챕터 15에서는 앞 챕터의 IR seeker의 기본 원리에 이어 이를 기만하는 Flare에 대해 알아본다.
1부에서는 IR countermeasure의 대표적인 방법인 Flare의 특성과 종류에 대해 알아본다.
개요
IR 미사일을 무력화시키는 것은 레이다 유도 미사일로부터 살아남는 것보다 중요하지 않게 생각하고 있었다.
그러나 현재는 IR 미사일의 발전과 함께 IR 미사일을 무력화시키는 것이 더욱 중요하면서 어려워졌다.
IR 미사일을 무력화시키는 주된 방법은 자체 보호용 Flare이다.
여기서는 Flare의 특성과 활용시에 고려할 부분에 대해 알아본다.
IR 미사일을 무력화시키는데 있어서 어려운 부분 중 하나는 미사일이 발사되었는지를 알아내는 것이며, IR 미사일 공격을 탐지하는 최신의 방법에 대해서도 알아본다.
Flare 특성
자체 보호 Flare는 IR 스펙트럼 대역에서 운영하는 위협 시스템에 대항하기 위해 개발되었다.
ALE-40이나 ALE-45, ALE-47과 같은 자체 보호 Chaff와 Flare 발사기는 IR 위협을 마주했을 때 조종사가 Flare 카트리지를 발사할 수 있게 설계되었다.
이러한 Flare 카트리지는 항공기 IR 특성보다 더 매혹적인 IR 소스를 만들어내기 위한 연소 및 연소 장치로 구성된다.
IR 미사일을 기만하기 위해서 Flare는 미사일의 FOV 내에서 항공기보다 더 시선을 집중시킬 수 있는 열 소스를 만들어내야 한다.
이러한 Flare의 주요 특성은 IR 파장과 Flare 상승 시간(rise time), Flare 연소 시간(burn time)이다.
일반적인 Flare의 예로는 MJU-7 Flare 카트리지가 있다.
[ Flare의 IR 에너지 발산 ]
아래의 그림은 ALE-40과 ALE-47 발사기(dispenser)에서 사용되는 MJU-7 Flare 카트리지이다.
Flare는 마그네슘과 테트라플루오에틸렌(tetraflouroethylene) 또는 C2F4로 구성되며 약 2000에서 2200°K에서 연소한다.
Flare가 연소함에 따라 발광 영역에서 다양한 파장대의 IR 에너지를 발산하며 항공기 IR 특성을 모사한다.
또한 연소하는 Flare는 많은 양의 하얀 연기를 만들어내며 이는 Flare를 발사한 항공기의 위치를 알려주는 역할을 하기도 한다.
[ Flare 상승 시간(Rise Time) ]
Flare는 빠른 시간내에 최대치 강도에 도달해야 한다.
그렇지 않으면 IR 미사일 seeker에 효과적이지 않을 수 있다.
Flare의 rise time은 Flare가 최대 강도에 도달하는 데 걸리는 시간을 말한다.
좁은 FOV를 갖는 단거리 IR 미사일에 대항하기 위해서 Flare는 반드시 빠르게 최대 강도에 도달해야 한다.
그러나 또 한편으로는 최근의 발전된 형태의 IR 미사일은 IR 에너지가 빠르게 상승하는 것을 찾아 trigger로 사용함으로써 이러한 Flare에 기만당하지 않는다.
Flare의 rise time은 고도에 따라 크게 변화한다.
고고도에서 Flare는 길게 연소하지만 최대 강도에 도달하는 시간이 길어진다.
이러한 고고도에서의 Flare rise time의 증가는 공대공 전투시에 Flare가 IR 미사일을 기만할 수 있는 효과도에 영향을 줄 수 있다.
[ Flare 연소 시간(Burn Time) ]
Flare의 burn time은 Flare가 연소되는 시간 범위이며 IR seeker가 표적에서 얼마큼 멀리까지 당겨질지를 결정한다.
Flare의 burn time이 길어질 수록 IR seeker는 표적으로부터 더 멀리까지 당겨진다.
그렇기 때문에 Flare는 항공기가 더 이상 미사일의 FOV 내에 들어오지 않을 만큼 멀리까지 보낼 수 있도록 오래 연소해야 한다.
Flare의 burn time은 rise time과 마찬가지로 고도에 따라 달라진다.
고고도에서 Flare의 연소 시간은 길어지지만 강도가 떨어진다.
Flare의 burn time이 길 수록 단일 Flare에 의한 IR 미사일 기만 확률이 증가한다.
발전된 형태의 Flare
최근의 IR 미사일 seeker 기술에 대항하기 위해 미 공군과 해군은 발전된 형태의 IR 디코이를 개발을 위한 Advanced Strategic and Tactical Expendables Program을 구성하였다.
이 프로그램을 통해 두 가지의 산출물이 나왔는데 하나는 운동학적적 Flare인 MJU-47이며 다른 하나는 은밀한 Flare인 MJU-50/51이다.
[ 운동학적(Kinematic) Flare ]
기존 Flare의 중요 특징은 발사 후 속도가 빠르게 감소하며 항공기로부터 분리된다는 것이다.
이전의 챕터 14에서 살펴봤듯이 최신의 IR 미사일은 항공기와 Flare 간의 이러한 빠른 분리를 이용한다.
즉, 빠른 분리가 ‘trigger’가 되고 Flare 제거 ‘response’가 미사일 seeker에서 일어나 Flare를 무시하고 항공기를 계속해서 추적할 수 있다.
운동학적인 또는 추진체를 갖는 Flare는 항공기 방향으로의 추진력을 통해 미사일의 ‘response’를 지연시키고 미사일의 Flare 제거 trigger를 지연시킬 수 있다.
MJU-47은 MJU-10과 같은 물리적 크기를 갖는다.
Flare의 유인을 위한 발화는 Flare의 끝 단에서 추진력의 수단이 되는 힘으로 작용한다.
[ 은밀한(Covert) Flare ]
비록 MANPADS를 무력화시키는 효과적인 전술을 위해 목표 지역에 Flare를 미리 투하시키는 것은 심각한 위험성이 있다.
즉, 아직 항공기의 위치를 확인하지 못한 적의 대공 방어 시스템에게 Flare는 확실히 눈에 보이기 때문에 은밀한 작전의 기회를 놓치게 된다.
아래의 그림은 기존의 Flare가 발사될 때 눈으로 보이는 Flare를 보여주고 있다.
자신의 위치를 알려주는 위험은 항공기가 RWR(Radar Warning Receiver)이나 MAWS(Missile Approaching Warning System)으로부터 자동으로 Chaff나 Flare를 발사할 때에 더욱 심각해진다.
이러한 자동 시스템은 오류를 일으키는 경향이 있으며 만약 모호한 상황에서 Chaff나 Flare를 무의미하게 소모할 수 있음을 의미한다.
MJU-50과 MJU-51로 이름 지어진 은밀한 Flare는 이러한 문제를 없앴으며 기존의 Flare에서 연기나 불꽃같은 시각적인 부분을 남기지 않는다.
이러한 은밀한 Flare는 공기 중에 발사될 때에 폭약대신 산화되고 연소되는 물질로 만들어진다.
MJU-50의 크기는 M-206과 같으며 MJU-51의 크기는 MJU-7 Flare와 동일하다.
여기까지 Flare의 특성과 종류에 대해 알아봤다.
다음 2부에서는 이러한 Flare를 활용하는 기법에 대해 알아보겠다.
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