북한은 2012년 장거리 로켓 발사와 2013년 초 3차 핵실험을 강행한 이후 정전협정 백지화 선언, 남북불가침조약 폐기, 군 통신선 차단 등 도발 위협의 수위를 높이고 있다. 북한의 위협이 계속되면서 미국은 한미연합훈련에 B-52 폭격기, B-2 스텔스기 등의 첨단무기를 투입해 한반도 방어를 위한 훈련을 시행했으며, 한국도 전군경계태세를 높이고 감시를 강화하는 등 혹시 모를 도발에 만반의 준비를 다하고 있다.
스텔스 폭격기 B-2
미군의 공습이 시작되면 언론에서 가장 먼저 언급하는 군용기가 하나 있다. 바로 B-2 폭격기이다. B-2 폭격기는 레이더에 잡히지 않는 스텔스 폭격기로 유명하다. 스텔스 폭격기는 적 방공망을 몰래 뚫고 들어가 적의 중요 시설물에 폭탄을 투하할 수 있는 능력을 갖춘 폭격기를 말한다. 이러한 B-2 폭격기의 능력 때문에, B-2 폭격기는 항상 공습의 최일선에 나서게 된다. 그래서 미군에서는 B-2 폭격기를 날아가는 화살의 화살촉에 비유하기도 한다.
- ▲ (좌)1988년 10월 B-2 폭격기는 세상에 그 존재를 공개하였으며, 1989년 7월 최초 비행에 성공하였다.<사진출처 : 미 공군> (우)B-2 폭격기의 경우, 레이더 반사 단면적은 아이들이 가지고 노는 작은 유리 구슬 하나 정도로 알려져 있다.<사진출처 : 미 공군>
1979년부터 시작된 B-2 폭격기의 개발
동서냉전이 고조되던 1979년 미공군은 운용중인 B-52 폭격기를 대체할 새로운 폭격기의 개발 사업을 시작한다. 선진기술폭격기(ATB: Advanced Technology Bomber)로 알려진 이 사업은, 록히드(현 록히드 마틴)사와 노스롭(현 노스롭 그루먼)사가 참여해 경쟁을 벌였다. 1981년 노스롭사가 제안한 기체가 B-2 스피릿 폭격기로 선정되었다. 1982년부터 본격적인 생산이 시작되었지만, 이 계획은 당시 존재 자체도 공개되지 않았을 정도로 극비리에 진행되었다. 1988년 11월 B-2 폭격기는 세상에 그 존재를 공개하였으며, 1989년 7월 최초 비행에 성공하였다. 미공군은 132대의 B-2 폭격기를 구매할 예정이었지만, 구소련이 붕괴하면서 국방예산이 대폭 감축되어 어쩔 수 없이 구매 수량을 축소할 수 밖에 없었다. 결국 B-2 폭격기는 총 21대만 양산되었고, 2009년에는 사고로 1대를 잃어버리면서 현재는 20대를 미공군이 운용 중이다. 생산대수가 줄어 들면서 기체 가격도 급상승 했다. 알려진 B-2 폭격기의 대당 가격은 한화 2조원 이상이다. 공군이 운용중인 F-15K 전투기가 대당 한화 1100억원이상인 것을 감안한다면, B-2 폭격기 1대면 F-15K 전투기 20대를 살 수 있다.
- ▲ (좌)전익기인 B-2 폭격기는 전폭은 넓고 전장이 짧아 일반적인 폭격기 격납고에는 수용이 불가능하다.<사진출처 : 미 공군> (우)스텔스기는 피탐지성 즉 스텔스 성능을 지속적으로 유지 관리해 주어야 한다.<사진출처 : 미 공군>
B-2 폭격기의 놀라운 스텔스 성능
고도의 스텔스 기술이 사용된 B-2 폭격기의 스텔스 성능은 과연 어느 정도인가? 많은 사람들이 궁금히 여기고 있지만, 기밀사항이라 한번도 공개된 적이 없다. 다만 알려진 바에 의하면 B-2 폭격기의 경우, 레이더 반사 단면적(RCS: Radar Cross Section)은 아이들이 가지고 노는 작은 유리 구슬 하나 정도로 알려져 있다. 동급의 레이더 반사 단면적을 가진 다른 항공기로는 F-22 전투기가 있다. 참고로 F-117 전투기와 F-35 전투기는 골프공 보다 조금 크거나 작은 크기(0.001㎡)이다. 스텔스기가 아닌 일반적인 전투기는 1㎡가 넘는 경우도 흔하다. 이렇게 뛰어난 스텔스 성능을 가진 B-2 폭격기이지만, 스텔스 성능을 운용 유지하는 일이란 결코 쉽지 않은 일이다. 다른 군용기와 달리 스텔스기는 피탐지성 즉 스텔스 성능을 지속적으로 유지 관리해 주어야 한다. 특히 레이더 전파 흡수재인 RAM의 도색상태를 점검해야 하고, 온도 및 습도의 유지도 중요한 사항 중 하나이다. 경우에 따라서는 기체에 RAM을 재도색 해야 한다. 또한 전익기인 B-2 폭격기는 전폭은 넓고 전장이 짧아 일반적인 폭격기 격납고에는 수용이 불가능하다. 이러한 문제들로 인해 B-2 폭격기는 에어컨 시설이 설치된 별도의 전용 격납고에서 운용하게 된다.
