커뮤니티
스포츠
토론장


HOME > 커뮤니티 > 밀리터리 게시판
 
작성일 : 18-04-17 17:20
[해군] 해상초계기 작전고도
 글쓴이 : 현시창투
조회 : 2,798  




"해상초계기의 작전고도가 탐색거리와 능력에 어떤 영향을 끼치는가..."
아랫글에 어느 분이 질문을 올려두셨는데, 이걸 답글로 달기도 그렇고 해서 발제글로 정리해보고자 합니다.
가장 기본적으로 인류 역사가 시작된 이래 거의 모든 관측소는 높이를 가장 중요시 했다는 건 아실 겁니다. 그래서 성에는 망루나 탑을 세우고, 높은 산 꼭대기엔 봉화를 올려두었습니다. 이유는 간단한데 지구는 둥그니까 사람 눈이 아무리 좋은 들 시야거리엔 제한이 생기기 때문입니다.





fig11.gif






목측자와 피관측자가 서로 동일한 해발고도에 있다고 가정하고, 서로 동일한 신장을 가졌다고 가정해보죠.
이 경우 목측자가 피관측자를 발견할 수 있는 최대 시야거리는 9.3Km정도입니다. 지구는 둥글기 때문에 서로 같은 해발고도라도 시야는 제한되는 겁니다.

이번 시리아 사태도 마찬가지입니다.
S-400의 최대탐색거리가 600Km라고들 하지요. 그래서 우회할 리가 없다란 말씀들 많이 합니다만...
이것 역시도 레이더 수평선 계산을 해보면 답이 나옵니다. 시리아 해안가의 해발고도 낮은 지역에 배치된 S-400레이더는 아무리 용을 써도 최대탐지거리내에서 토마호크를 발견할 수 없습니다. 

해발고도 150미터에 위치한 레이더로는 해발고도 100미터를 나는 토마호크 미사일을 80Km내외에서나 관측할 수 있습니다. 지구의 곡률때문입니다. 지구는 말그대로 둥그니까요. 그렇다면 이런 약점을 극복하려면 어떤 방법이 있을까요?




1.jpg







위에 짤을 보시듯 결국은 관측위치를 위로 올리면 됩니다.
광학수평선위나 레이더 수평선이나 위치를 올리면 어느 정도 해결이 됩니다. 그러니 기상청 레이더든, 국방부 레이더든 죄다 산꼭대기에 올라가는 겁니다. 이렇게 하면 확실히 탐색거리를 최대한 뽑아먹을 수 있습니다.

실제로 레이더가 해발 1000미터에 위치하고, S~L밴드사용을 가정한다면 고도 100미터를 나는 토마호크와 같은 미사일을 170Km정도에서 잡아낼 수 있습니다. 고도를 올리는 것만으로도 능력이 상당히 향상됩니다. 그런데 이것도 문제가 있습니다.

산꼭대기라 해봐야 관측위치는 아주 잘해봐야 1200~1500미터 수준이 됩니다. 그 이상 올라가면 그 레이더를 유지운용하는 비용이 너무나 커져서 감당이 되지 않으니까요. 또 그럴만한 입지도 부족합니다. 여기에다 이런 산꼭대기 레이더는 너무 위치가 뻔해서 저공비행을 통해 얼마든 우회할 수 있고, 유사시엔 항공기든 순항미사일이든 어떤 희생을 각오하든 파괴할 수 있습니다. 그런 희생에 비해 파괴이후 얻을 수 있는 군사적 실익이 너무나 크기 때문에 전시엔 거의 죽었다고 보는게 정신건강에도 좋습니다.

