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무인전투기
무인전투기(UCAV ; Unmanned Combat Aerial Vehicle)는 무장을 장착한 무인기로 조종사 없이 공대공 또는 공대지 임무를 성공적으로 수행할 수 있는 항공기이다. 적의 방공망 사거리 밖에서 원격으로 공격 목표를 부여하면 비행 방법을 일일이 지정하지 않아도 자체적으로 최선책을 찾아 공격 임무를 수행하도록 만들어진다. 첨단 로봇 공학과 네트워크 통신 기술을 결합하여 조종사를 위험에 노출시키지 않고 개전 초기에 적의 방공망을 무력화하여 위험도가 높은 작전에 용이하다. 최첨단 고성능 유인 전투기에 비해 가격이 싸고 적이나 사고에 의해 조종사가 희생되는 부담이 없다는 것도 장점이다.
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상세
무인전투기는 무인기의 한 종류로서 주로 정찰 및 감시 임무에 활용되던 UAV의 역할을 전투임무 수행으로까지 확장시킨 혁신적인 개념이라 할 수 있다.[1] 즉 단순한 감시정찰 임무에 국한된 UAV의 역할을 보다 역동적인 상황 판단과 대응이 요구되는 전투임무를 수행할 수 있는 수준으로 자동화 능력을 발전시켜, 다양하고 복잡한 임무에까지 활용하고자 하는 것이다. 군사적 측면에서 UAV는 그 임무에 따라 정찰용 UAV와 전투용 UAV인 무인전투기로 분류할 수 있다. 정찰용 UAV는 적 지역에 대한 정보 수집 임무를 수행하는 무인비행체이다. 무인전투기의 역할은 본질적으로 살상파괴용이 아니며 적의 목표물을 파괴하는 것은 임무에 포함되지 않는다. 무인전투기는 폭탄, 미사일 등 무장을 장착하고 전투임무를 수행하는 무인기이다. 따라서 무인전투기는 적군의 전파방해 등 통신장애 환경에서도 데이터 링크를 유지하는 것이 필수적이다. 또 무인전투기를 효율적으로 운용하려면 미리 입력된 비행경로 외에 무인전투기 스스로 상황변화에 대응해 비행경로를 변경하는 자율항법 능력도 갖추고 있어야 한다. 생존성을 높이기 위해 스텔스화 및 경량화도 중요하다. 전문가들은 기술발전 추세를 감안할 때 현재 무인기는 적 방공망을 제압하는 대공제압 임무 등 지상공격 임무 수행 중심으로 개발 중이지만, 공대공 전투까지 가능한 명실상부한 무인전투기가 본격 등장할 것으로 예상하고 있다. 대한민국도 이런 세계적인 추세에 뒤지지 않기 위해 무기개발 총본산인 국방과학연구소(ADD)를 중심으로 2030년대를 목표로 스텔스 무인전투기에 대한 연구를 진행하고 있다.[2]
역사
UAV의 개념은 사실 유인기보다 이전에 시도되었다. 라이트형제가 비행체의 유인 동력 비행에 성공한 1903년 12월 17일보다 년 전 1896년 5월 6일 랭글러에 의해 무인 동력비행체의 비행이 시도되었다. 에어로드롬 5호(Aerodrome no.5)로 이름 붙인 이 비행체는 최초로 무인 동력비행을 시도하였고 1분 이상을 비행했다. 무인기가 군사용으로 본격적으로 활용되기 시작한 것은 베트남전 이후이다. 위험 지역에서 아군 인명의 손실 없이 작정 수행이 가능했기 때문이다. 걸프전 이후 UAV는 주로 감시정찰 분야에 활용되었다. 걸프전에서 무인기는 주로 감시정찰을 수행하였다. GPS의 개발로 무인기의 유도가 쉬워졌고, 임무 탑재 장비 역시 TV 카메라, 적외선 탐지기 등으로 다양화되었다. 전투에서는 주로 이라크의 스커드 미사일 기지와 지하 벙커 탐색에 사용되었다. 걸프전에서의 무인기는 미 육해공군에서 사용되어 지상에서는 데이터 링크 시스템을 이용한 적군에 대한 표적정보를 공격기에 전달하여 공격의 정확성을 높이는 데 크게 기여하였다. 해군에서의 사용도 활발해져 해상 감시용으로 사용되기도 했다.
