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KFX 에이사 레이더 논란


원문 : 디펜스타임즈 2015년 9월호

 

동상이몽의 KFX AESA 레이더


 이미 지난 1년동안 여러 차례 본지에서 ADD에서 개발 중인 KFX의 AESA 레이더의 기본적인 특성에 대해서 소개, 분석을 한 바 있다. 또한 KFX의 AESA 레이더 기반 체계로 제시되고 있는 셀렉스(Selex) ES의 Vixen 1000E 레이더와 노스롭 그루먼(Northrop Grumman)의 AN/APG-83 SABR 레이더 등에 대해서도 몇 차례 소개 한 바 있다. 따라서 본고에서는 KFX에 탑재될 AESA 레이더 개발과 관련된 제반 현황을 8월중순 현재 기준으로 살펴본다.

 

 AESA 레이더의 개발은 단순히 레이더 개발에만 국한된 것이 아니라 KFX의 핵심 임무 장비, 그것도 RF를 이용하는 임무장비(AESA, 데이터 링크, RWR, ECM, TFR 등)뿐만 아니라 IR 신호를 커버하는 센서(IRST, FLIR, MAWS 등)까지 포괄하는 전반적인 임무 장비의 개발과 통합 또한 주도할 수 있는 것이기 때문에 가장 핵심적인 현안이 아닐 수 없다.

 

 현재 결정이 지연되고 있는 요인 중 하나는, 이 문제와 관련하여 KFX 개발 주체들간에 서로 컨센서스를 도출하지 못하고 있는 점이다. 현재 KFX 개발 프로그램의 AESA 레이더 개발 내막을 살펴보면, 마치 90년대 초반에 유로파이터 전투기에 탑재할 레이더를 선정할 당시의 모습이 연상될 정도이다.

 

당시 영국, 이탈리아, 스페인 3개국은 블루빅센(Blue Vixen) 레이더를 기반으로 하는 ECR.90 CAPTOR 레이더(현재 2012년에 배포된 T2Q 소프트웨어가 통합된 Captor-M 레이더 운용 중)와 독일이 APG-65 레이더를 기반으로 개발하려 한 MSD2000 에메랄드(EMERALD) 레이더가 경합하였다.

 

여기에 에메랄드 레이더 개발의 원천기술 보유 업체인 미국 휴즈(Hughes)사가 개입하면서 복잡한 양상으로 선정 경쟁이 진행된 바 있다. 당시 독일에서 제시한 체계는 독일 업체가 AN/APG-65 레이더의 소스코드를 상당 부분 공유하고 있었지만(F-4F ICE 프로그램을 통해 확보) 미국 휴즈사가 원천기술 보유 당사자이기 때문에 자칫 유로파이터 프로그램에 미국의 영향력이 강력하게 개입할 여지가 있다는 점이 문제였다.

 

  현재의 KFX 프로그램 또한 핵심 체계인 AESA 레이더 개발과 관련된 주체들이 저마다 서로 극명하게 대비되는 입장을 견지하고 있다. 2016년부터 총선 체제에 돌입하면서 사실상 대규모 프로젝트를 결정, 진행하기 어려워지기 때문에 2015년 안에 결정이 이루어져야 하며, 이를 위해 어떠한 방향으로 컨센서스를 도출할 것인지 귀추가 주목되고 있다.

 

 KFX의 체계 개발을 주도하고 있는 KAI의 경우에는 촉박한 개발 / 전력화 스케쥴에 맞는 신속한 개발과 리스크 최소화를 위해 BATCH-1에는 직구매한 임무 장비를 통합하고, 새로운 임무 장비를 개발하여 통합하는 방안은 BATCH-2용으로 장기 개발 계획으로 돌리려 하고 있다.

 

 체계개발 업체의 마스터 플랜에 부합할 수 있는 업체는 완제품을 가진 업체들이다.

 

여기에 부합할 수 있는 메이커는 AN/APG-83 SABR 레이더를 제안할 수 있는 미국 노스롭 그루먼(Northrop Grumman)과 CAPTOR-E 레이더의 파생형이라고 할 수 있는 Vixen 1000E 레이더를 제안하는 영국 셀렉스(SELEX)이다. 특히 셀렉스의 경우에는 자사의 레이더를 기반으로 고객이 원하는 체계를 공동 개발, 기술 지원을 제공하는 프로그램을 다수 진행한 바 있다는 점에서 매력적이라고 할 수 있다.