- ▲ B-2 폭격기 최초의 실전참가는 1999년 3월 나토의 유고 연방 공습작전인 코소보전이다.<사진출처 : 미 공군>
B-2 폭격기의 실전참가
B-2 폭격기 최초의 실전참가는 1999년 3월 나토의 유고 연방 공습작전인 코소보전이다. 이 작전에서 총 6대의 B-2 폭격기가 45회의 출격수를 기록하였다. B-2 폭격기는 유고 연방의 중요한 목표물에 656여 발의 갬(GAM: GPS-Aided Muntion)과 제이담등의 스마트 폭탄을 투하하였다. 이후 B-2 폭격기는 2001년 9.11 테러가 발생하면서 시작된 대테러 전쟁인 아프가니스탄 전쟁에도 참가했다. B-2 폭격기는 10월 7일 첫 공습을 시작으로 3일 동안 총 6회의 공습 임무를 수행했다. 개전 초기 적의 중요한 표적이 제거된 뒤에는, 알카에다와 탈레반 지도부의 뒤를 쫓아 이들을 제거하는 임무를 맡았다. 2003년 제2차 걸프전인 이라크 자유작전에서는 총 4기의 B-2 폭격기가 참가했고, 583여 발의 제이담이 공습에 사용되었다. 특히 미국이 가능성 있는 목표물(Target of Opportunity)이라고 부른, 사담 후세인과 그의 추종세력에 대한 공습에서 두각을 나타냈다. 최근에는 대리비아 공습작전인 오딧세이의 새벽(Odyssey Dawn)에도 참가했다. 작전 첫날 3대의 B-2 폭격기는 45발의 제이담을 나눠 싣고, 지구의 절반에 해당하는 8300Km를 날아 리비아에 공습을 감행했다. 공습 목표는 리비아에 위치한 가르다비야 민군겸용공항의 군사 시설물로, 미해군에서 발사된 토마호크 순항미사일과 함께 목표물을 성공적으로 파괴했다. 이번 임무에 투입된 B-2 폭격기들은 25시간을 넘게 비행했으며, 이 과정에서 4차례의 공중급유를 받았다.
- ▲ B-2 폭격기는 500파운드(약250Kg)의 제이담 80발을 투하 80개의 개별 목표를 파괴할 수도 있다.<사진출처 : 미 공군>
한 번에 80개의 목표물을 공격한다
B-2 폭격기는 재래식 공격능력과 핵 공격능력을 동시에 보유한 멀티롤(Multi-Role) 폭격기이다. 특히 재래식 공격능력은 전 세계의 어떤 군용기 보다 강력하다. B-2 폭격기는 최대 23t의 각종 무장을 탑재할 수 있다. B-2 폭격기 2대에 탑재된 스마트 폭탄은 일반 전투기의 72대에 해당하는 임무를 수행할 수 있다. B-2 폭격기는 고도 12200m 상공에서 탑재된 APQ-181 컨포멀 레이더를 이용하여, 한번에 2000 파운드(약 907Kg)의 제이담 16발을 투하 16개의 개별 목표를 파괴할 수 있다. 이보다 작은 500파운드(약 250Kg)의 제이담 80발을 투하 80개의 개별 목표를 파괴할 수도 있다. 또한 무게만 약 14톤에 달하는 초대형 벙커 버스터 스마트 폭탄인 GBU-57 MOP(Massive Ordnance Penetrator)도 운용할 수 있다. 2009년 6월 미공군이 도입을 결정한 이 폭탄은 일반적인 지표면에서는 지하 60m, 콘크리트 표면은 8m까지 관통할 수 있다. 지하에 있는 군사시설 파괴에 특히 효과적인 무기이다.