뿐만 아니라, 제트기 시대가 도래하면서 이런 150~200Km내외 탐지거리가지곤 제대로된 시간을 벌 수가 없었습니다. 이 당시 제트기들은 20미터 내외의 고도로 100Km를 5분안에 컷해버리는 속도를 가졌습니다. 산꼭대기 레이더가 이런 저공침투 전투기를 발견한들 7~8분이면 레이더가 박살나거나, 혹은 레이더가 커버하는 항공기지 혹은 여타의 군사기지가 공격을 당해버리고 맙니다. 시대가 더 진보하면서 베트남전 무렵엔 저고도로 초음속 비행을 하는 물건까지 나타나면서 이젠 5분 이내에 요격하지 않으면 당해버리는 사태가 발생합니다. 덕분에 냉전기엔 요격기들이 3~5분안에 스크램블을 하는 것도 중요한 능력중 하나였습니다.

결국엔 이 지구수평선에 구애를 받지 않는 수단을 찾을 수 밖에 없습니다. 그리고 여러가지를 제외하고 남는 현실적인 방안은 레이더를 비행기에 달아서 올려버리는 겁니다. 하지만 당시 레이더는 거대하고, 무거웠습니다. 당대 항공기술의 한계. 특히 함재기를 운용하는 해군의 입장에선 여러모로 한계가 많았던 바....




N_class_blimp.jpg





냉전 초창기땐 이런 비행선에 올려 시험적인 물건도 개발된 바 있습니다. 물론 비행선의 내구성과 신뢰성이 떨어지고, 비행속도가 느리다는 단점으로 인해 곧 항공기로 대체되지만. 어쨌든 예전 사람들도 문제해결의 키가 뭔지는 다들 알고 있었습니다. 우리가 다들 아는 AWACS가 이미 냉전초창기때부터 등장한 겁니다.

그렇다면 해상초계기에 작전고도가 중요한 이유는 꽤나 뻔하겠지요.

"높이 나는 새가 멀리 본다"

꽤 유명한 문구입니다만. 이건 해상초계기에도 통용되는 말입니다. 

우선 소드피시 SEASPREY 7500 레이더의 경우 최대 약 500Km의 탐지거리를 가지고 있고, 우리군 P-3C 업데이트3에 장비된 APS-137V5의 경우 약 250~280Km의 탐지거리를 보유하고 있었습니다. P-3CK에 장비된 EL/M-2022A의 경우 320Km. 소드피시의 경쟁자인 포세이돈의 경우 AN/APY-10의 경우 자세한 스펙은 나와있지 않으나. 대략 400Km내외의 탐색거리를 보유한 것으로 알려져 있습니다. 결국 여기서 제일 탐지거리가 긴 물건은 정해져 있습니다.

그렇다면 소드피시가 가장 탐색거리가 긴 해상초계기가 되는 걸까요?
 
그런데 제조사 브로셔를 보면 탐지거리를 적어놓곤 거의 여지 없이 "RADAR HORIZON LIMITED"란 문구가 붙습니다. 즉, 레이더의 최대탐지범위조차도 관측고도에 따라 한계가 정해지는 것입니다. 실제로 사브는 봄바디어 글로벌 6000의 비행고도가 높으니 가장 우수한 레이더를 갖춘 자사의 상품이 탐지거리가 가장 길다고 주장한 바 있습니다.





maxresdefault.jpg






그런데 이미 사브보다 먼저 그 비슷한 걸 기획해봤던 보잉이 딴지를 겁니다.

"나도 해봐서 아는데 절대 그렇게 안 나올걸?"

이미 보잉은 챌린저 비즈니스 젯에 SEASPREY 7300을 달고 MSA란 이름으로 한국에 판촉을 해본 바 있습니다. 상당수 관련자료를 제공하고 S-3를 들일까 말까 간을 보던 해군한테 무시받은 바 있죠. 한국해군이 중요시 하는 것. 그러니까 확고부동한 취향파악을 하고 나온 것이 P-8A입니다.

해군이 원래 큰 걸 좋아하긴 하는데, 과연 크기만 해서 좋아하는 걸까요? MSA는 단순히 작아서 무시당한 걸까요?

