차세대 위협 레이다가 갖는 EP 기능에 대해 마지막 5부에서는 실제 지대공 무기체계에서 적용하고 있는 레이다와 위협 무기체계의 업그레이드 현황에 대해 알아본다.
지대공 미사일(Surface-to-Air Missile) 업그레이드
다음의 그림은 구 소련의 대공방어 시스템 업그레이드를 보여준다.
이 다이어그램은 비록 몇몇 기술이 중국으로 수출되었지만 러시아에 뿌리를 두고 몇몇 다른 방향으로 평행하게 발전되어 왔다.
그림상의 각 무기 카테고리들에서 각 세대는 기존 시스템과의 전투 경험에서 대응책을 업그레이드하기 위한 설계 또는 운영 테스트에서 단점을 보완하기 위한 설계가 진행되었다.
공개된 자료상에서 레이다의 운영 주파수 범위는 아래의 테이블과 같은 NATO 레이다 주파수 밴드를 사용한다.
그러나 때때로 IEEE 표준 레이다 주파수 범위로 표시하기도 한다.
| NATO | IEEE 표준 | ||
| Band | 주파수 범위 | Band | 주파수 범위 |
| A | 0 ~ 250 MHz | HF | 3 ~ 30 MHz |
| B | 250 ~ 500 MHz | VHF | 30 ~ 300 MHz |
| C | 5000 ~ 1,000 MHz | UHF | 300 ~ 1,000 MHz |
| D | 1 ~ 2 GHz | L | 1 ~ 2 GHz |
| E | 2 ~ 3 GHz | S | 2 ~ 4 GHz |
| F | 3 ~ 4 GHz | C | 4 ~ 8 GHz |
| G | 4 ~ 6 GHz | X | 8 ~ 12 GHz |
| H | 6 ~ 8 GHz | Ku | 12 ~ 18 GHz |
| I | 8 ~ 10 GHz | K | 18 ~ 27 GHz |
| J | 10 ~ 20 GHz | Ka | 27 ~ 40 GHz |
| K | 20 ~ 40 GHz | V | 40 ~ 75 GHz |
| L | 40 ~ 60 GHz | W | 75 ~ 110 GHz |
| M | 60 ~ 100 GHz | mm | 110 ~ 300 GHz |
S-300 미사일 시스템은 초기 소련 미사일 시스템이 대응책이 존재하는 상황에서 운영될 때의 단점을 극복하기 위해 개발되었다.
이러한 SAM 시스템 시리즈는 초기 SA-2, SA-3, SA-4와 SA-5 시스템에서 볼 수 있으며 S-300 시스템 제품군들은 초기 시스템의 장점은 살리면서 초기 시스템의 취약성을 보완하기 위한 중요한 기능 개선들이 이루어졌다.
또한, 두 가지의 단거리 미사일 시스템 제품군이 초기 SA-6과 SA-8에서부터 진화되어 왔다.
이 제품군들의 후속 시스템들은 특정 대응책으로부터의 취약성을 극복하기 위한 S-300 시스템 제품군의 특징들을 가지고 있다.
MANPAD 제품군들은 SA-7의 업그레이드들이며 적외선 유도 열추적 미사일들이다.
모든 이러한 SAM 시스템들과 이와 관련된 서브시스템들은 숨고, 쏘고, 그리고 돌진하기 위한 철학을 지원하기 위해 개발되었다.
이 시스템들의 목적은 미사일이 발사되기 전까지 가능한 탐지되지 않는 것이며 가능한 빠르게 발사 위치로부터 이동하여 발사 위치를 표적으로 하는 미사일로부터의 파괴 위험을 회피하는 것이다.
S-300 시리즈
S-300 제품군은 많은 SAM 시스템들을 포함한다.
이들은 packing case로부터 수직 발사 특징 및 5분의 셋업 타임, 그리고 3~5초의 미사일 발사 간 지연시간 특성을 공유한다.
아래의 그림은 수직 냉각 발사 모습을 나타내며 다른 차세대 미사일에서도 사용된다.
미사일은 packing case나 발사 챔버에서 가스 압력을 통해 밖으로 날아간다.
미사일은 데이터링크로부터 정보를 입력받고 표적의 방향으로 회전한다.
이후 미사일 연료가 점화된다.
이 제품군의 미사일들은 또한 중요한 전자기 보호 특징들을 가지고 있다.
SA-10과 업그레이드
고정형 또는 이동형의 지상 기반 SA-10 시스템은 Grumble 미사일과 FLAP LID 화력제어 시스템을 사용한다.
이 미사일은 마하 4의 표적을 공격할 수 있다고 알려져 있다.
초기 SA-10에는 두 개의 획득 레이다가 연동하고 있으며 이는 TIN SHIELD와 CLAM SHELL이다.
나중 버전의 시스템은 BIG BIRD 획득 레이다와 연동된다.
공개된 자료에 따르면, SA-10의 초기 사거리는 약 75 km부터 시작된다고 한다.
몇몇 시스템 개선 이후에는 사거리가 150 km가 된다고 기술하고 있다.