2001년의 아프간전에서 미국은 험준한 산악지형과 산악의 동굴에 은신하고 있는 알카에다 조직의 활동을 24시간 계속 감시하기 위한 수단으로 무인기 프레테터와 개발 중에 테스트에 들어간 글로벌 호크(Global Hawk)를 실전 배치하여 운용 능력을 시험하였다. 또한 2003년 이라크전에서 프레테터와 글로벌 호크 화학 및 생물학 센서를 탑재한 파인더(Finder), 1980년대 중반에 등장해 활약해 온 파이오니어(Pioneer)와 드래곤 아이(Dragon Eye) 등 적어도 11 종류 이상의 무인기가 후세인 정권 정복을 위한 이라크의 자유작전(Freedom of Iraq)에 투입되어 전장임무를 수행했다. 이때까지만 해도 무인기의 임무는 주로 감시 정찰, 전투 피해 평가 등에서 크게 벗어나지 못했다. 아프간전에서 프레데터에 헬파이어(Hellfire) 미사일을 장착하여 공대지 공격기능을 부여한 사례가 등장하였으나, 어디까지나 본래 기능은 정찰용이라 할 수 있다. 미국에서 논의되고 있는 무인전투기의 운영개념도 크게는 이러한 범주 내에 있다. 즉 헌터 킬러(Hunter killer)라는 개념으로서, 헌터가 광범위한 지역을 집중 감시하다 표적을 지정하면, 킬러는 무장을 탑재하고 편대비행을 하다가 헌터가 지시한 표적을 타격하는 개념이다.
핵심 기술
무인기의 비용 대 효과성을 결정하는 데 있어 중요한 요소 중 하나는 생존성이다. 회피기동 등을 통해 적의 레이더 및 적외선 센서에 대처할 수 있는 능력 등이다. 이와 함께 피탐성이 낮은 스텔스 향상, 저고도 비행, 야간 비행 성능 등은 무인기의 생존성을 높여줄 수 있을 것이다. 인기 운영개념의 미래에 있어 중요한 관건이 되는 분야가 바로 자율성이다. 무인기가 어느 정도의 지능을 가져야 할 것인가하는 부분으로, 윤리적으로는 인명을 살상할 수 있는 무기체계에 완전 자율화 기능을 보유하게 할 수 있는가 하는 부분과도 연결된다. 무인기의 자율화 정도에는 여러 단계가 있다.
무인전투기 자율화 수준의 분류[3] 수준 조종방식 설명 0단계 인간직할 지상의 조종사가 무인기의 비행 전 과정을 통제 및 조준 1단계 인간지원 이착륙은 지상의 조종사가 직접 조종, 비행 상태에서는 무인기 자율 2단계 인간위임 이착륙도 무인기 자율, 인간은 비행 지점 설정에만 개입 3단계 인간감독 인간은 무인기가 전송하는 정보의 모니터링만 담당 4단계 혼합 인간이 임무, 보고 조건 지정 등의 주요 명령만 지시 5단계 완전자율 무인기가 모든 것을 스스로 결정하고 행동
0단계는 무선조종 모형항공기처럼 사람이 일일이 조종하는 단계이고, 5단계는 사람이 전혀 개입하지 않고, 완전히 무인항공기의 판단에 의하여 운용되는 완전자율화 단계를 뜻한다. 5단계 수준의 자동화를 달성하기 위해, 개발이 필요한 분야는 크게 두 가지다. 하나는 상황인식 분야이고 또 다른 하나는 계획 및 의사결정 분야이다. 분야별로 영상 이해, 인간 및 기계협동, 다개체 조종 등과 같은 세부 기술들이 필요하다. 무인기와 같은 전투체계도 다른 전력요소와 협동 작전을 통해 전체 전력을 극대화해야 하며, 전쟁을 수행하는 지휘통제권 내에 머물러 있을 때에라야 자율화의 장점이 부각될 수 있을 것이다. 따라서 지휘통제권을 벗어난 완전자율화 단계가 바람직한 목표라고 볼 수는 없다. 이 때문에 어느 정도 수준의 자율성을 부여할 것인가 하는 의문에 대해 전문가들은 교전 상황하에서의 통신장애 등을 고려할 때 3~4단계 정도의 수준이 적합하다는 판단이 다수를 이루고 있다. 현재 무인기는 임무 복잡도가 낮고 위험이 적은 임무들, 즉 통신 중계, 적국 미침입 감시정찰 등 감시정찰 위주의 임무를 수행하고 있다. 그러나 기술의 발달로 생존성이 증가함에 따라 유인기의 임무영역을 일부 대체할 것으로 전망된다.[3]
