美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 약 력 해사 35 기(산업공학 박사) 해군미래연구단 연구위원 해본정책보좌관실 정책분석담당 조함단 KDX-Ⅲ 사 업처 작전운용체계담당 전투발전단 체계분석처 전력분석과장 현)전투발전단 체계분석실장 대령 최봉완 【목 제 1 장 서 론 제 2 장 UAV 일반 차】 제 3 장 美 海軍의 UAV 개발 및 운용 현황 제 4 장 美 海軍의 UAV 중점 추진 및 발전방향 제 5 장 결 론 235
함정 제 75 호 제 1 장 서 론 문명중심이 산업사회에서 지식ㆍ정보사회로 전환됨에 따라 새로운 전쟁양상이 출 현되고 있으며, 특히 현대전은 과학기술과 결합된 복잡한 형태의 전장 환경이 조성 됨에 따라 미군은 전투력의 최대 효력을 발휘할 수 있도록 더 가볍고, 유연성 있는 조직으로 군을 개조하려고 추진하고 있다. 최근 이라크전에 서 미국이 적은 병력으로 단기간에 승리할 수 있었던 주요인은 최 첨단의 우수한 무기체계였으며, 그 중 가장 두드러진 것이 정밀유도무기 사용과 더 불어 각 군의 전장 환경에 부합된 무인항공기(UAV : Unmanned Aerial Vehicles) 운용을 들 수 있다.1) 과학기술의 발달로 인해 등장한 무인항공기는 적 위협으로부터 인명손실의 위험부 담 없이 다양한 임무수행이 가능하고 비용 대 효과 측면에서 유리하 여 각 전장에서 유용하게 활용되어 왔으며 그 효용성이 입증되어 전 세계적으로 개발과 운용이 확산 되 고 있는 추세이다. 현재 무인항공기는 우리나라를 포함한 최소 32 개 국가에서 250 종이 넘는 모델을 생 산하였거나 개발 중에 있으며, 41 개국에서 80 여 종류의 모 델이 사용 중에 있다.2) 유인항공기에 비 해 무인항공기는 낮은 획득비용, 저렴한 운영유지비, 국가들 간의 기술격차가 크지 않음에 따라 주요 항공 선진국뿐만 아니라 우리나라에서도 다양하 게 개발되고 있다. 특히, 미국은 1964 년 8 월 베트남전 쟁에서 무인표적기를 개량한 AQM-34 Firebee 를 최초로 사용하였으나, 미 해군에서 UAV 에 관심을 갖 게 된 것은 전 해군 성 장관 존 레만(John Lehman) 재임(1981~1987)시 이스라엘이 레바논에서 UAV 를 성공적으로 사용한 것을 계기로 UAV 개발에 박차를 가하여 Pioneer 라는 UAV 를 개발하게 되었다. 1) 이성만, “이라크 전쟁 교훈분석”, 「군사 연구총서」, 제 4 집(국방부 군사편찬연구소), 2004. p.380. 2) DOD, “Unmanned Aerial Vehicle Roadmap 2005~2030”(the office of the secretary of Defense. April. 2005), p.38. 236
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 Pioneer 는 최초에 전함의 탄착수정 지원용으로 개발되었으나, 걸프전은 사막의 폭 풍작전 시부터 해상 작전용으로 운영개념이 바뀌었으며, 미 해군은 이러한 운영개념 을 토대로 UAV 장기발전계획 2005~2030 에 따라 UAV 개발 사업을 활발하게 진 행 중에 있다. 본고에서는 UAV 에 대한 일반 소개, 미 해군의 UAV 개발, 운용현황 및 발전방향 을 소개하고 이에 따른 교훈을 도출함으로써 우리 해군의 UAV 체계 발전에 대한 관심을 제고하고자 한다. 제 2 장 UAV 일반 제 1 절 무인항공기(UAV)의 이해 1. 무인항공기(UAV)의 정의 3) 무인항공기(UAV)란 조종사가 탑승하지 않고 원격조종하여 지구 대기권 내에서 공기력인 양력과 자체의 동력에 의해 비행 상태를 유지하며 회수와 재사용이 가능하 도록 설계된 비행체(Flight vehicle)4)라고 하였으며, 미국 국방부는 “UAV 는 회수 여부나 조종방식을 떠나 모든 무인항공기(UAV)를 통칭한다.”라고 정의하였다. 이전 에 사용되었던 무인항공기(UAV)에 대한 영어 명 칭인 RPV(Remotely Piloted Vehicle)는 통신 링크를 통하여 원격조종되고 회수 가능하나 자율적으 로 비행이 불 가능한 무인항공기(UAV)를 말한다. 그러나 초기의 개념을 정의하던 시기와는 달리 현재는 거의 모든 무인항공기(UAV) 체계가 자율 비행이 가능하므로 무인 항공기 (UAV)로 정의되고 있다.5) 3) 무인항공기 영문은 기존의 UAV(Unmanned Aerial Vehicle or Uninhabited Aerial Vehicle) 를 사용해 왔으 나 최근에는 시스템 장비임을 강조하는 용어인 UAS(Unmanned Aircraft System)를 병행 사용하고 있다. 4) 윤용현, “무인항공기(UAV) 현황과 군사적 활용”, 「제 11 회 국제 항공우주 심 포지엄 논문집」(대전 : 공군 본부, 2002), p.36. 5) 서상원, “군용 무인항공기(UAV)에 대한 대응방 안 연구”, 「2005 년도 연구보고서」, 국방대학교, 2005, p.3. 237
함정 제 75 호 2. 무인항공기 구성체계 무인항공기(UAV) 구성체계는 운영하는 목적에 따라 약간씩 다를 수 있으나 일 반적으로 비행체, 탑재장비, 송ㆍ수신 장비, 지상지원 장비(통제장비, 발사/회수장 비) 등으로 구성되 어 있다. 비행체는 임무장비의 운반체로서 추진계통과 자동비행 유도조종을 위한 항공 전자 장비를 기본 으로 탑재하고 있으며 일반적으로 기체, 추진계통, 항공 전자장비, 데이 터 링크 및 처리장비 등으로 구성되어 있다. 기체는 장비를 탑재하기 위한 본체에 불과하나 기체의 비행고도를 높이기 위해 비행조종 통제기술, 추진체계, 기체 구조에 대한 첨단 기술이 필요하다. 탑재장비는 수행하는 임무에 따라 다양 한 탑재장비가 존재한다. 즉, 전자광학 (EO6)), 칼라 및 흑백 TV, 적외선 및 SAR(Synthetic Aperture Radar)와 같은 영상을 수집하기 위한 영상정보 탑재장비, 통신 감청을 위한 통신정보를 수 집하기 위한 탑재장비, 전자 방사체의 정보를 수집하기 위한 전자정보(ELINT7)) 수집 탑 재장비, 통신 및 전자정보의 방향과 위치 정보를 탐지하기 위한 탑재장비, 통신 중계 를 위한 탑재장비 등이다. 3. 무인항공기(UAV)의 분류 무인항공기(UAV)는 다양한 방법에 의해 구분이 가능하며, 현재 많이 사용 되고 있는 구분법으로는 작전반경에 따른 구분, 비행고도에 따른 구분, 군사적 운영목적에 따른 구분 등이 있다.8) 6) EO : Electro Optical. 7) ELINT : Electronic Intelligence. 8) 김한백, “한국 해군의 해상작전용 무인항공기 발전방향”, 「2005 년도 연구보고서」, 국방대학교 2005, p. 10~12. 238