SA-10은 트럭에 탑재된 발사대(TELAR)에서 발사된다.
미사일은 가스 압력을 사용하여 원형 packing case로부터 수직 발사된다.
미사일은 수 미터 수직 상승한 후 표적을 향해 회전한다.
이후 고체 연료 미사일 엔진이 점화된다.
이러한 과정은 SA-10이 매우 빠른 재장전 시퀀스를 제공하며 운영적인 물류를 단순화한다.
이 시스템의 추적 레이다는 FLAP LID이며 이는 전자기 보호 기능을 갖는 AESA 레이다이다.
특별한 EP 기능들은 일반적으로 공개되지 않으나 이 레이다의 안테나는 매우 낮은 부엽(side lobe)을 갖는다고 알려져 있다.
[ SA-N-6 ]
SA-10의 함상 버전은 SA-N-6라 부른다.
공개된 자료에서 이 시스템의 사거리는 약 90 km로 나온다.
이 시스템은 Grumble 미사일을 회전식 발사대에서 발사한다.
표적에 대한 추적은 TOP SAIL, TOP PAIR 또는 TOP DOME 레이다에 의해 수행된다.
명령 유도를 사용하지만 아래의 그림과 같은 반능동 호밍 모드의 터미널을 갖고 있기도 하다.
[ SA-N-20 ]
이 시스템은 마하 6의 미사일이며 접근속도가 마하 8.5의 표적과 교전할 수 있다고 알려져 있다.
여기에는 TOMB STONE 추적 레이다가 적용된다.
또한, 다음의 그림과 같이 track-via-missile 기능을 갖는다고 한다.
[ SA-20 ]
SA-10은 새로운 미사일인 Gragoyl과 TOMB STONE 추적레이다로 업그레이드되었다.
이 시스템은 항공기뿐만 아니라 단거리와 중거리의 전술 미사일도 공격할 수 있다.
이 시스템에 대한 NATO 명은 SA-20이다.
사거리는 195 km를 갖는다고 알려져 있으며 Gragoyl 미사일은 기존 미사일의 공기역학적 꼬리 날개 대신에 가스-다이내믹 스티어링을 통해 기동성이 더욱 증가하였다.
[ SA-21 ]
이 시스템은 SA-20에서 더욱 업그레이드되었으며 GRAVE STONE 추적 레이다와 TRIUMF 미사일을 사용한다.
한 미사일의 사거리는 240 km이며, 다른 미사일은 396 km, 세 번째 미사일은 442 km라고 알려져 있다.
이 미사일은 장거리에 있는 Stand-off Jammer와 전투 항공 교통 통제 항공기를 공격할 수 있도록 설계되었다.
또한 고기동을 통해 실제 표적에 도달할 수 있는 제어 특징을 갖는 74 km 거리의 작은 미사일도 보유하고 있다.
SA-12와 업그레이드
SA-12 SAM 시스템은 다이내믹한 표적을 위한 GLADIATOR와 대륙간 탄도 미사일을 위한 GIANT 이렇게 두 종류의 미사일을 운용한다.
GLADIATOR는 GRILL PAN 레이다를 사용하여 75 km의 사거리를 갖으며, GIANT는 HIGH SCREEN 레이다를 이용하여 사거리 100 km와 최대 고도 32 km를 갖는다.
GRILL PAN 레이다는 자동 탐지 기능을 갖는다고 알려져 있다.
SA-12는 SA-23으로 업그레이드되었으며 200 km의 사거리와 발전된 레이다 데이터 처리를 갖는다.
이 시스템은 다음의 그림과 같이 초기, 명령, 그리고 반능동 호밍 유도 기능을 갖는다.
SA-6과 업그레이드
SA-6는 단거리 미사일 시스템이며 FIRE DOME 레이다를 사용한다.
이 시스템의 사거리는 20에서 30 km로 알려져 있으며 마하 2.8의 표적을 공격할 수 있다고 한다.
이 시스템은 SA-11로 업그레이드되었으며 Gainful 미사일과 STRAIGHT FLUSH AESA 추적 레이다를 사용하며 사거리는 35 km로 알려져 있다.
두 번째 업그레이드는 SA-17 시스템이고 사거리는 50 km이다.
SA-8과 업그레이드
SA-8은 바퀴 달린 수륙양용의 플랫폼에 탑재된 저고도, 단거리 시스템이다.
시스템의 최대 사거리는 9 km였으며 이후 개선을 통해 사거리가 15 km가 되었다.
이 시스템은 J 밴드 agile 모노펄스 추적 레이다와 C 밴드 획득 레이다를 사용하며 또한 전자-광학 추적기도 적용한다.
이 시스템은 새로운 레이다와 미사일을 적용하면서 SA-15로 업그레이드되었다.
이 시스템은 사거리 12 km의 Gauntlet 미사일을 사용한다.
이 시스템의 특징은 자동화와 감시, 명령, 제어, 미사일 발사와 유도가 모두 동일 차량에서 이뤄진다는 것이다.
