여기서는 Chaff를 활용한 주요 운영 전술인 스크리닝과 자체 보호에 대해 알아보고 각 전술의 장단점 및 운영시 고려해야 할 부분에 대해 알아본다.
두 가지의 주요 Chaff 운영 전술은 강제 스크리닝(force screening)과 자체 보호(self-protection)이다.
강제 스크리닝 전술은 지역 포화(area saturation)와 회랑(corridor) 운영을 포함한다.
자체 보호 전술은 잠재적인 위협 교전을 피하기 위한 재반응(reactive)을 포함한다.
각기 서로 다른 Chaff 투발 기법은 각 적용 전술에 따라 달라지며 또한 모든 Chaff 적용 전술을 계획할 때에 중요 고려사항이 된다.
지역 포화(Area Saturation) 전술
지역 포화 운영은 특정 지역에 다중의 가짜 표적을 생성함으로써 상대 레이다 시스템을 포화시키고 적의 IADS를 혼란에 빠뜨린다.
이러한 지역 포화는 Chaff를 장착하고 있는 전투기나 드론에서 랜덤 투발 기법을 이용하여 수행한다.
Chaff 디스펜서는 우군 공격 패키지의 집입 경로와 퇴각 경로에 따라 Chaff를 랜덤 하게 투발하도록 설정된다.
Chaff 포드의 경우는 다양한 고도에서 가짜 표적을 생성할 수 있는 특별한 신관을 포함하는 Chaff 폭탄을 이용할 수도 있다.
공격 항공기 또한 진입 또는 퇴각시에 그들의 자체 보호용 Chaff를 랜덤 하게 투발함으로써 지역 포화에 도움을 줄 수 있다.
그러나 이러한 전술은 많은 양의 Chaff가 소모되며 공격 항공기가 나중에 치명적인 레이다 시스템을 만났을 때에 많은 양의 Chaff 소모는 문제가 될 수 있다.
[효과]
Chaff의 조각은 반드시 위협 레이다 시스템과 동일한 주파수를 갖어야 한다.
또한, 각 Chaff의 투발은 실제 표적보다 충분히 더 큰 RCS 이어야 한다.
Chaff 지역 포화 임무에의해 생성된 다중의 가짜 표적들은 레이다 시스템 운영자를 혼란에 빠뜨리고 이러한 가짜 표적들에 미사일을 소비하도록 만든다.
[한계]
다음의 그림과 같이 지역 포화는 특정 수의 공격 항공기를 가릴 수 있다.
특히 가짜 표적 기만 재밍과 함께 사용되었을 때에 지역 포화 전술은 임무 성공률을 크게 증가시킬 수 있다.
그러나 이 전술은 자원 집약적이며 Chaff 포드나 Chaff 폭탄을 탑재하고 있는 항공기는 적을 공격할 수 없다.
이러한 항공기들은 적의 공격에 취약해지기 때문에 standoff 재밍의 지원을 받아야 한다.
그리고 지역 포화 전술은 도플러 처리를 하는 레이다 시스템에는 성공률이 떨어진다.
Chaff 회랑(Corridor) 전술
Chaff 회랑 운영의 목적은 공격 패키지의 진입과 퇴각 경로를 스크리닝 하는 것으로 대량의 Chaff를 연속적인 “ribbon” 형태로 투발한다.
ALE-38과 같은 Chaff 포드를 탑재하고 있는 전투기나 드론은 스트림(stream) Chaff 투발 기법을 사용하여 Chaff 회랑을 만든다.
이 포드는 Chaff의 연속적인 선을 만들어 공격기의 진입이나 퇴각을 숨길 수 있다.
당연히 Chaff의 조각은 상대 레이다 시스템의 주파수와 동일해야 하며 Chaff 투발의 타이밍은 공격 패키지를 고려하여 진입과 퇴각이 가능토록 적정 고도에 충분한 시간 동안 Chaff 회랑이 만들어질 수 있도록 낙하 속도와 유지 시간을 고려해야 한다.
효과적인 Chaff 회랑은 적의 레이다가 공격 항공기와 Chaff를 구분할 수 없도록 만든다.
이를 위해서는 레이다의 해상도 셀 내에서 항공기의 RCS보다 큰 Chaff RCS가 만들어져야 한다.
이런 조건은 전 Chaff 회랑 내에서 충족되어야 하며 상대 레이다 화면에서 연속적인 반사 신호로 보여야 한다.
[장점 및 단점]
Chaff 회랑의 한 가지 장점은 펄스 레이다로부터 진입과 퇴각하는 항공기를 스크리닝 할 수 있다는 것이다.
그러나 Chaff 회랑은 자원 집중적이며 이 회랑에 숨어 있는 항공기는 중요 표적을 공격할 수 없다.
또한 Chaff를 탑재한 항공기는 적의 공격에 취약하다.
그러므로 standoff 재밍과 자체 보호 재밍 시스템으로부터 보호를 받아야 한다.
Chaff 회랑은 도플러 처리 레이다 시스템에는 효과가 적다.
[고려 사항]
Chaff 회랑 전술이 효과적이기 위해서는 상세한 계획이 수립되어야 한다.
전자전을 계획하는 사람은 먼저 공격 항공기를 스크리닝 하는 가장 효과적인 방법이 Chaff 회랑이라는 것을 결정해야 한다.