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 구 분 비행반경 (작전시간) 내 용 비 고 근거리 무인항공기 (CL: Close Range) 약 50km 이내 (3 시간 이상) 50~200km (8~12 시간) 200~650km (12 시간 이상) 650~3,000km 사단급 이하 부대를 지원하는 전술 무인항공기 군단급 이하 부대 지원 Mark MKⅡ, Shmel, UAOS Pioneer, Hunter, Impact, Sky Eye R4E-50 단거리 무인항공기 (SR : Short Range) 중거리 무인항공기 (MR : Medium Range) 미군은 F-4 정찰기를 Predator, Heron 대체 예정 국가급 정보지원, Condor, Global 미군의 경우 Hawk, Dark Star SR-71 을 대체 예정 장거리 체공형 (LR : Long Range) <표-1> 작전 반경에 따른 무인항공기 분류 구 분 고 도 영상정보 탑재장비 비 고 저고도 무인항공기 (Low Altitude UAV) 20,000ft 이하 저고도 비행
전자광학 카메라, IR 감지기 등 Hunter, Aerosonde, outrider, Shadow 중고도 체공형 무인항공기 (MALE9)) 20,000~45,000ft 전자광학카메라, 대류권 비행 R/D 합성 카메라 등 Gnat 750, Model1000, Predator, Heron Dark Star, Global Hawk, Theseus, BQM-34, Altos 고고도 체공형 무인항공기 (HALE10)) 45,000ft 이상 성층권 비행 R/D 합성 카메라 등 <표-2> 비행고도별 무인항공기 분류 9) MALE : Medium Altitude Long Endurance. 10) HALE : High Altitude Long Endurance. 239
함정 제 75 호 구 분 내 용 비 고 정찰기 Drone 공격기 사전에 프로그램된 비행로를 따라 비행/촬 영 후 녹화된 VCR 테이프을 회수하여 분 석 적 레이더 방공 망 파괴에 많이 쓰이는 형 태의 무인 공격기, 일정 상공에서 비행중 적 레이더가 작동하면 레이더 신호 를 따 라가서 자폭 실시간에 표적 정보를 수집하기 위한 무 인항공기 시스템 탑재장비로 폭탄을 탑재하 여 표적지역에 투하 현재의 유인 전투기를 대신하기 위해 개 발중인 전술 무인항공기 방공포나 전투기의 훈련을 위해 표적으로 사용되는 무인항공기 이착륙 장소의 제약을 해소하기 위한 수 직 이착륙 무인기 소형 비행체로서 휴대용 정찰수단 사전 입력으로 별도의 조종 불필요 Harpy, Exdrone 현재 대부분의 무인항공기 UTA UCAV 정찰기 폭격기 UAV 전투기 표적기 VTOL MAV 무인헬기 초소형 비행체 <표-3> 군사적 사용목적에 따른 무인항공기 분류 제 2 절 무인항공기(UAV)의 발전추세 1. 무인항공기(UAV)의 역사 11) 무인항공기의 활용개념은 1910 년대 제 1 차 세계대전에서부터 시도되었 고, 미국 GM 사의 ‘Bug’나 1930 년대 영국의 ‘Queen Bee’ 등 실제 제작이 시도되기도 했으 나, 1950 년, 1960 년대까지는 부분적인 정찰 등은 가능했지만 대부분은 실패하거나 성능 미비 등으로 끝나 게 되었다. 그러나 이러한 개념 정립을 바탕으로 1970 년대 11) 홍교영, “국내 무인항공기(UAV) 개발 소고”, 「한국항공진흥협회 제 36 호」, 2004. p.120. 240
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 베트남 전쟁과 냉전의 영향으로 여러 가지 개발 프로그램이 착수되어 ‘Lightning Bug’나 ‘Firefly’와 같은 무인항공기가 개발되었다. 이후, 베트남 전쟁에서 실제 많 은 정찰을 수행한 무인항 공기의 활약으로 관심이 고조되었고, 이에 1970 년대 후반 부터는 비록 미완의 계획으로 끝났지만 단순 정찰 임무에서 벗어나 전술 무인기의 개발 계획이 시도되기도 하였다. 가격 문제, 기술적인 문제 등으 로 표류하던 미국의 전술 무인기의 계획도 이후 이스라엘이 자국 IAI 사의 저가, 단순형의 무인기를 이 용 하여 레바논, 시리아와의 전쟁에서 커다란 성과를 올리자 자극을 받은 미국은 다시 금 다양한 개발 을 시도하였고, 해군의 ‘Pioneer’를 필두로 ‘Hunter’, ‘Predator’, ‘Global Hawk’로 이어져 현 재의 무인항공기 체계가 구축되었다. 최근에는 아프가니 스탄 전쟁과 이라크 전쟁에서 그 위용이 널리 알려지면서 무인 항공기의 중요성과 필요성이 일반인들에게까지도 인식되게 되었다. 현재, 미국과 이스 라엘의 오늘날 무인항공기 기술에 있어 주도적인 역할을 하는 국 가들이며, 이외 독일, 프랑스, 영국, 일본 등 많은 선진국들도 초소형 무인항공기부터 대형 고고도, 장기체공 무인항공기까지 다양하게 연구 개발을 수행하고 있는 중이다. 2. 무인항공기(UAV) 발전추세 12) 무인항공기(UAV)의 발전추세를 간략히 정리하면 다음과 같다. 첫째, 다양한 무인항공기(UAV)의 공통화 추세이다. 무인항공기(UAV) 체계의 특성상, 전체 획득비에서 15% 정도를 차지하는 비행체는 운용요구 성능에 따라 다 른 기종으로 개발하고 있으며, 획득비의 대부분을 차지하는 통신링크, 탑재감지기, 임무계획, 통제장비 및 종합군수지원요소 등은 공통성을 가질 수 있도 록 개발하여 상호운용성을 증대시키며 군수지원성을 높이는 추세이다. 특히 무인항공기(UAV)가 획득한 정보의 전파와 활용을 위해 전술통신체계와의 연동이 가능토록 하는 상호운 용성을 요구하고 있어, 이러 한 공통성과 상호운용성으로 수명주기 비용감축과 운용 효율의 극대화 그리고 군수지원의 단순화를 꾀하 고 있다. 현재 미국은 공통화 노력 의 일환으로 모든 정찰용 무인항공기 체계의 통제가 가능하며, 정찰 용 유인 및 무인 12) 서상원, “군용 무인항공기(UAV)에 대한 대응방안 연구”, 「2005 년도 연구보고서」, 국방대학교, 2005, p.9~12. 241
함정 제 75 호 항공기를 포함하여 기존의 정보획득체계부터 정보를 수신할 수 있는 전술통제장비를 개발 중에 있다. 둘 째, 무인항공기(UAV) 기체의 대형 고성능화 추세이다. 선진국에서 개발 중인 일부 대형 무인항공기 (UAV)체계는 유인항공기 보완개념에서 벗어나 유인항공기를 대체하자는 개념으로 발전하고 있다. 이러 한 발전추세를 볼 수 있는 것은 100kg 이 내의 임무장비를 탑재하는 전술 무인항공기(UAV)에서 1 톤에 가까운 고성능 감지기 를 탑재할 수 있는 대형의 정찰용 무인항공기(UAV)로 개발 추세가 옮겨가고 있는 경향으로 미루어 알 수 있다. 셋째, 탑재 장비 및 기체의 소형 단순화 추세이다. 앞에서 본 바와 같이 고성능화 추세가 유인항공기의 임무를 대체하기 위한 것임에 비해 소형, 단순화는 현재 유인 항공기를 보완하여 전술정보 획득을 위주로 운용 중인 전술정찰용 무인항공기 (UAV) 체계를 소형화하고, 운용의 편이를 추구하는 것이다. 넷째, 정찰용 무인항공기(UAV) 운용 체계의 자동화 추세이다. 이는 지상운용 요원 에 대한 업무를 경감하고자 하는 것이 자동화의 큰 목적이다. 특히, 자동화가 시급히 요구되는 분 야는 무인항공기(UAV)의 이ㆍ착륙 분야로서, 현재 활주로에서 이ㆍ착 륙하는 대부분의 무인항공기 (UAV) 체계에서는 이ㆍ착륙 시 조종을 위한 외부 조종 사가 필요한데, 이러한 외부 조종사 양성은 유 인항공기 조종사에 버금가는 교육훈련 이 요구된다. 