전투기 전자전 시스템 분석 - EA-18G Growler (3)

3부에서는 EA-18G Growler의 재머 시스템에 대해 알아보겠다.

 

1부 서두에서 얘기했듯이, EA-18G에는 기존 F/A-18E/F에 적용되어 있던 ALR-67이나 ALQ-214와 같은 전자전 시스템이 일부 제거되거나 변경되었을 가능성이 크다. 전자전기 역할을 위해 고출력의 재머 Pod를 적용하고 정밀한 신호 탐지와 신호원 위치 확인을 위한 ALQ-218 시스템을 적용하면서 기존의 전자전 시스템과의 호환성 설계와 중복적인 기능을 배제하기 위한 설계를 통해 일부는 변경되거나 제거되었을 것으로 추측된다. 예를 들면, ALQ-218을 통하면 정확한 신호 탐지 및 식별이 가능하기 때문에 위협 신호에 대한 반응시간이 기존 RWR에 뒤떨어지지만 않는다면 ALR-67 수신 시스템은 굳이 필요 없게 되는 것이다. 그러나, ALQ-214 RF Jammer는 자체 보호 재머 (Self-Protection Jammer)로서 Pod형 재머인 ALQ-99와는 역할이 다르므로 EA-18G에 그대로 적용되어 있을 가능성이 있다.

 

먼저 이 ALQ-214 RF Jammer 시스템에 대해 알아보면 아래 cutaway에서 E35 “Electronic Warfare(EW) forward transmit antenna”와 E39 “EW Switchable filter”, E50 “ALQ-67 and EW forward receiver antenna”, E77 “EW high-band transmit antenna”, E78 “EW low-band transmit antenna” 그리고 E81 “EW aft receiver antenna”이다. 지난 1부에서 얘기했듯이, 이 cutaway 상에서는 EW로 표현한 구성품이 ALQ-214 구성품일 것으로 추측된다.

 

(EA-18G Cutaway)

 

1부에서 E50번과 E81번에 대해서는 얘기했으니, 여기서는 생략하겠다.

E35번은 전방 재머 안테나이며 LEX(Leading Edge Extension) 내부에 장착되고 LEX와 동일한 형상의 레이돔이 적용되어 있으므로 항공기 외형 외부로 돌출되지 않도록 설계되었다. 이 내부에 어떤 안테나 타입이 적용되어 있는지 어떤 주파수 대역을 사용하는지는 나와 있지 않지만 후방 재머 안테나 외형과 구성을 봐서는(동일한 형태와 구성이라는 전제하에) horn 안테나이고 저대역과 고대역을 모두 운용할 것으로 생각된다. LEX 내부에 전방 재머 안테나를 장착하고 외부로 도출되지 않도록 설계된 항공기는 Mig-29나 Mig-35에서도 볼 수 있다. 아래의 그림에서 볼 수 있듯이 세 항공기 모두 LEX가 동체로부터 바깥쪽으로 벌어지면서 크게 형성되어 있다. 그렇기 때문에 이곳이 전방 재머 안테나를 장착하기에 좋은 위치가 될 수 있을 것이다.

 

(LEX에 장착된 전방 재머 안테나)

 

E39번은 EW switchable filter이다. 이 필터에 대한 설명은 확인할 수 없었으므로 그 역할에 대해 단정적으로 얘기할 수는 없지만 이 switchable filter는 안테나로 나가기 전 재밍 신호의 하모닉이나 불요신호를 억제하는 역할을 할 것으로 예상된다. 아래의 그림에서의 볼 수 있듯이 전방 재머 안테나 근처에 장착되어 있다.

 

(EW Switchable filter 장착 위치)

 

ALQ-214 재머 시스템이 어떤 형식의 증폭부를 적용하고 있는지 확실치는 않지만 10여 년 이전부터 현재까지 내장형 자체 보호 재머 시스템에서 증폭부 형식은 MPM(Microwave Power Module)을 적용하므로 ALQ-214에도 MPM이 적용되었을 것으로 추측된다. MPM은 기존 TWTA(Traveling Wave Tube Amplifier)에 비해 훨씬 작고 경량으로 만들 수 있으면서 광대역의 신호를 고출력으로 증폭시킬 수 있다. MPM은 반도체 증폭과 TWT의 하이브리드 구조로 되어 있으며 증폭할 RF 신호를 Solid State Amplifier로 증폭을 한 후 mini TWT를 지나면서 RF 신호가 증폭된다. 수십 W 급에서 최근 수백 W 급까지 개발되는 것으로 알고 있다.