 

다만 KFX 개발 프로그램이 TAC인 록히드 마틴(Lockheed Martin)의 영향력이 KFX 개발 프로그램 전반에 걸쳐서 강력할 것이라는 점 때문에 노스롭 그루먼이 어느 정도 유리한 위치를 점유하고 있는 것으로 보인다. F-16 전투기의 APG-66/68 계열 레이더와 APG-80 레이더, 록히드 마틴의 F-16V 개량 프로그램에 핵심 장비로 포함되는 APG-83 SABR 레이더, F-22A의 APG-77 레이더, 그리고 F-35의 APG-81 레이더와 AAQ-37 EODAS 등, 록히드 마틴과 노스롭 그루먼은 오랫동안 서로 뗄래야 뗄수 없는 파트너로 함께 해왔기 때문이다.

 

  KF-16 전투기 면허생산, T-50과 그 파생형 개발 등으로 국내 체계 통합 업체 또한 록히드 마틴과 상당한 기간 동안 협력 관계를 구축했다는 사실(록히드 마틴의 기술 지원에 오랫동안 의존하면서) 역시 록히드 마틴의 KAI에 대한 영향력이 강력할 수 밖에 없는 이유인 것으로 보인다. 요약하자면 체계 통합을 담당하는 업체에서는 AESA 레이더를 포함한 주요 임무 장비 선정 작업 또한 주도하려 하고 있으며, 여기에 록히드 마틴이 막후에서 강력한 입김을 행사할 수 있다는 뜻이다.


ADD와 LIG 넥스원의 국내 독자개발

 

 AESA 레이더 개발을 담당하는 ADD와 LIG 또한 저마다 서로 다른 입장을 견지하고 있다. 본지에서 확인한 바에 따르면, ADD는 KFX 개발 관련 예산 중에서 AESA 레이더 개발과 통합에 관련된 예산을 ADD의 R & D 예산으로 분리시키려 하고 있다고 한다. 이는 AESA 레이더와 각종 임무 장비 개발에 있어서 KAI와 방위사업청 등의 간섭을 배제하기 위한 것으로 

 

  이미 여러 차례 언급 한 바와 같이 ADD의 AESA 레이더 개발은 적지 않은 기술적 난제들을 마주하고 있다. T/R 모듈의 경우에는 RBE.2, CAPTOR-E, Vixen 1000E, ES-05 Raven 등 유럽제 AESA 레이더의 안테나에 배열되어 있는 것과 비슷한 수준의 높은 내열성을 보유한 컴팩트한 부품으로 설계, 제작할 것을 목표로 하고 있다.

 

T/R 모듈의 내열성은 시스템의 기계적인 신뢰성뿐만 아니라 AESA 레이더의 성능(주로 탐지거리) 또한 좌우하는 중요한 요소라고 할 수 있다. 이 외에도 AESA를 구성하는 일부 LRU를 항공기 내장 규격과 정비 규격에 맞추어 체적을 시제품의 그것보다 축소시키는 것 또한 쉽지 않은 일이다.


KFX에 통합되는 AESA 레이더가 현재의 시제품보다 더욱 높은 송출 출력을 보유한 시스템이 될 것이다. 이 때문에 T/R 모듈의 내열성 향상과 함께 ECS(Environment Control System)의 성능 향상은 필연적이다. ECS의 AESA 레이더 온도 제어 성능을 향상시키면서 동시에 시스템의 체적은 오히려 더욱 축소시켜야 하는 점을 양립시키려면 ECS의 하드웨어적인 효율성 향상과 함께 통합프로세서 모듈(ECS와 하드웨어적으로 별개의 LRU)에 통합되어 있는 ECS 제어 프로그램을 보다 효율적인 연산에 적합하도록 개선해야 할 것이다.

 

통합 프로세서 모듈의 연산 능력이 강화되고 AESA 구성 체계의 온도 감지 센서의 성능 향상 등이 병행되어야함은 더 말할 필요도 없을 것이다.

 이와 같은 하드웨어적인 난제들뿐만 아니라 높은 Gain을 확보하기 위해 각 채널에 T/R 모듈 배열을 최적화하는 문제(이 문제는 국내 기술로도 상당한 성과를 보이고 있다)와 Cued search, Cued tracking, 멀티 VCTR, SWT(메일 채널을 탐색과 추적으로 이원화하는 모드. TWS와 다른 모드이다), 위상배열 RWR 등 AESA에서만 구현 가능한 모드들과 LPI 관련 핵심 기법들을 실제로 활용 가능한 알고리즘으로 설계, 코딩하는 문제 등 AESA 레이더의 소프트웨어 관련 문제 또한 해외 업체의 기술 협력을 필요로 하는 문제이다.

 

무엇보다 이미 몇 차례 언급한 바와 같이, AESA 레이더를 임무 컴퓨터를 통해 RWR, 데이터 링크, ECM, IFF 등 RF 관련 임무장비는 물론이거니와 HMD, IRST, MAWS 등 전자광학 / IR 센서와도 통합하는 문제는 ADD에서 AESA 개발을 담당하는 엔지니어들이 해외 업체의 도움을 필요로 하는 분야라고 증언을 할 정도로 기술적인 난이도가 높다.