글 김대영 / 사단법인 한국국방안보포럼(KODEF) 연구위원, 인텔엣지(주) 국방조사팀 팀장
5세대 전투기
전투기란 도대체 무엇이기에 말도 많고 탈도 많은가? 전투기의 선정이 국가적 관심을 끄는 것은 국방예산에서 차지하는 비중이나 국방에서 갖는 상징성이 크기 때문일 것이다. 전투기는 국방의 '스타'인 셈이다.
전투기는 영어로 'Fighter aircraft'라고 부른다. F-16이니 F-15니 하는 명칭의 'F'는 여기에서 온 것이다. 전투기는 우선 공중에서 다른 항공기를 격추시키는 임무를 수행한다. 여기에 더하여 지상을 목표물을 공격하는 임무를 수행하기도 한다. 과거에는 공중전 전문인 전투기와 폭격 전문인 공격기로 나누어 개발됐다. 하지만 요즘 대세는 공중전뿐만 아니라 폭격도척척 수행하는 다목적 전투기(Multi-Role Fighter)이다.
- ▲ 전투기의 세대 구분 <출처: IntelEdge>
5세대 전투기란 스텔스 전투기!
그렇다면 신문이나 뉴스에서 소리를 높이는 5세대 전투기는 도대체 무슨 뜻일까? 5세대가 되기 전에 분명 1세대가 있었을 것이다. 전투기의 세대는 제트기 시절부터 구분하는데, 차분히 정리하면 다음 그림과 같다. 한마디로 5세대 전투기는 스텔스 전투기이다.
- ▲ F-117 나이트호크는 최초의 스텔스 전투기로서 걸프전과 코소보전 등에서 활동해왔다. 실제로는 공중전 능력이 없어서 공격기에 불과했던 F-117은 '진짜 스텔스 전투기'인 F-22의 실전배치가 안정화되자 2008년 4월 22일부로 퇴역하였다. <출처: USAF>
보이지 않는 스텔스 전투기, 먼저 보고 먼저 쏜다
전투기는 공중에서 모든 적을 제압할 수 있어야 한다. 싸움에서 적을 제압하기 위해서는 어떻게 해야 할까? 아주 단순히 말하자면 먼저 보고, 먼저 쏘고 먼저 떨어뜨릴 수 있는 능력(First-look, first-shot, first-kill)을 갖추어야 한다. 그래서 각국의 국방연구자들은 자신은 보이지 않으면서 남을 먼저 볼 수 있는 기술을 확보하기 위해 안간힘을 쓰고 있다. 이것이 바로 스텔스 기술이다.
스텔스 기술은 1962년 한 러시아 과학자의 논문에서 시작되었다. 약 10년 후에 이 논문을 접한 미국의 엔지니어가 '보이지 않는 비행기'를 만들겠다고 덤벼들었다. 그리고 또 10년이 지나서 만들어낸 것이 바로 최초의 스텔스 전투기였던 F-117 나이트호크이다. 스텔스 기술을 활용하면 적의 레이더에 걸리지 않게 접근하여 어떤 곳이라도 타격할 수 있다. 즉, 스텔스 전투기나 폭격기를 가진 나라는 마음만 먹으면 어느 나라의 국가지휘망도 붕괴시킬 수 있게 되었다. 이제 스텔스 기술은 발달을 거듭하여 F-22 같은 진정한 스텔스 전투기를 탄생시키기에 이르렀다.
- ▲ F-22 랩터는 세계 최초의 5세대 전투기로서, 세계최강의 전투력을 갖추고 21세기의 하늘을 지배할 것으로 전망된다. 미국은 모두 187대의 랩터를 구매할 예정이다. <출처: USAF>
5세대 전투기의 선두주자 F-22 랩터
5세대 전투기의 시대를 연 것은 록히드마틴/보잉의 F-22이다. F-22는 전세계의 영공에서 우위를 점하기 위해 미 공군이 야심 차게 개발한 제공전투기(공중전을 수행하기 위한 전투기)이다. F-22 랩터의 능력은 랩터가 배치된 지 6개월 만에 드러났다. 2006년 6월 '노던엣지' 훈련에서 랩터 12대가 참가했다. 여기서 랩터들은 수 차례의 모의 공중전에서 가상적기를 108대나 격추시켰다. 특히 랩터가 속한 블루포스는 대항군 레드포스에 대하여 '241 대 2'의 승리를 기록했다. 물론 랩터는 단 한 대도 격추되지 않고 말이다.