일부 무인항공기(UAV) 체계에서는 자동 이ㆍ착륙장 치의 개발을 시도 하고 있으며, 가까운 장래에는 대부분의 무인항공기(UAV)가 간단한 조작으로 이ㆍ 착 륙하게 될 것이다. 마지막으로 무인항공기(UAV) 운용을 위한 임무장비의 다양화 추세이다. 국내 개 발 무인항공기(UAV)와 미국의 Outrider, 이스라엘의 Searcher 등 현재 주류를 이루고 있는 전술 정찰용 무인항공기(UAV) 체계는 비행체 중량이 200～300kg 급 으로 동영상 정보를 제공하기 위한 TV 또는 FLIR13)를 탑재하고 있으나, 구름이나 강우 등 기상 여건에 따라 정찰능력이 제한된다. 따라서 이를 극복하기 위하여 50kg 내외의 소형 레이더 영상장치 개발이 진행되고 있다. 또한 무인항공기(UAV) 에 탑재 가능한 경량의 전자전 장비도 개발 중에 있으며 곧 실용화될 전망이다. 이 13) FLIR : Forward Looking Infrared Radar. 242
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 렇게 되면 무인항공기(UAV)의 임무에 따라 다양한 임무장비를 쉽게 바꿔가며 운영 할 수 있게 될 것이 다. 이러한 경향은 대형의 무인항공기(UAV)에서도 마찬가지일 것으로 예상되며, 소형에 비해 더욱 광범 위한 임무를 수행할 수 있을 것이다. 제 3 장 美 海軍의 UAV 개발 및 운용 현황 제 1 절 미 해군의 UAV 개발 현황 1. UAV 개발 프로그램 미국은 1917 년 개발된 스페리(Sperry)/커티스(Curtiss) 「N-9」를 시작으로 하여 오랜 기간 동안 지속적으로 무인항공기에 관심을 기울여 왔으며, 베트남전, 걸 프전, 보스니아전, 코소보전, 아프가니스탄전 그리고 최근의 이라크전쟁을 치루면서 무인항공기를 적극적으로 운용하여 기 대 이상의 결정적인 성과를 얻으며 새로운 무 인항공기의 개발에 의욕을 보이고 있는 이 분야에서의 세 계 최강국이라 할 수 있다. 미국은 1960 년의 U-2 기 격추사건 이후 유인정찰기를 대체할 수 있는 수개 기종 의 고공정찰용 무인기 개발을 시도하였으며, 1970 년대에는 육군사업으로 아킬라 (Acquila) 정찰 용 무인항공기 개발을 시작하였으나 당시로서는 무리한 최첨단의 성 능을 요구하여 개발비의 증가, 개발 기간의 지연 등이 발생하였고 결국 이러한 이유 로 인하여 계획이 중단되었다. 그러나 중동전에서 이스 라엘 무인기의 활약상에 자극 을 받아 각 군에서 정찰용 무인기체계의 개발을 재시도하게 되었고, 미 의회의 지시 로 국방부는 1989 년에 무인기 합동사업국(UAV JPO, UAV Joint Program Office)을 창설하여 이들 사업을 합동으로 관리하였다. 이후 1994 년 5 월부터는 무 인기와 유인기를 포함한 공중 정찰 및 감시체계의 개발과 획득을 국방공중정찰국 (DARO, Defense Airborne Reconnaissance Office)의 중앙통제 하에 수행하도 록 변경되었으나 1998 년에 해체되고 현재는 각 군별로 사업을 추 진해 오고 있다.14) 14) 장두현, “무인항공기”, 상상커뮤니케이션, 2006. p.261~262. 243
함정 제 75 호 미 국방성은 1990 년에서 1999 년 사이에 무인항공기 개발, 조달 및 운용을 위하 여 30 억 달러 이상을 투자하였다. 그 결과 2001 년 9 월 11 일(2003 회계 연도) UAS(Unmanned Aircraft System) 역사상 10 억 달러의 예산을 반영하였다. 2010 년까지 675 대, 2015 년까지 1400 대(초소형/소형 UAV 제외)의 UAV 를 보유 할 것으로 예상되며 다양한 영역에서의 임무지원이 예상된다.15) 체 계 MQ-1/ Predator RQ-2/ Pioneer 제 작 사 General Atomics Pioneer UAV,Inc. 최초 운용 공군 해병대 공군 공군 해군 육군 육군 육군 해군 공군 육군 최초 비행 1994 1958 1996 1998 2004 1991 1997 1991 1999 2001 2002 IOC 생산 (대) 배치 (대) 60 35 0 7 2 35 0 90 0 0 0 ’99 취소 ’99 취소 비 고 2005 100+ 1986 2006 175 3 10 2 72 19 RQ-3/ Lockheed Martin DarkStar RQ-4/ G'Hawk RQ-4/ G'Hawk RQ-5/ Hunter RQ-6/ Outrider RQ-7/ Shadow200 RQ-8/ Fire Scout Northrop Grumman Northrop Grumman Northrop Grumman Alliant Techsystems AAI Northrop Grumman 2003 100+ 2007 TBD 2005 5 5 10 MQ-9/ Predator B General Atomics CQ-10/ Snow Goose MMIST <표-4> 미군 UAV 생산/배치현황 15) DOD, “Unmanned Aerial Vehicle Roadmap 2005~2030”(the office of the secretary of Defense. April. 2005), p.37. 244
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 <그림 1> 미 국방부의 UAS(Unmanned Aerial System) 연도별 예산 반영계획 <그림 2> 미 국방부 UAS 개발계획 2. UAV 임무별 발전과정 미 해군은 지난 40 여 년간 UAV 의 역할이 향후 어떻게 변화되어야 할 것인지 에 대한 방향을 제시하기 위해 많은 투자와 노력을 경주해 오고 있다. 미 해군의 UAV 사업실적은 크게 5 개 분야(미 해군 4 개, 공군 1 개)로 구분할 수 있다. 육군 및 해병 245
함정 제 75 호 대는 여단/사단급 정찰, 감시, 표적획득용, 해군은 함정정찰 및 무장지원용, 해병대 의 소규모 부대급 정찰용, 육/해/공군의 전략적 정밀정찰용, 공군의 고고도항공기 원 격정찰용이 있으며, 세부내용은 < 표-5>와 같다.16) <표-6>에서 보는 바와 같이 미국 군의 무인항공기(UAV)의 임무별 우선순위 매트릭 스를 보면 UAV 는 정찰임무를 공 통적으로 가장 주요한 임무로 수행하고 있으며, 다음으로 표적위치 식 별 임무, 신호 정보 임무 등 광범위하게 다양한 분야에서 임무를 수행하고 있음을 알 수 있다.17) 구 분 운용 육군, 해병대 대 상 체 계 여단/사단급 정찰, 감시, 표적획득용 함정 정찰 및 무장지원용 소규모 부대급 정찰용 전략적 정밀정찰 용 Falconer(’50~’60 년대)→Aquila(’70~’80 년대)→ Pioneer(’80~’00 년대)→Dragon Drone(’90 년 대)→ Outrider(’90 년대)→Shadow200(’00 년대) DASH(’60 년대)→Project Blackfly(’70 년대)→ Pioneer(’80~’00 년대)→Fire Scout(’00 년대) Bikini(’60 년대)→Pointer(’80~’90 년대)→Dragon Eye(’00 년대) 해군 해병대 육/해/ Osprey(’60 년대)→D-21(’60 년대)→비밀사업(’80 년대) 공군 →DarkStar(’90 년 대)→JUCAS(’00 년대) Compass(’60 년대)→Compass Dwell(’70 년대)→ 공군 Compass Cope(’70 년 대)→Condor(’80 년대)→ Global Hawk(’90~’00 년대) <표-5> UAV 임무별 발전과정 고고도항공기 원격정찰용 16) DOD, “Unmanned Aerial Vehicle Roadmap 2005~2030”(the office of the secretary of Defense. April. 