3부에서는 2부까지 알아본 AN/ASQ-239 전자전 시스템과 함께 F-35의 데이터 퓨전을 위한 핵심 센서인 레이다와 EOTS 그리고 EO DAS 및 MADL에 대해 알아보겠다.
먼저 F-35의 전방 주 세선인 레이다는 Nothrop Grumman사의 AN/APG-81이며 AESA 레이다이다.
워낙 이 레이다에 대한 내용은 알려진 사실이 거기서 거기기 때문에 여기서 알아본 내용도 아마 크게 새로운 내용은 없을 수 있다.
AN/APG-81 레이다는 F-22에 탑재된 AN/APG-77 AESA 레이다부터 F-16 Block 60의 AN/APG-80을 거치면서 발전하고 좀 더 복잡한 기능을 탑재하고 있다고 한다.
이 레이다의 구성은 아래의 그림에서 엿볼 수 있다.
AN/APG-81 레이다는 다기능 어레이(MFA, Multi-Function Array) 안테나와 두 대의 RFSE(Radio Frequency Support Electronics) 1A와 1B로 구성되며 RFSE 1A는 Exiter 기능을 수행하고 RFSE 1B는 Receiver 기능을 수행한다.
대부분의 항전 장비가 주로 장착되는 위치는 항전 베이라고 불리는 전방 레이다 뒤쪽과 조종석 사이의 공간이다.
이 항전 베이에 장착되는 항전 장비들은 대부분의 전투기에서 선반에 놓인 듯이 반듯하게 장착되는 것이 일반적인데 F-35는 이 부분의 OML(Outer Mold Line)이 좁아지는 형상 때문인지 위의 그림의 후면 view에서 볼 수 있듯이 기울어져 장착되어 있는 것을 볼 수 있다.
AN/APG-81 레이다는 1부에서도 얘기했지만, 레이다로서의 기능 외에 ESM 기능을 위한 수신기와 RF Jammer의 역할도 수행한다.
레이다로서의 기능은 공대공 및 공대지 탐지/추적, 공대공과 공대지 탐지를 동시에 수행하는 interleaved 기능, 암람(AMRAAM, Advanced Medium-Range Air-to-Air Missile)으로 불리는 중거리 공대공 미사일의 유도 기능, 고해상도 지형 맵핑, 지상 및 해상 표적 탐지/추적, 공대지 ranging 기능 등을 수행한다.
또한, 상대 전자전 장비에 전파가 탐지되지 않도록 하는 저피탐(LPI) 기능을 가지고 있다.
인터넷 상에는 약 1000개의 TRM(Transmit/Receiver Module)으로 안테나가 구성되었고, 공대공 감시 모드인 경우에 RCS 1m2 크기의 표적을 약 150Km 거리에서 탐지가 가능하다고 하며 9초 이내에 23개의 표적을 추적할 수 있다고 한다.
다음은 F-35의 AN/AAQ-40 EOTS(Electro-Optical Targeting System)에 대해 알아보겠다.
F-35는 스텔스 전투기이므로 기존의 Pod 형식이나 전방 조종석 앞에 장착되는 IRST와 같은 형태의 전자 광학 센서의 장착 개념을 적용하지 않고 항공기의 OML 안쪽으로 이 센서 시스템을 넣을 수 있게 개발하였다.
EOTS의 기능은 전방 표적의 IR 이미지(TFLIR, Targeting Forward Looking Infrared) 기능과, 레이저 거리 측정, 레이저 designator, 레이저 spot tracker, 그리고 IRST 기능으로 구성된다.
위와 같은 기능을 위해 EOTS는 정밀한 gimbal 제어와 정밀하면서 빠른 mirror 제어가 요구되었을 것이다.
AN/AAQ-40은 중간 파장 대의 IR을 이용하므로 연기나 안개로부터의 방해가 덜 하고 좀 더 샤프한 이미지를 얻을 수 있다고 한다.
전방 동체 하방에 장착된 EOTS는 얼핏 보면 정면 방향과 상방에 대한 FOV 제약이 많을 것으로 보인다.
그러나 아래의 그림에서와 같이 EOTS 장착과 F-35 전방 레이돔이 있는 부분의 형상을 보면 Elevation 0도 보다 위쪽으로 시야가 확보되므로 내 항공기의 바로 위쪽에 표적이 있지 않는 한 전방에 대한 탐지가 가능할 것으로 생각된다.
또한, F-35는 EOTS에 표적이 탐지되지 않는다 하더라도 센서 퓨전과 타 항공기간 데이터 링크를 통해 결국은 그 위치를 확인할 수 있을 것이다.
다음은 AN/AAQ-37 EO DAS(Electro-Optical Distributed Aperture) 시스템에 대해 알아보겠다.