이것은 5세대 전투기가 얼마나 무서운 존재인지 잘 보여주는 사례였다. 특히 5세대 '스텔스' 전투기들은 스텔스 능력을 특징으로 하여, 레이더에 거의 탐지되지 않는다. F-22 랩터는 레이더 탐지율과 함께 적외선 탐지율도 현저히 낮추어 진정한 스텔스 성능을 발휘한다.
게다가 F-22는 더 나아가서는 '초소형 조기경보기'로 활약할 수 있다. F-22는 최첨단 기능을 갖춘 AN/APG-77 AESA 레이더를 통하여 정밀한 탐색기능을 갖추고 있다. 비록 미사일과 총탄을 다 쓰고 더 이상 싸우지 못해도 조용히 전방에서 비행하면서 AWACS(공중조기경보기)가 탐지하지 못하는 지역까지 훑어주면서 적군의 위치를 다른 아군기에게 알려줄 수 있다.
필요에 따라서는 다른 F-22가 발사한 미사일을 더 좋은 위치에서 유도하여 정확히 목표를 공격할 수도 있다. 미군이 자랑하는 '네트워크 중심전' (Network Centric Warfare)을 F-22는 훌륭히 수행할 수 있다.
원래 미 공군은 F-22 랩터를 무려 750대나 도입하려고 했다. 하지만 냉전이 끝나고 예산이 줄어듦에 따라 미국도 대당 1억5천만 달러(한화 약 1천8백억 원)짜리 전투기를 마음대로 사는 것은 부담스러웠던 모양이다. 구매대수는 648대, 438대, 339대, 279대, 183대 등으로 해가 갈수록 줄어만 갔다. 그러다가 결국 2009년 10월 F-22는 187대의 구매를 끝으로 생산을 종료하는 것으로 결론이 나버렸다.
- ▲ F-35의 교체 대상 기종 <출처: IntelEdge>
5세대 전투기의 보급판, F-35
F-22의 생산은 끝났지만 스텔스 전투기는 여전히 만들어진다. 미국은 현재 주력 전술기들을 모두 스텔스 기종으로 바꾸고 있다. 냉전이 끝나자 예산이 줄어든 미군은 각군의 차세대 전투기 사업을 한 기종으로 통합한 JSF(Joint Strike Fighter)를 만들기로 했다. 그 결과 F-35 라이트닝II 전투기가 만들어졌다.
일단 F-35가 압도하는 것은 그 대체할 기종들이다. 미국의 공군, 해군, 해병대뿐만 아니라 영국 해군도 같이 참여한 이 사업은 공군의 F-16 전투기, A-10 공격기, 해군과 해병대의 F/A-18 호넷, 해병대의 AV-8B 해리어II 등 미군이 보유한 모든 기종을 교체하는 야심찬 사업이다. 미국이 사들일 F-35는 무려 2,443대로 모두 3824억 달러(한화 약 459조원)에 해당하는 분량이다. 그래서 일각에서는 '더 이상의 차세대 전투기 사업은 없다'라는 말까지 나온다.
F-22 랩터의 능력이 언론을 통해 너무 과장되는 바람에 F-35는 그보다 한 단계 떨어지는 기종이라고 알고 있는 사람도 많을 것이다. 그러나 실은 그렇지만도 않다. 오히려 F-35는 조종계기에 풀 스크린 방식을 채용하여 더욱 조종환경이 편리하다. 여기에 비하면 F-22의 계기판은 21세기다운 품격이 느껴지지 않는다. 게다가 슈퍼사이드와인더 미사일과 연동되는 통합헬멧장착시연기는 F-22에도 아직 장착되지 않은 최신기술이다. F-35는 A, B, C 3가지 형태로 생산되는데, 기본형인 F-35A는 F-16과 A-10을 대체하는 공군형이다. 한편 해병대의 AV-8B 해리어II를 대체하는 것은 수직이착륙형인 F-35B이다. 해군의 주력인 F/A-18C/D 호넷을 대체하는 것은 함재기형인 F-35C이다.
F-35는 현재 개발지연과 비용상승으로 고전 중인데, 특히 대당 가격은 2001년 5천만 달러(한화 6백억 원)에서 2010년 9240만 달러(한화 약 1.1조원)으로 80%이상 비싸졌다. 하지만 유일하게 생산되는 스텔스 전투기이기 때문에 F-35는 전세계의 상공에서 찾아볼 수 있을 것이다.