2005), p.41. 17) DOD, “Unmanned Aerial Vehicle Roadmap 2002~2027”(the office of the secretary of Defense. 2002) 246
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 임 정찰 신호정보 무 Predator 1 3 11 2 10 7 5 8 6 9 14 13 12 4 Global Hawk 1 2 13 12 6 9 5 4 7 3 8 10 11 14 TUAV VTUAV Shadow200 Fire Scout 1 5 6 2 7 4 8 9 10 3 11 12 15 13 14 16 1 4 5 2 9 7 11 10 6 3 8 13 12 15 14 16 지뢰탐지/CM 정확한 표적위치식별 전장관리 화생방 정찰 대위장/은폐/기만 전자전 전투 SAR(탐색/구난) 통신/데이터중계 정보전 전자지도 제작 연해안 해저전 특수작전팀 재공급 무장/무기화 타격 GPS 위장센 서 삽입 미사일 유인 레이더 <표-6> 전투지휘관 및 전투지원에서의 UAV 임무 우선 매트릭스(2003) 제 2 절 미 해군의 고도별 운용 1. 고도별 운용개념 미 국방성의 UAV 에 대한 현대적인 개념은 지상에서 인력지원 하에 다양한 항공 기 체계작동을 하는 것이다. 이에 대한 연동기법이 Tier 체계라는 용어로 기술되며, 국방기획업무 분야 종 사자들이 연동작전을 위하여 전반적인 사용 계획 시 다양한 항 247
함정 제 75 호 공기들을 지정하기 위하여 사용되는 데, Tier 는 특정한 항공기 기종을 언급한다기보 다도 항공기 역할 을 수행하는 데 있다.18) 무인항공기 운용개념은 고도에 따라 3 단 계(3 Levels)로 이루어진다. 상층 (At the Top) 단계는 무인항공기가 고고도에서 대양의 광대한 공간을 감시하는 것이며, 중층(In the Middle) 단계는 항모 발진 스 텔스 무인항공기가 폭탄을 투하할 수 있도록 하는 것이며, 하층(At the Low) 단계 는 무인항공기가 함정에서 이륙하여 주변영역을 탐색하고, 전방 보호 및 감시 임무 를 수행 하는 것이다. 가. 상층 단계(Upper Tier) 상층단계는 80,000ft 이상에서 작전하며 몇 주 또는 몇 달 동안 공중에 잔류 할 수 있는 매우 높은 고도, 강한 내구력의 무인 항공기로 구성된다.19) 이러한 항공 기들은 수많은 센서들과 통신 장비를 포함하여 전술적으로 운용되고, 거의 정지된 지구 저궤도 위 성으로 생각될 수 있으며, 적외선 레이더에서 관엽투과(Foliagepenetrating) 레이더까지 다양한 구 조의 센서들을 장착한다. 날씨, 연기, 그리고 기타 대기 조건들 은 플랫폼에 장애가 될 것이나 운용을 중지시키지는 못한다. 광역해상감시(BAMS20)) 무인항공기로 부르는 상층 프로그램은 해상초계기(현 P3C Orion)의 임무를 대행한다. 체공시간이 긴 광역 해상감시 무인항공기는 지역 지휘관에 전파될 수 있는 전자 및 신호 정보를 수집하는 원거리(Stand-off) 정찰임 무를 수행하는데, 다목적 유인 해상 후속항공기와 광역 해상감시 무인항공기(BAMS UAV)로 임무를 분리한다. 또 다른 임무로 광역대의 송ㆍ 수신기를 무인항공기에 장착하여 항모전투전단의 통 신수단으로 활용하는 방안이 검토되고 있다. 저고도 에서 운영되는 인공위성처럼 무 인항공기는 수평선 밖에 있거나, 교신이 불가능한 항공기와 함정 간에 신호 및 통신 을 중계할 수 있다. 18) http://en.wikipedia.org/wiki/U.S._Military_UAV_tier_system. 19) In the nearterm it could be the U.S. Air Force Global Hawk. See for Global Hawk specifications. 20) BAMS : Broad Area Maritime Surveillance. 248
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 이를 위한 항공기 기종 선택이 진행되고 있으며, 현재까지 Northrop Grumman 사의 Global Hawk 와 General Atomics 사의 최신 Predator 가 우세하다. 2009 년 에 4 대의 무인항공기가 함대에 배치될 예정이다.21) 센서와 통신 지원이 첫 번째 역할이 되며 또한 작고, 거리가 짧은 방어 미사일 같 은 방 어 무기들을 운반(탑재)할 수도 있으며, 시간상-중요 목표들에 대한 제한된 부 하(Load)의 무기들의 운반도 가능하다. 이러한 항공기는 비행중인 목표의 최신화 (In-Flight Targets Update)를 위해 선 택하는 플랫폼이 될 것이다. 상층부 항공기는 항공모함 전투단으로부터 전개되고 바다가 기지가 될 수 있으며, 또한 지상기지로부터 이륙하여 비행할 수 있다. 전투단은 이동하는 동안 센서/통신 중계용으로 적어도 한 개가 필요하며, 전투단이 전역에 도달하면 추가적인 항공기가 발사될 수도 있다. 가까운 시 기 내에 항공기는 비행 중 재급유가 가능할 것으로 예측되며, 2030 년경 에는 기계적 실패 또는 전투 손실에 의해서만 태양 재생 연료전지 기술 또는 직접 태양 전환 기술이 제한된 기지에 여유를 줄 것이 다.22) 나. 중층 단계(Middle Tier) 중간층은 방위력 개선연구 계획기관(The Defence Advanced Research Project Agency)과 현재 개발 중에 있는 美空軍 무인 전투 항공기만큼 크지는 않 으나 유 사한 중간 무게 무인항공기와 유인항공기기에 기반을 두고 있는 항공모함으 로 구성되어 있다.23) 이 층에서는 보다 작고, 중간 무게의 무인 비행기가 적어도 10 시간 동안 공중에서 머무르는 능력과 함께 약 1,000 파운드의 페이로드(유효탑재량)를 운반할 수 있다. 21) 미 해군본부(OPNAV) 항공 계획/소요처장 Thomas J.Kilcline Jr 해군소장의 견해. 22) SSG XVII Final Report, appendix G, “Fuel Cell Driven Electric Propulsion for Aircraft,” 17 June 1998, G1-G6, and “Solar- powered unmanned aerial vehicles.” 23) Defense Advanced Research Projects Agency, “Unmanned Combat Air vehicle Advanced Technology Demonstration (UCAV ATD) Phase I Selection Process Document MDA972-98-R-0003,” . This vehicle has about a 34-foot wingspan, a 27-foot fuselage, and weighs approximately 8,000 pounds. 249