비즈니스 젯은 애시당초 태생이 VIP몇명을 태우고 빠르고 안락하게 오가는 것이 목적인 항공기입니다. 무거운 화물을 탑재하거나 기체외부에 뭔가를 주렁주렁 달고 다니는 건 ROC에 존재하지 않는 항공기입니다. 봄바디어 글로벌 6000이 비즈니스젯 치곤 상당한 대형이긴 하지만, 그럼에도 불구하고 포세이돈의 작전고도보다 오히려 고도가 떨어지는 문제가 발생하게 되며 이 결과 포세이돈의 최대 탐색거리보다 오히려 성능이 떨어지는 문제까지 발생합니다.

특히나 소노부이 탑재용량을 비슷하게 따라잡고, 통신, 신호처리 능력까지 비슷하게 따라잡으려니 탑재되는 임무탑재물 중량이 늘어날 수 밖에 없습니다. 그래서 조그만 화장실 빼곤 여유공간이 전혀 없는 지경까지 간 상황입니다. 외부부착물(대함미사일, 경어뢰)이 붙는다면 임무고도와 속도, 항속거리가 어디까지 더 떨어질진 모르겠습니다.

뿐만 아니라 한국해군이 꽤 수시로 하는 초저고도 탐색비행역시 제한됩니다.
실제로 미해군은 포세이돈 개발에 있어 200미터 이하 저고도에서 2.2G이상의 지속선회능력을 실증하기 위해 기골과 주익까지 개량 했습니다. 이보다 날개가 얇고, 상대적으로 종횡비가 긴 주익을 가진 비즈니스 젯이 저고도로 지속적인 하중을 거는 선회기동을 하려면 근본적인 개량이 필요합니다. 이 부분은 기존 첼린저 기반 MSA가 가진 약점이기도 하고, 소드피시가 저렴이 버전으로 나온다면 마주칠 약점이기도 합니다.

여기에 더해 P-8A의 기반기체인 보잉 737NG의 경우 조만간 누적생산수량이 1만기를 넘어가는 베스트셀러 기종으로 운용유지비가 상당히 저렴한 기종입니다. 실제 미해군이 운용하는 보잉 737기반 ISR기종의 시간당 유지운용비가 5000달러인 것에 비해 G-550기반 기종의 경우 8000달러 수준인 것이 모 군사잡지에서도 지적된 바 있습니다.

아무튼 곁가지는 이쯤 하고...
결론은...


해상초계기 역시 탐지거리와 최대작전고도는 연관이 매우 깊습니다.





가생이닷컴 운영원칙
알림:공격적인 댓글이나 욕설, 인종차별적인 글, 무분별한 특정국가 비난글등 절대 삼가 바랍니다.
이도저도 18-04-17 19:07
 
개인적인 생각이지만 해군은 바이킹중고 떡밥가지고 고민하고 있었던 시간이 정말 아까운 시간이었다고 봅니다. 적은 수량이라도 어떻게든 도입을 했어야 한다고 봅니다. 이후에 추가도입을 노리고요.
랄랄라라라 18-04-17 20:48
 
거리 500km라고 하면 2차원적으로 생각하니 생기는 착각들이죠. ㅋㅋㅋㅋ

단순하게 삼각 함수로 계산해서 500km까지 탐지할 수 있는 고도를 생각해보면 약 20km 언저리가 되겠죠. 물론 전파 굴절 같은걸 감안하면 이야기는 좀 달라지겠지만요.

위키를 기준으로 보면 봄바르디어 글로벌 6000의 최대 비행 고도는 15.5km, 보잉 737 NG의 최대 비행 고도는 12.5km이니 소드 피시의 최대 탐지 거리는 444km 정도이고 포세이돈의 최대 탐지 거리는 400km 정도가 나오겠네요.

약 40km 정도 차이가 나니 사브사의 주장이 틀리진 않다고 생각되지만, 겨우 그 40km를 위해 희생하는게 너무나 많아서 전 포세이돈을 지지합니다. 440km와 400km의 차이라면 어차피 400km의 탐지 거리로도 한반도 위에 떠서 서해 대부분이 커버되는 상황이라 별반 차이랄게 없죠.
     
