스트릭(HelStreak): 1988년 쇼트 미사일 시스템이 AH-64 아파치 공격헬기 운용이 가능한지 판단하기 위한 시험 모델

ATASK(Air To Air Starstreak): 1995~1998년 사이 미 육군 AH-64에서 사용 가능을 평가한 공대공 모델

스타스트릭 어벤저(Starstreak Avenger): 1990년대 초반 미 육군의 요청으로 어벤저 단거리 대공방어 차량에 스타스트릭 미사일을 탑재하여 시험한 모델

씨스트릭(Seastreak): 함상 운용을 위해 연구된 다연장 발사대

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제원(스타스트릭 HVM 미사일 기준)

구분: 휴대용 및 거치식 지대공미사일
개발: 쇼트 브라더스(Short Brothers, 현재 탈레스 에어디펜스)
미사일 중량: 16.82kg
미사일 길이: 1.39m
미사일 직경: 0.27m
미사일 중량: 14kg
다트 길이: 396mm
다트 직경: 22mm
다트 중량: 0.9kg(3개 합산 2.7kg)
신관: 충격 지연
유효 사거리: 0.3~7km
최고 속도: 마하 3 이상
유도 방식: 레이저 빔 라이딩

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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.