이 시스템은 360˚ 구(spherical) 형태의 센싱 범위를 갖으며 IR 이미지와 미사일 경보 기능을 제공한다.
360˚ 센싱 범위를 위해 총 6개의 IR 센서가 항공기 곳곳에 배치되어 있고 한 개의 센서 coverage는 Az & El 각 95˚의 범위를 갖는다고 한다.
위의 그림에서 보듯이 각 센서는 airframe 역할을 하는 window 판넬 뒤쪽으로 장착된다.
IR은 중간 파장대의 IR을 탐지/추적하며, 기존의 FLIR가 전방에 대한 IR 영상을 보여주었다면, F-35의 EO DAS는 항공기 주변의 360˚ 구 형태 영역의 IR 이미지를 HMD(Helmet Mounted Display)를 통해 조종사에게 제공한다.
EO DAS는 미사일 경보 기능도 제공하는데 이 기능은 F-35의 전자전 시스템인 AN/ASQ-239의 Flare 발사 시스템과 연동될 것이며, 특히, 1부에서 알아본 F-35 전용 Flare인 MJU-68과 MJU-69의 운용에 직접적인 연관이 있을 것으로 생각된다.
EO DAS는 미사일 경보 기능 외에 SAM(Surface-to-Air Missile)의 발사 위치 정보를 제공하고 IR 신호원의 탐지 및 추적 기능도 있다.
과거 EO DAS와 ANAPG-81 레이다 개발사인 Northrop Grumman은 레이다와 EO DAS를 이용하여 5개의 탄도 미사일 탐지 기능 데모를 수행하였는데, 동시에 5개의 탄도 미사일의 발사 초기부터 2단계 추진체가 점화될 때까지 완벽히 추적하는 성능을 시연하였다고 한다.
마지막으로 알아볼 것은 MADL(Multifunction Advanced Data Link)이다.
MADL은 전술 데이터를 항공기간 주고받기 위한 통신 링크이다.
Link-16이라는 기존의 전술 데이터 링크가 있지만 Link-16은 무지향성 빔 형태를 갖고 있으므로 적에게 전파를 노출시킬 확률이 높으나, MADL은 지향성 빔을 이용하여 이러한 전파 노출을 막고 보완을 높인 시스템이라 할 수 있다.
MADL 안테나와 안테나 인터페이스 유닛의 형상은 아래의 그림과 같으며, 총 6개의 안테나에 3개의 안테나 인터페이스 유닛이 장착된다고 한다.
안테나는 위상 배열 어레이 안테나를 적용함으로써 sharp 한 지향성 빔을 만들었으나 빔을 조향 시킬 수 있는지 까지는 확인이 불가하다.
지향성 빔을 이용하여 어느 곳에나 있을 수 있는 우군에 정보를 전달하기 위해서 아래의 그림과 같이 6개의 안테나를 항공기 동체에 분산 배치하고 있다.
F-22 전투기도 IFDL(Intr-Flight Data Link)이라는 이 기종만의 특별한 데이터 링크를 가지고 있는데 이것과 F-35 MADL과 상호 호환이 되지 않았다.
이 문제를 해결하기 위해 최근 미 공군은 새로운 통신 게이트웨이를 개발하고 있으며 무인기를 통해 시험 비행을 하고 있다고 한다.
이에 대한 내용의 기사는 아래의 링크를 참조하세요
F-22와 F-35간 네트워크를 위한 XQ-58 스텔스 드론 – 2020.12.15
미 공군은 XQ-58A Valkyrie 드론에 탑재되는 새로운 통신 데이터 게이트웨이의 기능을 성공적으로 시연하였으며 이 새로운 게이트웨이를 통해 F-22와 F-35간에 정보를 은밀하게 주고 받을 수 있다고
superhky.tistory.com
F-35 MADL은 IP 기반의 네트워킹으로서 지연시간을 최소화하고 자동으로 네트워크 망에 들어가거나 빠져나올 수 있으며, 복잡한 전파 환경에서의 항재밍 기능 등을 통해 가시거리 밖의 범위까지 보안된 음성과 영상, 데이터를 공유할 수 있다고 한다.
F-35의 강력한 센서 기능과 센서 퓨전 기능을 통해 확보한 전장 상황을 MADL을 통해 4세대 전투기와 공유함으로써 전장에서 우군의 생존성을 극대화시키고 위험성을 감소시킬 수 있다고 한다.
여기까지 3부에 걸쳐 F-35 전투기의 전자전 시스템과 기타 센서 시스템에 대해 알아봤다.
인터넷을 통한 정보와 개인적인 의견으로 내용을 적은 것이므로 잘못된 부분이 있다면 언제든지 댓글로 의견 주시기 바랍니다.
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