현시창 18-04-17 22:13
 
이미 첼린저를 가지고 이리저리 뚜덕거려본 보잉 曰 ;

"비즈니스 젯에 이것 저것 붙여놓으면 실질적인 비행고도가 뚝 떨어짐, 소드피시 실질 최대작전고도는 우리 포세이돈보다도 떨어짐. 우린 이미 실제로 한 번 해봤뜸."

이라고 하지요. 이미 본문에도 언급했지만 소드피쉬의 실질적인 탐지거리는 포세이돈보다도 떨어질 가능성이 매우 높습니다. 여기에 한국군이 툭하면 수행하는 저고도 수색비행이나 저고도 침투비행 역시 힘들 것으로 보입니다.

같은 비즈니스 젯이었던 첼린저에서도 문제되던 부분입니다.
임무장비 달고 저공침투비행하며 선회가능하냐는 말에 보잉이 입 닥친 바 있고. 경어뢰, 폭뢰 달 수 있느냔 말에 가능하다고 답했으나 그 다음에 날아온 그것들 다 달고, 스펙상 최대 비행고도로 비행가능하느냔 말에 입닥친 바 있습니다.

이미 보잉은 비즈니스 젯에다 해상탐색체계 통합해 이래저래 테스트해본 바 있습니다. 이미 한번 해보고 한국군한테 개무시당하고 가지고 나온게 P-8입니다.
          
랄랄라라라 18-04-18 02:14
 
아하. 결국 비지니스 젯이라 무거운 장비들을 우겨넣으면 최대 고도 자체가 떨어져 버리는 군요. -_-;;;
nigma 18-04-18 08:12
 
올려주신 글 감사히 잘 읽었습니다.

내용을 보니 레이다의 우열을 떠나 탑재 플랫폼인 두 기체의 특성과 차이로 인해 결국 임무에 각 기체의 제한과 한계의 영향을 고스란히 받는다는 설명이신 것 같습니다.

바쁘시겠지만 추가로 질문드려봅니다.

1. 궁금해서 여기저기 좀 찾아보니 P-8의 경우 현재 미국이 AAS (아마 AN-APS154 ? )를 탑재 실험 중이라 하는 데 우리가 도입할 시점에서 AAS로 도입이 되지 않을까요? 눈치(?)를 보니 미국이 E-8을 도태시키고 아마도 해상초계기를 지상 정찰도 가능하게 개발을 진행하고 무인기와 조합으로 지/해상 초계/탐색/정찰 임무를 수행하는 방향으로 전략을 정한 것 같은데(맞는 지 잘 모르곘습니다) 해군의 필요 대수(60대)도 있고 E-8도 도입해야 된다면 그 대용으로 기결정한 글로벌호크와 더불어 P-8(AAS)도 고려할 수 있지 않나요?

2. 아는게 없어 좀 찾아보니 미국 위키나 다른 어떤 자료에서는 AN/APS-137을 포함한 AN/APSxxx 군들이 AN/APY-10에 속하느 군으로 얘기하는 데 우리나라 어떤 사이트는 AN/APS-149 같은 것을 부가(?)장비로 얘기합니다. 또 어떤 외국 자료는 AN/APY는 기존 레이다시스템에서 확연한 진보를 이루어 새로은 이름(S대신 Y)을 부여 받은 별개의 것으로 나온 것도 있고 헷갈리는데 어느 것이 맞은 건지요?
아니면 AN/APY-10 기본 하드웨어는 AN/APS-xxx군 중 하나이고 추가 임무시스템(소프트웨어 또는 하드웨어르 포함한 임무컴퓨터 시스템 자체)의 차이(실시간 다중 대응 목표 전송 기능 등등의 탑재 여부)가 결정하는 건가요?