 

필터 얘기를 하다가 갑자기 증폭부 얘기를 하는 이유는 이 MPM을 통해 신호가 증폭되면서 광대역에 걸친 잡음 레벨이 올라가고 불요신호가 발생하며 하모닉이 발생하기 때문이다. 이 원치 않는 신호는 항공기에 장착되어 있는 주변 RF 수신 장비들에 영향을 주기 때문에 재머 안테나로 가기 전에 이 필터를 통해 억제가 필요하다. 항공기의 RF 장비 간 호환성 설계는 주로 blanking 신호를 통해 완화 설계를 하지만 이렇게 필터를 사용해야 되는 경우가 있다. 이와 관련된 좀 더 구체적인 얘기는 4부에서 얘기해 보겠다.

 

E77번과 E78번은 ALQ-214의 후방 저대역 및 고대역 재머 안테나이며 아래의 그림과 같다.

 

(ALQ-214 후방 재머 안테나 장착)

 

후방 재머 안테나에 대해서는 특별한 게 없으므로 별로 얘기할 것은 없다. 다만, 안테나 배치에 대해서 고대역 안테나(파란색)가 위쪽에 있고 저대역 안테나(빨간색)를 아래쪽에 배치한 이유를 추측해 보면 고대역 안테나가 저대역 안테나에 비해 작으므로 더 작고 가벼운 안테나를 미익 끝단에서 위쪽에 배치하지 않았을까 생각된다.

 

다음은 외장형 재밍 pod에 대해서 알아보겠다. cutaway 상에서 E92 “ALQ-99 ram-air turbine(RAT) generator”, E93 “ALQ-99 tactical jamming pod-centerline pod”, E94 “ALQ-99 tactical jamming pod-wing pod”이다.

몇 번 얘기되었지만, 앞에서 살펴본 자체 보호를 위한 재머 시스템과 Stand-Off 나 Escort를 위한 재머 시스템은 재머 활용 목적이 다름에 따라 재머 시스템의 출력 크기에 상당한 차이가 있다. Stand-Off나 Escort를 위한 재머의 출력은 약 십여 KW 내외로 알려져 있는데 이 출력 증폭을 위한 증폭부의 크기나 안테나 등 구성품을 항공기 내부에 장착하기가 어려우며 또한 고출력 증폭을 하면서 발생하는 열을 항공기 냉각 시스템으로 감당하기 어렵기 때문에 외장형 Pod로 구현된다.

 

EA-18G는 항공기 중앙에 저대역을 담당하는 재머 포드 1개를 적용하고 양 날개에 고대역을 담당하는 재밍 포드를 장착하고 있다.

아래의 그림은 ALQ-99 고대역 재머 Pod 형상이다.

 

(ALQ-99 pod)

 

(ALQ-99 Pod 내부)

 

Pod 내부에 앞과 뒤로 기계식 조향 안테나가 있으며 항공기로부터 제어 명령 및 항공기 정보(고도, heading, 위치정보 등)를 받고 재머 Pod의 상태 정보를 항공기로 보내도록 되어 있는 것을 알 수 있다.

EA-18G는 ALQ-227(V)1 CCS(Communication Countermeasures Set)을 적용하고 있다. Cutaway 상에서 E88 “Communication countermeasures set receiver-transmitter”와 E106 “CCS antenna”이다. 이 시스템의 역할은 이름에서 알 수 있듯이 통신 대역에 대한 재밍이다. 항공기 상방에 있는 E106번 안테나를 통해 통신 대역 신호를 수신하고 E88번의 수신기-송신기를 통해 재밍 신호를 만들어 ALQ-99 저대역 재머 Pod를 통해 재밍 신호를 증폭하여 내보낸다. EA-18G는 통신채널을 재밍 하면서 내 항공기의 통신에는 RF 간섭 영향이 없도록 설계되어 있는데 이는 INCANS(Interference Cancellation System)를 통해 가능하다고 한다. 이에 대해서는 4부에 알아보겠다.

 

4부에서는 ALQ-99를 대체하는 NGJ와 INCANS에 대해 알아보겠다.