국가별 개발동향
미국
세계 유수의 항공기 제조업체인 미 보잉(Boeing)사는 2010년 5월 10일 미 미주리주 세인트루이스 공장에서 무인전투기 팬텀 레이(Phantom Ray)를 일반에 공개했다. 이날 공개된 팬텀레이는 지금까지의 여느 무인기와 달리 본격적인 전투임무를 전제로 설계된 스텔스 무인전투기다. 무인전투기는 말 그대로 무장을 장착한 무인기로 조종사 없이 공대공 또는 공대지 임무를 성공적으로 수행할 수 있는 항공기를 의미한다. 팬텀 레이는 정찰 외에도 적 방공망 제압, 전자전 공격 등에 사용될 수 있다. 길이 10.97m, 너비 15.24m이며 각종 무장을 기체 내부에 탑재, 레이더에 잘 잡히지 않도록 한다. 보잉은 이에 앞서 공군 프로그램에 따라 1999년부터 X-45 UCAS(Unmanned Combat Air System) 무인전투기를 개발해왔으나 2006년 개발이 취소됐다. 팬텀 레이는 X-45와 비슷한 외형을 갖고 있어 X-45 개발경험이 팬텀 레이 개발에 큰 도움이 됐을 것으로 분석된다. 항공모함에 탑재하기 위한 함재기용 등으로 개발 중인 무인전투기도 있다. 미 노스롭 그루먼사가 미 해군 프로그램(UCAS-N)에 의해 개발 중인 X-47은 스텔스 설계를 중시해 탄소 복합소재를 이용한 다이아몬드 형태로 만들어졌다. 초기에 만들어진 X-47A와 이보다 크고 형태도 달라진 X-47B가 있다. X-47B는 길이 11.6m, 날개폭 18.9m이고 항속거리는 6500km에 달한다.[4]
2023년에는 미국이 개발 중인 무인 전투기 XQ-58A 발키리가 인공지능(AI)을 장착한 채 첫 시험 비행에 성공했다. 전장에서 사용되는 무인기는 지상 통제소에서 인간이 원격 조종하지만, 발키리는 동체에 장착된 AI가 알아서 기체를 제어한다.[5] 발키리는 미 공군과 방산업체인 크라토스 디펜스가 함께 개발하는 AI 장착 무인기다. AI를 이용해 스스로 비행 방향을 결정하고 작전 목적을 달성하기 위해 움직인다는 뜻이다. 반면 미군의 MQ-9 리퍼를 비롯한 대부분의 무인기는 인간 조종사가 지상 통제소에서 화면을 보며 조종간을 통해 비행을 원격 제어한다. 조종사가 직접 올라타지는 않아도 사람의 판단 능력이 반드시 필요하다. 스스로 자신이 날아갈 방향을 정하는 발키리와는 완전히 다른 통제 방식인 셈이다.[6] 발키리는 길이 9.1ｍ, 날개 길이는 8.2ｍ다. 최고 속도는 시속 1050㎞다. 항속 거리는 3941㎞, 최대 상승 고도는 1만4000ｍ다. 지상 표적으로 정확히 날아가는 합동정밀직격탄(JDAM)을 포함해 총 8발의 폭탄을 실을 수 있다. 레이더를 피할 수 있는 스텔스 성능도 갖췄다. 공대공은 물론 공대지 공격 능력도 있다.[7] 미 공군이 발키리를 개발하려는 가장 중요한 이유는 낮은 가격 때문이다. 꽤 준수한 성능을 갖췄는데도 연간 50대를 생산한다면 대당 가격은 약 400만달러(53억원) 수준일 것이라는 게 미 방산업계의 예상이다. F-35처럼 대당 가격이 약 8000만달러(1060억원)에 이르는 최첨단 유인 전투기보다 현격히 싸다. 방위비 부담을 낮출 수 있다는 뜻이다.[8]
영국
미국뿐 아니라 유럽, 러시아,중국 등에서도 무인전투기를 개발 중이다. 영국 BAE 시스템즈사는 2010년7월 영국의 첫 무인전투기로 세계에서 가장 큰 무인항공기 중의 하나인 타라니스(Taranis)를 공개했다. 타라니스는 여러 종류의 정밀유도폭탄을 탑재해 목표물을 정확히 공격할 수 있고 적 항공기의 공격으로부터도 스스로를 방어할 수 있게 설계됐다. 길이 11.35m, 폭 9.94m, 높이 4m이고 중량은 8t이며 대륙간 비행이 가능하다. 영국 국방부는 이 타라니스 프로젝트에 2007년부터 1억 2400만 파운드의 예산을 투입했다.[4]
프랑스
