미 공군의 차세대 공중 우세 계획 에서의 “Spectral Warfare” - 2023.03.27

미 공군은 미래의 전쟁에서 승리를 위해 전자전을 포함한 RF 스펙트럼과 적외선 마스킹, 그리고 레이저까지의 광범위한 범위를 이용하려는 계획을 가지고 개발을 추진하고 있다.

이러한 미군의 노력에 대한 기사이다.

---

 

 

미군의 "Spectral Warfare"와 "Spectral Dominance"

“Spectral warfare”와 “Spectral dominance”는 미공군의 차세대 공중 우세 프로그램인 NGAD(Next Generation Air Dominance)와 연관된 기술 중 떠오르는 핵심 요소이다. 

예산 보고서는 발전된 레이다와 전자전 시스템뿐만 아니라 적외선 탐지 및 추적 시스템과 다중 모드 시커의 미사일 등으로 정의되는 미래 전쟁에서 우세를 할 수 있는 서비스를 목표로 지시하고 있다.

이는 이미 NAGD 프로그램 하에 설계되고 있는 6세대 스텔스 유인 전투기와 Collaborative Combat Aircraft(CCA)로 불리는 발전된 드론의 설계에 영향을 주고 있다. 

(6세대 전투기 개념도)

 

 NGAD는 6세대 전투기 및 드론 뿐만 아니라 새로운 무기와 센서, 네트워킹, 그리고 전쟁 관리 시스템, 발전된 제트 엔진 개발을 포함하는 광범위한 노력이다.

(접근하는 위협을 레이저 지향 에너지 무기로 무력화 시키는 미래 스텔스 전투기의 개념)

 

발전된 무선 주파수 전자전 기능은 이러한 것 중에 하나이다.

이는 인지 전자전(Cognitive Electromagnetic Warfare)이라 알려진 분야도 포함된다.

일반적인 개념으로 말하면 이는 인공지능과 기계학습을 통해 다양한 전자전 기능을 가속화시키고 자동화시키는 것을 포함한다.

이를 통해 궁극적으로  전자전 시스템의 새로운 기능을 빠르게 개발할 수 있고 이러한 시스템을 비행기가 공중에서 임무 중 소프트웨어 패치를 통해 거의 실시간으로 업데이트시킬 수 있을 것이다.

 

그러나, 미 공군의 “spectral warfare” 와 “spectral dominance” 개념은 이보다 더욱 비싸 보인다.

여기에는 적외선과 레이저 기반의 센서, 시커 개발에 중점을 두며 마찬가지로 이 동일 기술을 통해 적의 기능을 무력화시키는 것도 포함된다.

예를 들면, 2024 회계년도에 있는 한 줄짜리 제목으로 되어 있는 840만 달러의 미 공군 “Integrated EW Demonstration”은 무선 주파수와 전자-광학/적외선 스펙트럼에 걸쳐 매우 복잡한 환경에서 적의 발전된 전자기 위협에 대항하고 다중 스펙트럼의 재사용 기능에 특별한 관심이 있음을 말해준다.

 

“Electro-Optical/Infrared Warfare Demonstrator”로 이름 지어진 또 다른 항목은 다중 모드 기능으로 발전된 이동형 대공 방어 시스템과 공대공 위협에 대한 발전된 기술을 포함하여 다중 스펙트럼 위협(예, 이중 밴드 적외선)에 완벽히 대항할 수 있는 차세대 대응 기법이 필요함을 말해준다.

 

회계년도 2024년도의 미 공군 제안을 보면 2023년의 이 프로젝트는 2022년 10월 1일에 시작되었으며 레이저와 소모성 대응책 대응 기법, 발전된 레이저와 전자-광학/적외선 유도 미사일을 이용하여 식별과 위치 파악, 대응을 위한 미사일과 레이저 경고 기능의 통합, 저비용 개발에 대한 평가를 포함한다.

또한 다중 스펙트럴 전자-광학/무선 주파수 대응책을 기존의 기능에 주입하고 교전 모델링과 시뮬레이션 툴을 개발하는 것도 포함되어 있다.

 

(미 공군의 회계년도 2024년도 제안서)

 

(Northrop Grumman사의 6세대 스텔스 전투기 개념)

 

미 공군은 미래의 전쟁에서 패할 것이나 아니면 승리할 것이냐의 중심에 적 기능을 방어하는 전자전 기능이 핵심이라고 보고 있다.

미 공군의 Mark Kelly 장군은 다음과 같이 말했다.

“만약 전자기 스펙트럼에서 진다면 전쟁에서 빠르게 패할 것이다.”

 

특히 중국은 전자전 기능을 포함하기 위해 무기 수준을 늘리고 현대화하고 있다.

러시아 또한 우크라이나 전쟁에서 파괴되거나 포획된 자산을 봤을 때에 전자전 자산을 다양화시키고 투자를 늘리고 있음을 알 수 있다.

미 공군뿐만 아니라 미 해군과 해병대에서 스텔스 항공기 기술의 발전은 적외선 탐지 및 추적 시스템(IRST)의 중흥기를 이끌었다.

이러한 IRST 기능은 미 공군의 Skyborg나 OBSS(Off-Borad Sensing Station) 프로그램과 같은 여러 프로젝트의 핵심이기도 하다.

(IRST 포드를 탑재하고 비행하고 있는 General Atomics Avenger 드론)

 

중국과 러시아는 오래전부터 IRST에 관심이 많았으며 많은 전투기에 탑재하고 있다.