3. 그리고 전투 시스템 관련해서 현재 미국은 초계용 레이다시스템을 발전 시키면서 네트워크 전(AAS?)을 고려하여 전장 톰합환경 구축을 추진하는 것 같습니다. 현재 우리가 미국 무기 위주의 편제에서 만약 소드피쉬를 선택할 시 이런 문제는 어떻게 해결해야 되는 건가요? 금번 초계기 사업에서 소드피쉬를 선택하지 않더라도 언제가는, 어떻게든 자체 초계 및 전장통합을 해야 될 텐데 미국과 라이센스를 맺거나 기술협력을 받던지 아님미국의 기술정보 유출을 꺼려 기피한다면 최소한의 인터페이스만 협력받고 우리 자체 시스템과 타시스템과 연동할 수 있는 기술체계(미들웨어 류)를 만드는 등 외 우리가 선택할 수 있는 개발전략은 어떤 것이 있을 수 있을런지요?

쓰고 보니 재주가 없어 글이 장황합니다. 너그럽게 봐주시길 부탁드리고 또 이렇게 발제글로 따로 올리셔서 다시 한번 감사드립니다.
     
현시창 18-04-18 11:08
 
1> 제가 올린 예전 발제글에도 그 비슷한 내용이 언급되어 있습니다. 그런데 이건 해군의 의지만으론 불가능한 일이고 육군과 공군의 협력이 있어야 합니다. 즉, 합참단위의 전략적 고려가 필요한 일이라는 뜻이지요.

2> AN.APY-10의 하드웨어는 기존 APS-137의 계열형입니다. 사실상 리네이밍 모델이지요. 다른 것이 있다고 한다면 소프트웨어와 하드웨어의 일부변경점입니다. 아무튼 리네이밍 된 주요한 이유가 차원이 다른 소프트웨어 개선때문인 건 사실입니다.(물론 APS-137v9과 같은 네이밍을 할 수도 있었겠으나 리네이밍 한건 구식으로 보여지지 않으려는 의도도 있습니다. 즉, 순전히 미군 맘이라고 보시면 됩니다. 확실한 기준같은건 없어보입니다.)

3> 소드피시를 선택할 시 미군이 구축한 것과 동일한 수준의 통합전투체계는 물건너간다고 보시면 됩니다. 소드피시엔 그만한 수준의 공해 네트워크 합동전투체계는 갖춰지지 않았습니다. 아울러  우리군 역시도 이런 통합형 네트워크 전투체계를 만들고는 있으나 미군 수준을 10~20년 뒤쳐져 따라가는 것만으로도 숨이 찬 지경입니다.

그리고 이런 통합형 네트워크 전투체계는 미군의 최고급 기밀입니다. 그러니 라이센스나 미들웨어 협력등은 그 비슷한 수준의 기술을 기보유하지 않는 이상 불가능한 이야기입니다. 미국 자신이 종속화된 전투체계라면 모를까, 체계 핵심기술 자체를 제공할 용의가 전혀 없습니다. 그러다보니 그냥 열심히 해야지 답이 없는 겁니다. 미군 수준의 전투체계를 가져오려면 수입을 하거나 없이 자력갱생하거나 둘 중 하나입니다.
          
nigma 18-04-18 15:45
 
댓글 감사합니다.

쓰신내용 살펴보니 결국 아무래도 우리는 독자 GPS 및 정찰, 통신 위성 체계가 갖춰질 때 까지는 결국 일정 부분 미군의 네트워크를 의존하지 않을 수 없을 것 같습니다.

어줍은 제 생각으론 그전까지는 가능하다면 각 요소 기술이라도 우리가 따라잡고 앞서나가 미군의 무기체계 개발시 파트너로 참여(우리가 소자,부품이 강점이니 계속 발전하다 보면 일본이나 영국의 경우처럼 우리기업의 참여를 바랄 수도...)기회를 득해서 익히며 준비 할 수 밖에 없을 것 같습니다.

올려주신 글에 대해 다시 한번 감사의 말씀드립니다. 현시창님 덕에 많이 얻어 갑니다.
잔잔한파도 18-04-18 10:51
 
현시창님 수고가 많으십니다. 좋은 글 잘 봤습니다.