이 결정은 예상되는 위협 레이다 시스템에 대한 공격 항공기의 취약성 분석과 Chaff 자산의 활용성 분석을 기반으로 한다.
Chaff 회랑 전술을 적용하겠다는 결정이 내려지면 계획자는 장소를 선정하고 Chaff 회랑의 길이 결정, 진입과 퇴각 고도 결정, 그리고 Chaff를 탑재하는 항공기와 공격 패키지의 타이밍을 수립해야 한다.
Chaff 회랑의 위치가 결정되면 마주하게 될 위협 레이다 시스템 자산을 평가해야 한다.
위협 레이다의 특정 운용 주파수는 투발될 Chaff의 조각을 결정하며 위협 레이다의 해상도 셀은 필요한 Chaff의 밀집도를 결정하고 Chaff 회랑의 길이와 Chaff 밀집도는 회랑에 뿌려질 Chaff의 양을 결정한다.
Chaff의 낙하 속도와 대기의 조건은 Chaff 항공기와 공격 패키지 간의 타이밍과 Chaff 투발 항공기의 고도에 영향을 준다.
자체 보호(Self-Protection) 전술
자체 보호 Chaff 전술은 적의 추적 레이다 TTR을 무력화시키기 위한 Chaff 투발 기법을 이용하는 것을 기본으로 한다.
공대공 또는 지대공 무기의 교전 종단 단계에서의 burst Chaff 투발은 레이다에 추적 오류나 표적 추적을 깨뜨린다.
이러한 burst Chaff는 재밍과 회피 기동과 함께 수행될 때 효과가 더욱 커진다.
자체 보호 Chaff는 항공기의 기동과 재밍과 함께 적용되었을 때에 모든 펄스 레이다 시스템에 대해서 효과가 있음이 입증되었다.
특히 TTR이 자동 추적 모드에서 동작할 때에 효과가 있다.
[TWS 레이다에 대한 효과]
스캔 중 추적(TWS, Track-while-scan) 레이다에 대해 적용된 Chaff는 수평과 수직 빔의 레이다 해상도 셀 내에서 항공기보다 큰 RCS를 갖는 다중의 표적을 만든다.
레이다의 추적 루프는 더 큰 레이다 반사 신호를 추적하기 때문에 TWS 레이다는 자동으로 Chaff 쪽으로 이동된다.
Chaff를 투발한 항공기는 투발 직후 레이다 해상도 셀의 밖으로 수직 또는 수평으로 기동을 할 수 있다.
[코니컬 스캔 레이다에 대한 효과]
코니컬 스캔 레이다에 대해 Chaff는 레이다의 각 분리된 스캔 내에서 큰 RCS의 다중 표적을 만들어 낸다.
이 다중의 표적은 추적 루프의 오류 신호를 만들어내고 각 스캔에서 항공기 반사 신호로부터 멀어지게끔 유도한다.
코니컬 스캔 레이다의 추적 루프는 이러한 오류 신호를 해결하기 위해 시도하다가 결국 Chaff를 추적하게 된다.
여기에 중첩되는 레이다 스캔 영역 외부로의 항공기 기동은 Chaff의 효과도를 더욱 증가시키며 레이다 추적을 Chaff 쪽으로 이동시키기에 더 쉬워진다.
[모노펄스 레이다에 대한 효과]
모노펄스 레이다에 대한 Chaff 활용은 최소한 2개 이상의 레이다의 추적 빔에 다중의 표적을 만드는 것이다.
이것은 방위와 고도 그리고 거리 추적 회로에 오류를 만들어낸다.
다중의 Chaff 표적은 계속해서 방위와 고도 방향에 오류를 만들어내고 레이다는 결국 추적이 깨지는 조건이 되며 Chaff 쪽으로 추적을 옮기게 된다.
모노펄스 레이다에 대한 Chaff 운영에서 가장 효과가 좋기 위해서는 최대 각도 추적 오류를 만들기 위한 빔에 Chaff 표적이 있을 때이다.
[최신 레이다에 대한 효과]
최신의 레이다는 Chaff나 다른 클러터에 대한 효과를 제거하기 위해서 도플러 필터링을 적용하고 있다.
펄스 도플러 레이다나 연속파 레이다 시스템은 표적의 속도 성분을 기반으로 표적을 추적한다.
MTI(Moving Target Indicator)를 적용하고 있는 레이다 시스템은 표적과 클러터를 구분하기 위해 표적의 상대 속도를 사용한다.
Chaff는 투발 후 즉각적으로 속도가 거의 0이 된다.
자체 보호 Chaff가 효과적이기 위해서는 레이다에 대한 상대적인 항공기의 속도 성분이 거의 0이 되어야 한다.
이는 레이다에 대한 항공기의 상대 각도가 0° 가 되어야 하는 것이며 상대 레이다에 대한 이러한 기동을 통해 레이다가 도플러 주파수 편이를 통해 표적을 구분할 수 없는 “notch”를 이용할 수 있게 된다.
여기까지 2부에 걸쳐서 Chaff의 특성과 효과도를 결정하는 인자, 그리고 이를 이용한 Chaff 운영 전술에 대해 알아봤다.
다음에는 IR에 대한 내용을 알아보도록 하겠다.
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