프랑스의 경우 뉴론(Neuron)이라 불리는 무인전투기를 개발 중이다. 다소사를 중심으로 스페인 EADS CASA사, 스웨덴사브사 등이 공동개발에 참여하고 있다. 미국과의 무인전투기 개발경쟁에서 뒤지지 않기 위해 개발중인 뉴론은 땅 위의 목표물을 공격하는 공대지 임무에서 정밀폭격 무기를 싣고 스스로 목표물을 찾아가 공격하는 능력과 유인 전투기의 통제를 받아 공격하는 능력을 시험 중이다.[4]
독일
독일에선 바라쿠다(Barracuda)라는 무인 전투기를 개발 중인데 2006년 첫 비행에 성공했다. 미국의 X-47이나 프랑스의 뉴론처럼 완전한 스텔스 성능을 목표로 한 것이 아니라 제한적인 스텔스를 목표로 했다. 길이 8.25m, 날개폭 7.22m이고 최대 이륙중량은 3.2t 이다. 이탈리아에선 알레니아사가 SKY-X라 불리는 무인전투기를 개발 중이다. SKY-X는 2004년12월 첫 비행을 했다. 항공기 동체 아래 부분에 있는 무장창에 500파운드 폭탄 2발을 실을 수 있다. 비겐, 그리펜 전투기로 유명한 스웨덴의 사브사도 샤크(SHARC) 등 축소 기술시범기 등을 시험했다. 러시아도 미국의 X-45, X-47과 유사한 무인전투기를 개발 중이며 중국은 암검(暗劍)이라 불리는 무인전투기 모형을 2007년 파리 에어쇼에서 공개하기도 했다.[4]
각주
- ↑ 머린코341, 〈미 국방성의 무인전투기 체계(UCAV) 기술〉, 《네이버 블로그》, 2010-02-19
- ↑ 유용원 조선일보 군사전문기자, 〈미 해군 X-47B 추격! 무인전투기 개발 전쟁〉, 《주간조선》, 2013-07-26
- ↑ 3.0 3.1 김성배, 서범석, 박상현, 〈X-47B를 통해 본 무인전투기 운영개념의 미래〉, 《한국국방연구원》, 2014-12-15
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 유용원, 〈무인전투기 - 조종사 없는 전투기〉, 《유용원의 군사세계》, 2010-07-28
- ↑ 장윤서 기자, 〈AI가 조종하는 무인전투기 ‘발키리’, 공중전 시험도 통과했다〉, 《조선비즈》, 2023-09-04
- ↑ 이호선 기자, 〈인공지능으로 비행되는 무인전투기 ‘XQ-58A 발키리’〉, 《디지털비즈온》, 2023-08-21
- ↑ 이현호 기자, 〈AI 조정하는 무인전투기 떴다…전쟁판도 뒤집을 ‘키맨’(이현호 기자의 밀리터리!톡)〉, 《서울경제》, 2023-08-23
- ↑ 이정호 기자, 〈인공지능 무인전투기 떴다…사람 없는 공중전 시대 ‘성큼’〉, 《경향신문》, 2023-08-20
참고자료
- 〈무인 전투기 ( Unmanned Combat Aerial Vehicle , 無人戰鬪機 )〉, 《네이버 국방과학기술용어사전》
- 머린코341, 〈미 국방성의 무인전투기 체계(UCAV) 기술〉, 《네이버 블로그》, 2010-02-19
- 유용원, 〈무인전투기 - 조종사 없는 전투기〉, 《유용원의 군사세계》, 2010-07-28
- 유용원 조선일보 군사전문기자, 〈미 해군 X-47B 추격! 무인전투기 개발 전쟁〉, 《주간조선》, 2013-07-26
- 김성배, 서범석, 박상현, 〈X-47B를 통해 본 무인전투기 운영개념의 미래〉, 《한국국방연구원》, 2014-12-15
- 이정호 기자, 〈인공지능 무인전투기 떴다…사람 없는 공중전 시대 ‘성큼’〉, 《경향신문》, 2023-08-20
- 이호선 기자, 〈인공지능으로 비행되는 무인전투기 ‘XQ-58A 발키리’〉, 《디지털비즈온》, 2023-08-21
- 이현호 기자, 〈AI 조정하는 무인전투기 떴다…전쟁판도 뒤집을 ‘키맨’(이현호 기자의 밀리터리!톡)〉, 《서울경제》, 2023-08-23
- 장윤서 기자, 〈AI가 조종하는 무인전투기 ‘발키리’, 공중전 시험도 통과했다〉, 《조선비즈》, 2023-09-04
같이 보기