함정 제 75 호 고고도 항공기와는 다르게 이처럼 작은 전술항공 비행기는 원거리 이ㆍ착륙장으로 부터 비행하는 능력이 없다. 따라서 중간 및 하부 층 무인 항공기는 함정 갑판에 기 지가 있어야만 한다. 무인전투항공기 (UCAV)24)가 美海軍에서 생각하는 중간단계의 무인항공기다. UCAV 는 BAMS 에 비해 미래의 일이나, 2 개 회사가 UCAV 분야에서 경쟁하고 있다. 美 海軍 참모총장(CNO)의 항공조언가 Kilcline 는 “이상적 UCAV 는 유인제트기 보다 더 오랫동안 비행할 수 있어야 하며, 敵地域 내 더 깊이 침투하여 목표물을 즉 각적으로 標的化할 뿐만 아니라, 목표물을 파괴할 수도 있어야 한다.”라고 말하였다. 다. 하층 단계 (Lower Tier) 이 단계는 약 100 파운드의 페이로드를 운반하는 능력과 10~15ft 날개 길이 를 가진 작고 민첩한 무인항공기로 구성될 것이다. 이러한 무인항공기는 등각의 페 이로드 후미와 함께 날개 모 양 안의 비행 연료탱크로 생각되어질 수 있다. 경량의 날개, 소형 무인항공기의 기초는 내부 구조를 갖 지 않을 것이다. 또한 날개 는 기본 구성 요소들이 부착되어질 수 있는 플랫폼의 역할을 한다. 이들 무 인항공기 는 개선된 조립 부품 기술을 이용하여 함상에서 제작되어질 수 있다. 海軍은 항공모함 (Flattops)과 다른 유형의 함정에 대해서 무인항공기가 수직으로 이륙하여 함정 전방으로 비행하며, 영상전달뿐만 아니라 헬리콥터와 함정간의 통신 도 중계할 수 있기를 원하고 있다. 海軍은 무인 비행기 들에 센서, 통신장치 그리고 무기 페이로드의 혼합물 운반을 요구하게 될 것이다. 항공기 탐지와 소실 의 대부분은 비교적 단거리에 위치하기 때 문에 센서와 무기 둘 다 매우 작아질 수 있다. 임무 종료 때 회수 또는 자폭의 선택사항을 작전 지휘관에게 부여하는 소형 무인 항공기의 비용은 틀림없이 저렴할 것 이다. 24) UCAV : Unmanned Combat Aerial Vehicle. 250
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 2. UAV 기종별 운용고도 미군은 UAV 운용고도를 7 가지로 분류(Class A～G)하여 항공교통 통제하에 운 용하고 있으며 세부 분류는 아래 그림과 같다.25) 저고도 UAV 의 비행고도는 20,000ft 이하이며, Hunter, Aerosonde, Outsider, Shadow 등이 있고, 중고도 체공형 UAV 의 비행고도는 20,000～ 45,000ft 이며, Gnat750, Model000, Predator, heron 등이 여기에 해당되며, 고고도 체공형 UAV 의 비행고도는 45,000ft 이상이며, Dark Star, Global Hawk, Theseus, BQM-34, Alots 등 이 여기에 해당된다. <그림 3> UAV 운용고도 분류 25) DOD, “Unmanned Aerial Vehicle Roadmap 2005~2030”(the office of the secretary of Defense. April. 2005), p.F-4. 251
함정 제 75 호 제 3 절 美海軍의 주요 UAV 운용 현황 1. Global Hawk 글로벌 호크는 높은 고도에서 장시간 비행하면서 수집한 정보화상을 미 공군 및 기타 사령부에 거의 실시간으로 제공하기 위한 시스템이다. 1998 년 초도비행을 시 작하여 고고도 장기체공의 능력을 가짐으로써 일일 40,000n㎡의 광범위한 지역을 정찰할 수 있으며, 2000 년 6 월에 선행기술개발 시연(ACTD) 및 군 적용성 검토를 성공적으로 완료하였다.26) 미 공군에서 개발한 Global Hawk 는 최 신의 최대 규모 무인 전략 정찰기로서 하 루에 40,000n㎡을 감시, 정찰 임무수행 및 고고도 원거리용, 주야간 전천후용으로 제작되었다. 2001 년 11 월 아프가니스탄전에 처음으로 실전 투입되어 Predator 무 인항공기와 신속 타격 시스템을 구성하여 탐지한 지상 목표물에 대하여 즉각적인 공 격이 가능하도록 하였으며, 2003 년 4 월에는 이라크전에 투입되어 이라크 공화국 수 비대를 대파하는데 결정적인 기여를 하였다. 2. Helios Helios 는 처음에 Centurion 라는 이름으로 100,000ft 이상의 고도에서 운용토 록 개발 을 착수하였고, 1999 년 9 월 일부 보완을 거쳐 Helios 로 새로 명명되었다. 체공시간 96 시간을 목표 로 개발 중인 태양열을 고고도형 솔라타입의 UAV 로서 현재 비행시험 단계에 있다. 3. Predator Global Hawk 와 동일한 형태의 체공형 무인정찰기 Predator 는 최대고도 26,000ft, 유효탑재중량 200kg 으로 Global Hawk 에 비해 기체 규모가 작다. Global Hawk 보다 시기적으로 앞 선 1995 년 NATO 의 보스니아 작전에 참가한 이 래 1999 년 코소보 작전, 2001 년 아프가니스탄 작전에 참여하였다. 26) 장두현, “무인항공기”, 상상커뮤니케이션, 2006. p. 268. 252
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 공격 상황은 Predator 의 센서로 영상 처리되며 무기체계 타격효과 및 표적 손상 에 대한 실질적인 비 디오 영상을 공급한다. UAV 와 같은 소형 플랫폼은 아주 낮은 출력에도 불구하고 고감도의 안테나와 수 신기를 사용함으로써 반사되는 GPS 신호 처리 방법에 의해 지상 표적을 탐지하고 추적할 수 있게 된다. Predator 는 육상의 기지에서 비행을 시작하여 약 40 시간의 작전이 가능했으며, 500 마일 비행에 25 시간까지 운용이 가능했다. Predator 는 전자광학카메라와 적외 선 이미지 센서를 장착하고 있으며, 악 천후에 사용하는 레이더를 지니고 있다. 다른 무인항공기는 저고도이기 때문에 지상공격으로부터 대단히 취약하지만 Predator 는 고도 26,000 피트에서 작전하기 때문에 다른 무인항공기만큼 적의 지상 공격에 취약하지 않다. 그러나 Predator 는 저속비행(90Kts)과 통합적인 대공방어 체계가 취약하여 적의 공중 방어(air defense)에 취약하였다. Predator 의 진가는 다(多) 센서능력과 더불어 비디오 이미지를 지상에 그대로 송 신할 수 있고 KU 밴드 데이터 전송체계를 이용하여 위성을 통한 실시간 중계방송이 가능하다는 점이다. 