우연히 인터넷에서 찾은 미 해군의 Telemetry Range Support Aircraft 프로그램에 관한 2018년의 자료를 통해 이 프로그램의 개발 목표 및 특수 목적 항공기의 임무, 그리고 Gulfstream G550 항공기를 특별 임무 항공기로 개조할 때에 어떠한 영향성을 고려했었는지를 제한적이나마 알아본다.
1부에서는 항공기의 임무와 프로그램의 진행, 중요 목표 성능에 대해 알아본다.
배 경
TRSA는 Telemetry Range Support Aircraft의 약자이며 미 해군 NAWCWD(Naval Air Warfare Center Weapons Division) 공중 시험 평가 대대 소속의 기존 TRSA가 운영 수명 및 유지 문제로 인해 대체 항공기를 요구하였다.
TRSA와 내부에 장착된 거리 시스템(range systems)은 FAA 승인된 Gulfstream G550 공중 조기 경보기 동체 옆쪽에 장착되는 L 밴드와 S 밴드 그리고 C 밴드의 TM(Telemetry) 안테나를 장착하고 항공기 외형선 변경을 위해 FAA 수정 인증이나 STC(Supplemental Type Certificated)의 승인이 필요하다.
TRSA 운영 임무
미 해군은 다음의 연구와 개발 그리고 시험평가를 위해 NAWCWD 시험장(ranges)에서 운영할 RSA(Range Support Aircraft)를 원하고 있다.
- Airborne Telemetry (L, S and C Bands)
- Flight Termination / Command Destruct (FT/CD)
- Range Surveillance (RS)
- Range Clearance (RC)
- Multi-Band Range Communication Relay and Recording (COMM)
즉, 위의 그림에서 보면 미 해군은 RSA를 이용하여 공중 표적 요격 시험등을 수행할 때에 항공기와 미사일, 그리고 표적 간에 계측 데이터를 중계함으로써 지상에서 데이터의 끊김 없이 시험 현황을 파악하고 계측 데이터를 저장할 수 있을 것이다.
또한 토마호크 미사일 발사 시험의 경우, 발사된 미사일에 대한 비행 중지나 명령 중지도 수행하는 것 같으며 그 외에 시험장 주변 상황 인식과 수평선 넘어 멀리 있는 선박들과의 통신을 중계함으로써 광범위한 시험장에서의 끊김 없는 제어를 하려 했다는 것을 알 수 있다.
단계별 개발 계획
[ Phase 1 ]
NAVAIR는 AEW가 개조된 Gulfstream G550을 구매하며 FAA의 감항인증을 획득한다.
그리고 2단계에서 통합설계를 하는 기관에게 GFE(Government Furnished Equipment)를 제공한다.
[ Phase 2 ]
통합설계의 책임을 맡은 기관은 다음의 요구도를 만족하는 완전한 기능을 갖춘 TRSA를 개발, 통합, 평가 납품을 한다.
- 공중 텔레메트리 시스템과 CD/FTS 시스템의 개발
- 거리지원 시스템의 구매(ACTS, AUTOCAT, APS-143 해상 탐색 레이다)
- 임무 시스템 보충 전력의 통합
- 모든 임무 시스템의 통합
- FAA 감항인증 획득
Key Parameters
항공기의 주 임무장비인 텔레메트리 시스템은 다음의 요구도를 갖고 있었다고 한다.
요구도를 보면 텔레메트리는 크게 3가지의 주파수 대역에서 동작하는 것을 알 수 있고 또한 데이터 전송률, 안테나 시야 범위, 그리고 중요 기능에 대한 이중화를 요구하고 있었음을 알 수 있다.
| Requirement | Threshold | Objective |
| Airborne TM - 추적 빔의 개수 | S 밴드에서 최소 5개 object와 함께 L, S, C 밴드에서 최소 7개의 object의 TM 데이터를 수신하고 추적 | 11개 object |
| Airborne TM - 추적 빔의 개수 | 이중 편파 빔의 수신과 추적 - 조건 1 : L/S/C Tri-밴드 안테나에서 7개의 빔 - 조건 2 : L/S 밴드에서 5개 빔과 C 밴드에서 2개 빔 - 조건 3 : L 밴드에서 2개, S 밴드에서 5개, C 밴드에서 2개 |
11 L/S/C 8 L/S, 3 C 3 L, 7 S, 3 C |
| TM Antenna | 다음의 최소 거리에서 다중의 TM 소스를 수신하고 추적 : 최소 데이터 rate 기능과 함께, - L 밴드에서 100 NM - S 밴드에서 270 NM - C 밴드에서 35 NM |
L, S, C 밴드에서 30Mbs |
| S Band FOM | S-밴드(2.2 ~ 2.395 GHz) FOM 9.2 dB/K | 10.4 dB/K |
| L Band FOM | L-밴드(1.435 ~ 1.525 GHz) FOM 4.0 dB/K | 10.0 dB/K |
| C Band FOM | C-밴드(4.4 ~ 4.94 GHz & 5.091 ~ 5.15 GHz) FOM 12.1 dB/K | 14.0 dB/K |
| Capability | 최대 30 Mbps의 TM 스트림 수신 | 동일 |
| L, S, C 밴드의 TM 데이터 스트림 재전송 | 동일 | |
| 256 kbps의 속도로 2개의 TM 데이터 스트림을 SATCOM 인터페이스로 전송 | 동일 | |
| 총 11개 채널에서 채널당 최대 30 Mbps의 속도로 TM 데이터 저장 기능의 이중화 | 동일 | |
| 컴퓨터 제어가 가능한 TM 안테나 빔 조향 기능 | 동일 | |
| 1200 nm 거리에서 2시간 동안 단일 또는 다중의 유닛과 텔레메트리 기능 가능 | 동일 | |
| Field of Regard : +/- 50도 azimuth & +40, -20도 elevation | +/- 60도 azimuth +40, -20도 elevation |
|
| 추적 소스 당 최대 4개의 이중 편파 스트림 수신 가능 | 동일 | |
| PCM/FM, SOQPSK-TG, FQPSK, BPSK 변조로부터 최대 4개의 스트림 데이터를 위한 demodulation, de-communication, processing, recording, distribution의 이중화 | 동일 | |
| 텔레메트리 시스템은 거리 임무 시스템과 동시에 운용 가능해야 한다. | 동일 | |
| ATS는 4개의 텔레메트리 스트림의 탑재 decryption 이중화를 갖추어야 한다. | 동일 | |
| 하나의 GTP 시스템과 통합 기능 | 동일 |
다음 2부에서는 주 임무장비의 구성과 이를 장착하기 위해 Gulfstream G550의 전력 및 냉각 시스템을 어떻게 개조하려고 했는지를 알아본다.
출처 : Updated Status on the Telemetry Range Support Aircraft (TRSA) Program, 12 Dec 2018
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