 

  그리고 이 문제 때문에 AESA 레이더뿐만 아니라 IRST와 통합 자체방어체계 등을 개발, 실용화하여 이들을 실용 전투기에 통합을 성공시킨 업체의 기술적인 지원이 절실한 실정이다.

 

 이 점에서 검증된 업체는 유로파이터(Eurofighter)와 JAS-39 그리펜(Gripen)에 AESA 레이더(CAPTOR-E, Raven)와 IRST(PIRATE, Skyward-G), 통합자체방어체계 등을 성공적으로 통합시킨 바 있는 셀렉스, 그리고 F-35의 AESA 레이더와 EODAS를 개발하여 이를 BAE와 록히드 마틴 등에서 개발한 임무 장비에 통합한 노스롭 그루먼이라고 할 수 있다.

 

이 중, 셀렉스의 경우에는 자사에서 개발하여 실용화한 임무 장비의 폭이 노스롭 그루먼의 그것보다 폭 넓다는 점, 그리고 주요 모드 개발에 역점을 두고 기술 지원을 하려 한다는 점 등을 감안하면 KFX AESA 레이더 개발현황에 좀 더 부합하는 업체가 될 수 있을 것이다.

 그러나 ADD와 LIG의 경우, 해당 주체들이 개발하고 있는 AESA 레이더를 포기하고 해외 메이커의 완제품을 기반으로 하는 레이더 개발 작업에 참여할 의향이 없다고 한다. 이는 현재 해당 주체들의 개발 주도권을 포기할 수 없기 때문이다.

 

LIG 등의 입장에서 해외 레이더의 하드웨어를 유지하면서 소스코드의 개선과 추가적인 코딩 작업을 진행하는 것은 사실상 면허생산과 본질적으로 크게 다를 바 없으며, 기술 제공 업체에 주도권을 양보해야 하는 것이기 때문에 셀렉스 ES, 또는 노스롭 그루먼 중 하나를 선택하기 어려운 것으로 보인다.

 쉽게 말해서, ADD와 LIG가 원하는 것은 자신들이 AESA 레이더를 개발하면서 이에 필요한 하드웨어적, 소프트웨어적인 난제를 해결하기 위한 노하우와 기술을 지도할 수 있는 업체를 필요로 하는 것이다. 이 때문에 완제품인 Vixen 1000E 레이더와 APG-83 SABR 레이더를 선택할 수 없다.

 

 이 때문에 현재 촉박한 개발 / 전력화 일정과 AESA 레이더와 주요 임무 장비의 통합 문제, 주요 모드 개발 문제 등에 있어서 셀렉스 ES 등이 보다 합리적인 선택지가 될 수 있음에도 불구하고 굳이 AESA를 개발한 경험은 있으나 완제품은 없는 업체를 선택하여 기술 지도를 받는 방안을 선호하고 있다.

 

여기에 부합할 수 있는 업체는 우선적으로 SAAB의 계열사인 SAAB MS(Microwave Systems) 등이 될 수 있을 것이다.

 

특히 SAAB MS의 경우, AESA 레이더를 개발한 경험과 관련 기술 자료를 보유하고 있기 때문에 ADD등에서 특히 각광을 받는 것으로 알려져 있다. 해당 업체는 Ericsson의 계열사일 때 그리펜 전투기의 기계주사식 레이더인 PS-05/A 레이더를 개발, 납품한 바 있다.

 

그러나, 그리펜 E/F의 기술 실증기라고 할 수 있는 그리펜 NG(Next Generation)의 AESA 레이더인 ES-05/A 개발 수주 경쟁에서 셀렉스 ES에게 밀려나면서 지금까지 실용화된 AESA 레이더를 개발, 보유하지 못하고 있다.

 이 때문에 ADD와 LIG에서 개발 중인 KFX를 대신할 독자적인 체계가 없으며, 그리펜에서 배제된 이후 전투기용 AESA 레이더 시장 진입 가능성도 KFX(한국)와 TFX(터키)를 제외하면 사실상 전무한 상태이다. 이 때문에 ADD에 필요한 기술을 제공하면서 ADD는 AESA 개발을 주도적으로 관리할 수 있기 때문에 SAAB를 선호할 수 밖에 없는 것이다.

 

SAAB 또한 이에 부응하기 위해 ADD의 AESA 레이더가 직면한 하드웨어적인 문제들을 해결하기 위한 기술적인 자문을 제공함과 동시에, 기존에 동 업체에서 그리펜 NG를 위해 개발하던 AESA 레이더의 운용 프로그램과 관련 노하우를 ADD에 제공함으로써 ADD에서 KFX AESA 레이더의 핵심 모드를 개발, 통합할 수 있도록 지원하는 방안을 제안하고 있다.