이러한 점을 고려하여 Predator 의 데이터 연결 시스템과 함정 탑재 안테나를 적절 하게 개조한다면, 함정의 해상지휘관은 관심지역의 고해상도 이 미지를 Predator 를 통해 받아 볼 수가 있다. 美空軍의 UAV 전투실험실과 공동작업을 수행하고 있는 QinetiQ 사는 Jaguar, F-14 그리고 F16 유인전투기들과 연계하여 Predator 를 운용하기 위한 일련의 실 험을 2 회에 걸쳐 실시하였다. 제 1 단계에서는 UAV 에 장착되어 있는 2 개의 AN/ARC-210 라디오를 사용하여 지 상기지에 있는 전방항공통 제관이 비행 중인 항공기에 영상 및 문서 자료들을 중계하는 것이었으며, 제 2 단계에는 이를 확장하여 美海兵隊의 공격헬기인 AH-1W 를 이용하여 네트워크 관리, 자동 전문 유통 및 레이저 지정 기능 등을 포함시켰다. Predator 는 美陸軍의 Shadow 200 과 같은 전술용 UAV 와 협력관계를 유지하고 있다. 미 공군은 2004 년 현재 RQ-1, MQ-1 Predator 3 개 비행대대 12 개 시스템(48 기)을 운용 중이나 Predator 확장 버전으로 MQ-9A Predator B 를 계획하고 있 고, 미 해군은 광역해상정찰 요구조건을 완성하기 위한 Predator C 를 계획하고 있 어 미국의 Predator 획득은 10 년 안에 약 300 대에 도달 할 것으로 예상된다.27) 27) 장두현, “무인항공기”, 상상커뮤니케이션, 2006. p.266. 253
함정 제 75 호 구 분 형 상 길이/폭 제 원 47.6ft / 130.9ft 최대속력/중량 340kt / 32,2500lb Global Hawk (RQ-4B) 비행고도 비행시간/반경 운용부대 제작 사 길이/폭 최대속력/중량 비행고도 Helios 비행시간 운용부대 제작사 길이/폭 최대속력/중량 비행고 도 Predator 비행시간/반경 운용부대 제작 사 14~15hr NASA AV Inc 26.7ft / 48.7ft 118kt / 2,250lb 25,000ft 24hr / 500nm 공 군 General Atomics Aeronautical System Inc. 60,000ft 28hr / 5,400nm 공 군 Northrop Grumman 12ft / 62ft 21kts /l,175b 100,000ft 254
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 4. Pioneer Pioneer 는 海軍과 海兵隊의 표적정보를 제공하기 위해서 만들어진 단거리용이 다. 이스 라엘 항공사와 AAI 사 합동으로 제작되어 1985 년 해군에 처음으로 인도된 Pioneer 는 4 시간 동안 체 공하면서 110Kts 까지 속도를 낼 수 있다. 사막의 폭풍작 전 이후 보스니아, 하이티, 소말리아 등에서 작전임무를 수행하였다. 맑은 날씨와 야 간에 이미지를 모으고 전송하는 능력을 가진 Pioneer 는 사막 의 작전 때 유익하였으 며 해군과 해병대 모두 페르시아만에서 긴급한 전술정찰이 필요할 때 Pioneer 를 운 용했다. 함정의 전자기 간섭과 Pioneer 가 함정으로 귀환할 때 항공기를 회수하기 위 해 사용되 는 그물망 문제를 극복함으로서 Pioneer 의 도입은 美海軍에 있어 획기적 인 발전을 이루었다. Pioneer 는 2 기통의 엔진을 장착하고 지상 15,000 피트의 고도에서 작전하며 순항 속도 65 노트 최고 110 마일까지 항해가 가능하다. 원래 Pioneer 는 고해상도의 전자 광학카메라를 주간작전용으로 장착하 거나 적외선 디지털카메라를 야간작전용으로 장 착했다. 그러나 지금은 양자 모두 가능하도록 되어 있 다. 그래서 Pioneer 는 고해상도 이미지를 육상 또는 함정에 전송할 수 있도록 설계되었는데 이 때 C 밴드의 UHF 가시선상(line of sight) 데이터 전송체계를 이용한다. 비록 Pioneer 가 최초 육상에 기 지를 둔 체계였으나 지금은 해상작전의 능력이 입증되었고 로켓 발사시스템과 수직 그물 회수장비의 덕 택으로 개조된 LPD-4 급에서도 작전을 펼칠 수가 있다. 그러나 장착된 장비와 더불어 Pioneer 는 비가 많이 내리거나, 강풍이 불 때, 얼음 이 어는 추운 날씨와 같은 기상 악화 시에는 제한을 받는 재료로 만들어졌기 때문에 이러한 악천후에서 작전 시 사용상 제한을 받을 수밖에 없다. 또한 작전고도가 낮고 작전속력이 느려 적 지상화력에 취약하다. 이런 제한점에도 불구하고 Pioneer 는 ‘사막의 폭풍’ 작전 시 함정에서 또는 지상에 서 작전을 하던 적의 육상행동에 관한 정보를 제공했다. Pioneer 에 있어서 가장 제 한적인 요소는 해군과 해병대의 신속하게 실시간 이미지 정보에 대한 요구를 충족시 킬만한 충 분한 Pioneer 가 없었다는 것이다. 최근에는 NATO 의 보스니아와 코소보의 평화유지활동 작전을 지원하 는데 사용되 255
함정 제 75 호 었다. Pioneer 는 다른 NATO 동맹국의 무인항공기들과 같이 지휘관을 보조하기 위 한 작전에 참가했 다. Pioneer 와 같이 작전에 참가한 연합국의 무인정찰기는 실시간 으로 적의 지상상황에 대해서 정보 를 제공함으로써 연합국이 평화유지작전을 위한 부대의 증강이나 적의 동태를 모니터할 수 있도록 했다. 연합국의 무인정찰기는 지상에서 적이 사용하는 기동무기체계의 파악하기 어려운 위치를 확인하고 식별 하는데 도움이 되었으며, 美國의 Pioneer 는 해상에서 상선의 통항금지 준수 감시와 같은 해상에서 연 합국의 이익과 관련되는 적의 활동을 감시하 고 추적하는 작전에 기여했다. 美海軍에서는 Northrop Grumman 사가 개발하고 있는 RQ-8 Fire Scout 회전 익 UAV 에 연안전장의 정찰분석(COBRA)28) 프 로그램을 탑재할 예정이었으나, 美 海軍이 작전 배치 계획을 취소해 버려 현재 P3I 프로그램에 의해 수 행될 RQ-2 Pioneer 에 COBRA 가 탑재될 예정이다. 이 기간 중에 Pioneer 는 미 해군과 해병대에 작 전적인 우발상황의 지원을 계속할 것이며, 실험과 훈련의 지원도 지속적으로 이루어질 것이다. 또한 VTUAV 를 지원의 일환인 기술적인 위험을 감소시키기 위한 증명의 임무도 수행하게 될 것이다. 현재 Pioneer 는 전자광학과 적외선센서를 장착하여 성능을 개량시켰으며, 함정작 전에 필요한 일반자동회수 체계(UCARS : UAV Common Automatic Recovery System)가 가능하도록 개조되었다. 5. X-45C 및 X-47B 최근 美空軍에서 개발 중인 X-45A 와 美海軍에서 개발 중인 X-47A UCAV29) 는 무인전투기로 두 기종 모두 시험비행기가 처음 비행한 실용기 前단계로 향후 화 기관제 기능과 무장능력 이 충실히 되면 유인전투기와 조합하여 운용될 것이다. 28) COBRA : Coastal Battlefield Reconnaissance and Analysis. 29) UCAV(Unmanned Combat Air Vehicle) : UCAV 는 전투 환경으로부터 생존성이 중요시되기 때문에 스텔스 기능을 고려 한 형상(形狀)이 채용되고 있다. 전투시 임기응변의 대응을 가능하게 하는 센서 시스템이나, 고도의 자 율 판단 처리 등의 기술과제 해결 문제도 많기 때문에 여러 시험기 타입을 거쳐 실용기가 개발될 것으 로 보인다. 256