- ▲ 러시아의 5세대 전투기는 바로 수호이 T-50 파크파이다. 현재 한참 시험비행중인 파크파는 2013년부터 초도양산이 시작될 전망이다. <출처: 수호이 OKB>
미국의 지배에 대항하는 파크파
제5세대 전투기는 미국만이 보유하고 있지는 않다. 지금 개발이 거의 막바지에 접어든 파크파(PAK-FA, 차세대 일선 전투기)가 바로 그 주역이다. 현재 파크파의 프로토타입 기체는 수호이 T-50 전투기로, 파크파는 개발이 완료되면 MiG-29와 Su-27을 대체하여 러시아 영공을 지킬 것이다. 러시아는 이미 1980년대 후반부터 기존의 미그와 수호이 전투기를 대체할 차세대 전투기를 준비해왔다. 미코얀사의 프로젝트 1.44와 수호이의 Su-47의 두 기종이 경쟁을 펼쳤는데 여기서 선정된 수호이사가 내놓은 것이 바로 T-50이다.
파크파는 2010년 1월 29일 처음으로 시험비행을 실시하였으며, 지난 6월 17일에는 블라디미르 푸틴 총리의 관람 하에 제16회 시험비행을 마쳤다. 비행을 관람한 푸틴 총리는 제5세대 전투기인 T-50은 다른 나라의 동급 전투기보다 2.5분의 1에서 3분의 1까지 싼 가격이라고 자랑을 아끼지 않았다고 한다. 여태까지 러시아는 파크파의 기체개발에 약 300억 루블(한화 1조1691억 원 상당)을 투입했다. 앞으로 남은 것은 엔진, 항전장비 및 무장의 개발로, 300억 루블이 추가로 쓰이게 될 것이다.
파크파는 아직 5세대 전투기로서 완성되지는 못한 상태이다. 5세대에 걸맞는 항전장비는 아직 장착되지 않고 있는데, 보도에 따르면 인도의 힌두스탄 항공(HAL)에서 항법장비와 미션컴퓨터를 개발할 것이라고 한다. 또한 현대화된 스텔스 엔진의 개발과 함께 새로운 무장체계의 도입이라는 기나긴 과정도 남아있다.
한국의 5세대 전투기는?
우리 공군은 5세대 전투기를 보유하고 있을까? 물론 아니다. 현재 5세대 전투기를 운용하고 있는 것은 F-22를 운용하는 미 공군 뿐이다. 그러면 4.5세대의 전투기라도 보유하고 있을까? 공군 최강의 전투기인 F-15K 슬램이글은 아쉽게도 4.5세대 전투기는 아니다. 물론 F-15K가 현재 동북아에서 가장 강력한 전투기이긴 해도 AESA 레이더도 없는데다가 스텔스 성능도 그다지 고려되지 못했기 때문이다.
현재 5세대 전투기에서 가시적인 성과를 내놓은 것은 군사강국인 미국과 소련 뿐이다. 한참 군비확충에 열을 올리고 있는 중국의 경우 J-XX를 개발중이고, 일본은 시험실증기로 ATD-X를 선보였다. 우리나라는 한때 KF-X라는 사업명으로 한국형 스텔스를 검토하기도 했으나, 현재는 구형 F-4/F-5를 대체하는 보라매 사업에서 4.5세대 전투기가 탄생할 것이 기대된다. 이래저래 명품 무기체계를 만들면서 방위산업에서 주목받는 한국이지만 아직 항공분야에서는 괄목할 만한 성과를 올리지 못하고 있다. T-50 훈련기를 놓고 시장에서 분투하고 있지만 UAE나 싱가폴에서 성과를 올리지 못했다. 그러나 항공산업의 종주국인 미국도 라이트 형제의 비행 100년 만에 스텔스 전투기를 만들었다. 우리도 비싼 수업료를 물어가면서라도 5세대 전투기의 노하우를 얻기를 기대한다.
☞AESA 레이더 능동형 전자주사 레이더(Active Electronically Scanned Array). 레이더 빔의 방향을 순간적으로 바꿀 수 있어 다수의 표적을 실시간으로 추적하여, 조종사의 상황 인식 능력을 혁신적으로 향상시킬 수 있다. 스텔스 관점에서도 기존 레이더 대비 매우 유리하다.
글 양욱 / 사단법인 한국국방안보포럼(KODEF) 연구위원, 인텔엣지(주) 대표
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