 

 SAAB MS는 ADD 입장에서 상생할 수 있는 거의 유일한, 매력적인 대안인 셈이다. 그러나 이는 ADD의 입장에서는 합리적이지만 KFX의 개발, 전력화 일정에 부합하기 어렵다는 치명적인 단점이 있다. 현재의 KFX 개발 여건을 볼 때 사업 진행 측면에서 가장 합리적인 대안은 최소한 BATCH-1에서는 이미 완성된 선진 체계를 기반으로 우리 요구 조건에 맞는 시스템을 창출함으로써 시간을 절약하는 방안이다.

 

 록히드 마틴과 KAI의 지지를 받고 있는 노스롭 그루먼의 제안은 전력화 스케쥴을 맞추는 데 있어서는 적합하다. 그러나 이 경우 AESA는 물론이거니와 임무 컴퓨터, 타게팅 포드, IRST, 통합 전자전 체계 등이 모두 노스롭 그루먼과 록히드 마틴, BAE 등의 시스템으로 채워진다.

 

 독자적인 창급 정비체계 구축, 독자적인 필요에 의한 업그레이드와 이에 필요한 프로그램 구축, 자체적인 항공투하무장의 통합, 해외의 소요에 따른 공급업체의 생산 존폐에 영향을 받지 않고 독자적인 공급 체계 유지 등이 막대한 시간과 예산을 투자하여 국산 전투기를 개발하는 이유이다. 시스템의 핵심 소스코드에 대한 접근이 불가능하고 이에 따라 해외 업체가 원천 기술을 독점하고 있을 경우 독자적인 업그레이드 프로그램 구축 등이 불가능하다는 것은 이미 FA-50 개발을 통해 경험을 한 바 있다.


 그 다음으로 영국 셀렉스 ES사측 제안은 ADD와 LIG에서도, 그리고 KAI측에서도 환영받지 못하고 있는 실정이다. 그러나 이와 같은 KFX 개발의 목적과 현실에 가장 잘 부합할 수 있는 것이 셀렉스측 제안이라는 것은 아이러니한 일이 아닐 수 없다.


 먼저, 이미 검증된 체계를 바탕으로 우리 요구 성능에 맞는 AESA를 개발하는 것이기 때문에 기술적인 리스크가 적고 개발에 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 점이 장점이다. Vixen 1000E 레이더는 Captor-E 레이더의 하드웨어를 기반으로 개발되어

이미 완성된 체계이며, 공군에서도 과거 FA-50의 레이더로 Vixen 500E AESA 레이더를 검토하면서 해당 레이더에 대한 자료를 충분히 검토한 적이 있다.

 

 현재 셀렉스 ES측에서 제안하고 있는 것은 Vixen 1000E 레이더의 소스 코드를 ADD와 LIG에 공개함으로써 Vixen 1000E 레이더의 주요 모드의 특성을 우리 공군의 요구에 맞게 조정, 개선하며, 추가적으로 필요한 모드를 설계, 코딩할 수 있도록 지원을 한다는 제안이다.

 

셀렉스 ES는 이미 이와 관련된 프로그램을 여러 차례 성공시킨 바 있다. 일례로 미국 해안경비대에서 운용하는 해상초계기(HC-130H)에 통합되어 있는 셀렉스 ES의 시스프레이(Seaspray) 5000E AESA 레이더의 경우, 미 해안경비대의 요구에
맞추어  해면의 유빙 탐지 / 식별에 필요한 모드를 공동으로 개발한 바 있다.

 


 이와 같은 제안은 개발 난이도가 높은 모드 개발에 필요한 기술의 부족 문제와 개발 시간 문제 등을 극복할 수 있기 때문에 합리적이다. 무엇보다 해당 체계의 소스 코드를 공유하고 필요에 따라서 셀렉스 ES측의 기술 지원을 받아 필요한 모드의 소스 코드를 설계함으로써 추후 KFX의 운용 과정에서 발생하는 업그레이드 소요를 우리 업체와 공군이 주도적으로 반영하고 개발할 수 있다는 점이 큰 장점이 될 것이다.

 

KFX가 국내 소요에만 국한될 경우 자칫 데스 스파이럴에 빠질 수 있다는 점을 감안하면 해외 시장의 요구를 적극 KFX에 반영할 수 있어야 하는데, 이 때에도 Vixen 1000E를 기반으로 하는 AESA 레이더의 소스코드를 국내 기관과 업체가 보유하는 것이 능동적인 시장 요구 반영에 큰 보탬이 될 것이다.

 

  

2015년 10월09일 10시39분  

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