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 국방부 ARPA30)로부터 많은 자금을 지원받고 있는 UCAV 프로그램 X-45 와 X-47 은 해군에 제시된 최 종 생산 유형의 항공기라기보다는 오히려 기술적인 시현기 이다. 모든 계획이 순조롭게 진행된다면, 2015 년에 첫 번째 작전용 UCAV 가 정찰 임무를 위해 항모위에서 발사되고 회수될 것이며, 2020 년경에 는 다양한 공격임무가 가능할 것으로 보인다. 가. X-45 보잉사 X-45 는 ’02. 5 월 캘리포니아 에드워 드 공군기지에서 자율적인 (Autonomously) 처녀비행을 마쳤다. 보잉사의 첨단 무인체계 개념 및 시제 품 담당 감독관 Charlie Guthrie 는 “무인항공기는 모든 임무가 사전에 계획되고, 자율적인 비행을 해야 하기 때문에 시현과 개발 단계를 거치면서 더욱더 정교하게 될 것이다.” 라고 말했다. 나. X-47 Northrop Grumman 사 X-47 Pegasus 가 ’03. 2 월 캘리포니아 차이나 레이 크에 있는 해군 항공 전 투소(Naval Air Warfare Center)의 사막 활주로를 이륙하여 12 분 동안 비행 후 착륙하였다. Northrop Grumman 사의 Pegasus 프로그램 감독관 Dave Mazur 는 “이것은 이제 겨우 시작일 뿐이 며, 항공모함에서의 운영에 필요한 조 정 성능(Handling Qualities)을 보유했다는 점을 시현해야 한 다.”라고 말하였다. 구 분 형 상 길이/폭 제 원 14ft / 17ft 110kt / 452lb 15,000ft 5hr / 100nm 해병대 Pioneer UAV, Inc. 최대속력/중량 비행고도 Pioneer 비행시간/반경 운용부대 제작 사 30) ARPA : Advanced Research Projects Agency. 257
함정 제 75 호 구 분 형 상 길이/폭 제 원 39ft / 49ft 460kt / 36,500lb 40,000ft 7hr / 1,200nm 해군, 공군 최대속력/중량 비행고도 X-45C 비행시간/반경 운용부대 제작 사 길이/폭 최대속력/중량 비행고도 X47B 비행시간/반경 운용부대 제작 사 6. Fire Scout Northrop Grumman 38ft / 62ft 460kt / 46,000lb 40,000ft 9hr / 1,600nm 해군, 공군 Northrop Grumman Fire Scout 는 육군과 해군에서 운용하고 있으며, 미 해군은 연안전투함(LCS : Littoral Combat Ship) 지원용으로 운용하고 있다. 모두 12 대를 대서양함대와 태 평양함대에 각각 배치할 예정이며 미 해병대 소요는 11 대로 보고 있다. 7. Dragon Eye 美海軍의 해군연구소(Office of Naval Research)에서는 海兵隊에서 小部隊用 新탐 지장비의 요건을 충족시킬 때까지 임시 해결방안으로 사용될 실용 가능한 항공 감시체계를 설계하도록 해군연구실험실에 임무를 부여했다. 이 장비는 정찰, 탐색 및 표적정보를 제공할 수 있다. 미 해군실험 실(NRL)은 케 블라, 광섬유 그리고 탄소섬유를 가지고 작고 경량의 항공기를 만들었다. 이 항공기 258
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 를 조립한 것이 총 중량 4 파운드, 날개 길이 3 피트인, 초경량 무인항공기인 Dragon Eye 이다. Dragon Eye 는 재충전식의 배터리에 의한 전기에 의해서 작동되며 60 분간 비행이 가능하고 순항속도는 35 노트이다. 또한 Dragon Eye 는 1 파운드의 교환연료를 사용 하여 주간 또는 흐린 날씨, 야간 적외선 이미지를 사용할 수 있도록 지원 가능하다. Dragon Eye 는 한사람에 의해서 자동적으로 작동이 가능하 다. 그리고 차량탑재 및 사람에 의해 휴대되는 장비에 의해서 통제되어진다. 해군연구실험실은 첫 시제 품 을 12 개 만들 예정이며 이후 40 개를 계약 생산할 예정이다. 비록 Dragon Eye 가 일시적으로 단기 간에 해병대의 소부대에 대한 탐색, 정찰, 표적획득정보를 제공한다지만 아직도 이런 시스템은 불안정하 고 제한적인 작전시간 을 가졌다는 문제가 있다. 8. Aerosonde Aerosonde 는 장시간 비행시간이 가능하며, 가격은 $25,000 로서 저렴하다. 몸 체에 통신, 항해 및 기상측정 장비를 장착하고 있다. 미 해군연구소(Office of Naval Research)는 장비 및 페이로드를 개발할 목적으로 여러 대를 구매했다. 구 분 형 상 길이/폭 제 원 22.9ft / 27.5ft 125kt / 3,150lb 20,000ft 6+h / 150nm 육군 / 해군 Northrop Grumman 최대속력/중량 Fire Scout (RQ-8B) 비행고도 비행시간/반경 운용부대 제작 사 259
함정 제 75 호 구 분 형 상 길이/폭 제 원 2.4ft / 3.8ft 35kts / 4.5lb 1,000ft 45~60min / 2.5nm 해병대 Aero Vironment 5.7ft / 9.4ft 33lb 20,000ft 30hr / 1,000nm 해 군 Aerosonde/Lockheed Martin 순항속력/중량 비행고도 비행시간/반경 운용부대 제작 사 길이/폭 최대속력/중량 비행고도 Dragon Eye Aerosonde 비행시간/반경 운용부대 제작 사 9. Dragon Warrior Dragon Warrior 는 미 해병대에서 정밀 목표물 선정, 전장 피해판단, 감시 및 정찰용으로 설계하고 있다. 군용차량에 UAV 와 지상-관제 트레일러로 이동 가능한 체계를 계획하고 있 다. 화물탑재능력은 35 파운드이며, 상륙함 또는 해안에서 발사가 능하다. 무게는 230 파운드이며, 1 회 에 3 시간 동안 100Kts 까지 비행 또는 반경 75Km 내에서 1 시간 비행이 가능한 것으로 알려졌다. 260