IFF 기능과 위상 배열 펄스 도플러 G/H 밴드 추적 레이다를 갖는다.
MANPADS 업그레이드
MANPSD(Man Portable Air Defense System)은 광학적으로 조준하고 IR 유도 미사일을 발사한다.
이 어깨 견착식 시스템에 대해 공개된 정보는 다음과 같다.
이 제품군의 원래 미사일은 비냉각 황화납(PbS) 센서로 유도되는 SA-7 STRELLA이다.
이 미사일은 오직 항공기 뒤쪽에서만 공격이 가능하며 3,700m의 거리와 최대 표적 고도는 1,500 m이다.
이후의 시스템 업그레이드는 다음과 같다.
- SA-14 GREMLIN : 더 우수한 seeker를 통해 어느 각도에서든 표적 공격이 가능하고 최대 표적 고도는 2,300 m 이다.
- SA-16 GIMLET : Flare에 대항하기 위한 모든 각도의 센서와 함께 SA-14에서 개선되었으며 사거리는 5 km이고 최대 표적 고도는 3,500 m이다.
- SA-18 GROUSE : 냉각된 indium antimonide 센서를 통해 어느 각도에서든 사거리 5.2 km와 최대 표적 고도 3,500m를 갖는다. 특히 이중 채널 추적기를 포함한 flare 보호 기능에 중요한 개선이 있었다.
- SA-24 GRINCH : 표준 야간 비전과 6 km의 사거리를 갖는다.
SAM 획득 레이다(Acquisition Radar) 업그레이드
베트남 전쟁당시 SAM 시스템의 추적 레이다는 획득 레이다에 대한 의존도가 매우 높았다.
일반적으로 획득 레이다는 VHF 또는 UHF 주파수 범위를 사용하고 획득된 표적 정보를 추적 레이다로 넘겨주는 역할을 수행하였다.
획득 레이다의 개발에는 두 가지의 추세가 있었다.
하나는 일부의 추적 레이다가 획득 모드를 통합하고 있는 것이며 두 번째는 획득 레이다가 더 높은 운용 주파수 범위를 갖는 것이다.
예를 들면, TIN SHIELD와 BIG BIRD는 S 밴드에서 운용되며 HIGH SCREEN 레이다는 X 밴드에서 운용된다.
일반적으로 높은 운용 주파수를 사용할수록 더 높은 각도 해상도를 갖기 위해 안테나 대역폭을 줄일 수 있으며 더 짧은 파장의 크기로 인해 매우 작은 RCS를 가질 수 있다.
스텔스 항공기나 미사일, 그리고 UAV를 탐지하기 위해 낮은 RCS의 표적을 탐지할 수 있는 능력이 매우 중요하다.
펄스 압축의 레벨이 높아짐에 따라 최신의 획득 레이다는 표적 위치 정확도와 해상도를 증가시킬 수 있다.
획득 레이다는 연관되어 있는 추적 레이다 보다 항상 더욱 긴 탐지거리를 갖는다.
그러나 이러한 레이다들은 중요한 전자기 보호 기능을 갖고 있어야 Stand-Off Jammer로부터 보호를 할 수 있다.
또한, IFF 기능이 획득 레이다에 통합되어 초기에 표적 여부를 식별할 수 있다.
AAA 업그레이드
자체 추진의 대공포 제품군의 시작은 ZSU 23-4 SHILKA이다.
이것은 차량 위해 4개의 23 mm 수랭식 기총을 가지고 있다.
사거리는 2.5 km이며 최대 고도는 1,500 m이다.
이후에 8개의 SA-18 또는 SA-16 열추적 미사일이 추가되었으며 GUN DISH 레이다를 장착한다.
이 시스템은 SA-19 TUNGUSKA로 업그레이드되었으며 이 시스템은 30 mm 기총과 8개의 레이다 명령 유도식 미사일을 탑재한다.
기총의 사거리는 4 km이며 고도는 3 km이고 미사일의 경우는 8 km의 사거리에 3.5 km의 고도를 갖는다.
이 시스템은 HOT SHOT 레이다와 연동하며 이 레이다는 C/D 밴드 표적 획득 기능과 J 밴드 이중 채널 모노펄스 추적 기능을 갖는다.
이후 시스템은 SA-22 GREYHOUND로 업그레이드되었으며 두 개의 30 mm 기총과 최대 12 개의 명령 유도식 미사일, 그리고 레이다 또는 광학 추적기를 갖는다.
IFF 기능이 포함된 HOT SHOT 레이다가 있다.
기총의 사거리는 4 km이고 최대 고도는 3 km이다.
미사일의 사거리는 20 km이며 수직 고도는 최대 10 km이다.
여기까지 5부에 걸쳐서 최신 위협 레이다가 갖고 있는 전자기 보호 기능에 대해 알아봤다.
마지막 5부에서 알아본 실제 지대공 위협 무기체계에 대해서는 좀 더 레이다에 대한 정보가 많이 있었으면 하는 아쉬움이 남지만 비밀 정보이므로 한계가 있음을 이해해야 하겠다.
출처 : EW104
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