IRST는 레이다 반사 단면적을 줄인 설계에 대한 영향을 받지 않기 때문에 스텔스 표적을 추적하는 데에 이점이 있다.

또한, 레이다나 다른 무선 통신 방사를 방해하는 전자전 시스템에 대해 영향을 받지 않으며 수동형 시스템이어서 적이 추적당하고 있음을 알지 못한다.

이러한 점은 스텔스 위협이나 복잡한 전자기 재밍 환경에서 IRST가 기존 레이다의 대안이나 또는 같이 동작할 수 있어 매우 유용하다.

 

스텔스는 오랜 기간 미국의 장점이었지만 이 장점은 스텔스 기술이 확산됨에 따라 이점이 약화될 수밖에 없다.

진정한 의미의 “광대역 스텔스”는 다양한 적의 레이다 시스템으로부터 탐지 확률을 줄이는 것 이상으로 항공기의 배기 특성을 줄이는 노력을 해야 한다.

포괄적인 적외선, 무선 주파수 대응책, 그리고 시각적인 스펙트럼에서 조차도 적으로부터 탐지되지 않도록 하는 것이 핵심이다.

 

이러한 IRST는 스텔스 항공기의 주요 위협이 지만 IRST와 같은 기능과 발전된 컴퓨팅, 네트워크 연결성을 갖는 통합 방공 시스템은 계속해서 발전하고 있는 이는 매우 우려스러운 일이다.

 

(Lockheed Martin사의 Legion Pod를 탑재하고 비행하고 있는 F-15C Eagle 전투기)

 

다양한 타입의 능동형과 수동형 센서가 협조적으로 동작하면서 넓은 영역을 탐지하고 추적하는 상황에서 탐지당하지 않고 숨는다는 것은 매우 어려운 일이다.

예를 들면, 만약 하나의 센서가 무언가를 탐지했을 때 이는 다양한 지역에 배치된 많은 다른 타입의 센서들에게 알리게 되고 데이터는 통합되어 실제 표적 추적이 가능하게 된다.

멀티 스펙트럴 데이터와 센서 데이터 융합을 이용하여 무기 조준을 할 수 있는 품질의 추적을 달성하는 것이 목표이다. 

이는 유사하게 공대공과 지대공 미사일에도 발전된 영상 적외선 시커와 레이다, 데이터 링크, 적외선 정보를 통합시키는 것에 새로운 관심을 가져왔다.

이러한 모든 정보를 융합하는 것은 운용적인 유연성과 적의 대응책에 대한 저항성을 늘릴 수 있고 미사일의 적중률을 급격하게 높일 수 있다.

 

반응형

 

미 공군의 전자-광학/적외선 warfare 시연의 노력에는 두 개의 미스터리 한 Model 401 “Son of Ares” 제트기등의 다양한 비행 시험이 포함된다.

수년 전 한 예로 항공기가 거울과 같은 물질로 덮여있는 것을 들 수 있다.

미 공군의 F-22 Raptor와 미 해군의 F-35C, 그리고 여전히 날고 있는 F-117 Nighthawk 스텔스 항공기는 최근 다양한 형상의 메탈릭 같아 보이는 코팅이 입혀진 것을 볼 수 있었다.

적외선 값을 줄이는 방법 중 하나는 이러한 거울과 같은 스킨일 것이다.

 

(2022년 8월 미 해군의 F-35C는 거울과 같은 코팅이 입혀져 있다.)

 

이와는 별개로, Model 401은 지향성 에너지 시스템과 어떠한 식으로든 연결되어 보이는 ventral pod를 탑재하고 있는 모습을 여러 번 볼 수 있었다.

이는 다양한 종류의 레이저와 연결될 수 있을 것이며 무장 조준과 유도 또는 자체 보호를 위한 지향성 에너지 무기 등으로 사용될 것이다.

지향성 에너지 무기와 레이저는 특히 NAGD의 또 다른 핵심이기도 하다.

(Ventral Pod를 탑재하고 있는 scaled composites Model 401)

 

미 공군의 예산 문서에는 직접적으로 언급되어 있지 않지만, 가시 스펙트럼 영역에서의 특징을 줄이는 것도 포함될 가능성이 높다.

항공기의 날개 끝에서 발생하는 수증기 vortice는 레이다에 의해 탐지되지는 않지만 항공기의 존재를 알리는 표시가 된다. 

 

미 공군은 200대의 유인 NGAD 전투기와 초기 트렌치로서 최소 1000대의 CCA 드론으로 미래의 군을 구성할 계획을 가지고 있다.

이는 각 NGAD 제트기와 300대의 F-35A JSF가 두 대의 CCA와 짝을 이룬 초기 운영 개념을 기반으로 한 숫자이다.

궁극적으로는 CCA의 숫자는 두 배까지 될 수 있을 것이다.

(General Atomic사의 드론 운영 개념도)

 

미 공군은 NGAD하에 개발된 기능을 다른 기존의 함대와 통합하고 해군과 같은 다른 군과도 공유할 것이다.

이러한 해군과의 협동은 거울과 같은 코팅이 공군과 해군 전투기에서 모두 볼 수 있었다는 것으로 보아 ‘spectral’ 측면에서 특히 흥미롭다.

 

미 공군이 특히 NGAD의 추진에 따라 ‘spectrial’ 측면에서의 미군의 노력은 더욱 명확해질 것이다.

 

 

출처 : THE WARZONE

 

---