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 10. FINDER FINDER 는 미 해군연구소에서 개발하였으며, 날개길이 2.6m, 총중량 27kg 으 로 6.1kg 의 장비 탑재가 가능하고, 대기 중의 화학제를 탐지할 수 있는 SPIDE R31)를 장착하고 있다. 11. BAMS BAMS 는 2008 년도에 최초 운용능력시험 후 해군에 공급예정이다. 출력자료들 은 데이터링크 를 통해 주로 항모에 위치한 전구지휘관에게 직접 통보된다. 12. I-SURSS I-SURSS 는 해병대에서 넓게 분산된 소부대 주변의 집중된 이미지 정보를 획득 하여 현 장지휘관 지원을 위한 휴대용 소부대원격정찰체계(SURSS : Small Unit Remote Scouting System) 이다. 제 4 절 미 해군의 UAV 주요 전투참여현황 및 성과 1. 주요 활동 사막의 폭풍작전으로 잘 알려진 1990 년의 걸프전에서 미군은 총 50 만 명의 병 력 및 장 비를 투입하는 월남전 이래 최대의 전쟁에 개입하게 되었다. 이 전쟁에서 투입된 무인기 중에서 가장 효과적인 무인항공기가 Pioneer 이다. 파이오니어 (Pioneer)는 30 대로 구성되어 투입되었으며, 총 483 회의 출격에 1,560 시간의 비 행을 하였으나 2 대 격추, 5 대는 비전투로 손실하였다. 1998 년 코스 보전에서는 프리 데터(Predator) 48 대, 파이오니어(Pioneer) 5 대, 헌터(Hunter) 18 대를 투입하 여 운용하였다. 2002 년 중반의 “Enduring Freedom32)” 작전 시 Global Hawk 는 31) 항공기의 전방 동체에서 볼 수 있는 어두운 사각형의 하부에 장착되어 있는 SPIDER 는 규격이 25x12.7×15.2cm 이며 중량은 3.2kg 에 불과하다. 32) 이 작전명은 당시 교전의 주역 중 한 사람인 미 합참의장 Richard Myers 장군에 의해 명명되었다. 261
함정 제 75 호 1,300 쏘티를 출격하는 등 아프가니스탄 상공에서 감시 임무를 거의 완벽히 수행하 였으며, 이러한 UAV 의 지원 33)에 의거 약 700 여개의 표적을 파괴할 수 있었다. 미국의 9.11 테러 이후 미국은 북한 과 이라크를 악의 축으로 규정하고 자국민 보 호와 세계평화 유지를 대외명분으로 2003 년 이라크 전쟁 을 개시하였다. 적어도 11 종류의 무인정찰기가 사담후세인 정권을 전복시키기 위한 연합군의 작전에 투입되었 는데, 미 공군의 고고도 무인정찰기 글로벌 호크와 중고도 무인정찰기 프레데터, 미 육군의 전술 무인정찰기 셰도우 200, 헌터 및 소형 무인정찰기 포인터, 미 해병대의 전술무인정찰기 파이오니 어(Pioneer)와 소형 무인정찰기 드래곤아이(Dragon Eye) 및 티어(Tier)2, 미 해군연구실험실의 화 학/생물학 센서를 탑재한 무인정찰기 파인 더 및 소형 무인정찰기 실버폭스 등이 운용되었다.34) <그림 4> 이라크 자유 작전을 지원중인 UAV 무인항공기의 주요 임무는 교전ㆍ작전 지역에서의 기상 및 작전 환경 확인, 목표 지정ㆍ위치 선정, 식 별 및 핵심 목표를 파괴하는 것이며, 다수 목표와 지대지 미사일 을 수색하고, 중대급 규모까지 하향 조정된 기습 및 작전을 지원하는 것이다. 또한, 33) Global Hawk 는 30 시간에 달하는 임무를 수행하였으며, 600 장 이상의 영상자료들을 제공하였다. 34) 장두현, “무인항공기”, 상상커뮤니케이션, 2006. p.107~115. 262
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 경로정리(Route clearance), 증원경로 모니터링, 호송보호, 전방 항공 통제, CAS 의 무장 대항 공 격 격퇴, 아군의 부대 배치를 확인하고, 전투시 전투손상평가 임무를 수행하는 것이다. 2. 주요 성과 최근의 이라크 전쟁에서 선보인 첨단 중/고고도 무인항공기들은 그동안 수행해 왔던 단순 정찰임무를 넘어 헬파이어 미사일의 장착으로 발견한 목표에 대한 즉각적 인 공격이 가능함은 물론 수만 km 떨어진 곳에서도 인공위성을 통한 무인항공기의 원격조정과 현장 중계가 가능해 시간과 공간을 넘은 전천후 실시간 전장 확인 및 통 제능력을 가짐에 따라 현대전에서 무인항공기는 없어서는 안 될 필수적 인 장비로 확 고하게 인식되었다. 이와 같이 무인항공기 운용으로 얻게 된 성과를 기술한다면 다 음과 같다. 첫째, 집중할 임무 산출이 가능하였다는 것이다. 무인항공기의 뛰어난 첩보능력 및 최첨단의 장 비를 이용한 정보수집으로 임무 수행에 있어 전장환경에 대한 정확한 판 단으로 최소의 전력을 활용하여 전승을 보장할 수 있도록 임무에 집중이 가능하게 되었다. 둘째, 전술부대의 임무 및 권한 수행이 용이 하였으며, 임무를 적시에 수행할 수 있 도록 하였다는 것이다. 전술부대는 적보다 우수한 첩보 및 정보 능력을 보유하게 됨 으로써, 주어진 임무 수행 및 권한을 수월하게 행사할 수 있게 되었으며, 그 적절 한 시기를 선별적으로 선택하여 조절할 수 있었다. 셋째, 적군의 상황을 사전에 전장에서 파악하고, 아 군의 취약분야를 사전에 식별가 능하게 됨에 따라 부대 방호 향상을 가져왔다. 마지막으로 전투손실을 최소화함으로써 전쟁으로 파생되는 다양한 분야에 대한 불 법적인 요소들을 억제하였으며, 임무 수행의 합법성을 가능케 하였고, 전장에서 발생 하는 다양한 불필요한 요소를 억제함으로써 효율적인 전쟁수행 이 가능하게 되었다. 263
함정 제 75 호 제 4 장 美 海軍의 UAV 중점 추진 및 발전현황 1. 무인항공기 개발 집중 미 해군은 UAS(Unmanned Aircraft System) 로드맵 2005~2030 을 수립하 여 무인항공기 개발 및 관련 분야에 대한 노력을 집중하고 있으나, 제반 무인체계 (지상무인차량 (UGV), 무인수상함(UMV) 등)를 포함한 로드맵 개발 필요성을 발전 방향으로 제시하고 있으며, 무인항 공기간의 상호운용성 요구조건 못지않게 지상무인 차량과 무인항공기간의 통신, 무인잠수함과 무인항공 기간의 상호작용과 같이 무인항 공기와 타 무인체계간의 상호 운용성 요구에 부합한 개발 필요성도 제시 되고 있다. 그리고, 무인체계의 전반적인 지원을 위한 광범위한 표준화 수립노력이 필요하다 고 보고 있다. 2. 미 해군의 UAV 연구와 개발 분야 미 해군의 한 관계자는 현재 추진계통, 연료, 생존성의 3 개 분야 에 대해 연구와 개발을 계속 진행 중에 있다고 언급했다. 다목적 레이더를 개발해서 명암(明暗)이나 기 상조건에 관계없이 표적을 탐지하고 추적하는 등 UAV 의 기능개선을 위한 노력을 하고 있다. 해군은 공 군의 Predator, Global Hawk 와 같이 정찰, 탐색, 표적획득 및 공격이 가능하도록 해상과 지상통제 가 가능한 전술통제소를 확보 추진 중이며, 해병대는 소 부대 작전지원을 위해 Dragon Eye 와 같은 소 형 UAV 의 개발 및 실전배치를 추진 하고 있다. 미 해군과 해병대는 무인정찰기의 장차 작전조건을 정 의하기 위해 노력중이며 무 인정찰기 연구 및 개발에 계속적으로 노력할 것이다. 3. 미 해군 다목적 UAV 개발에 관심 경주 해군은 모든 기상조건에도 관심지역에 대한 정찰과 탐색 작 전이 가능한 공군의 RQ-1 Predator 와 같은 전력을 계속적으로 지원 받아야 할 것으로 보고 있으며, 보 264
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 잉, 제너럴 다이나믹스, 노드롭 그루만사와 계약하여 해군의 요구조건인 장거리의 작 전반경과 다목적 기능의 UAV 를 연구토록 계약을 맺었다. 해군의 다목적 UAV 에 대해서는 아직도 연구가 진행 중에 있으 며 이는 여러 대안 들 중 미래 대안 선정을 위한 분석의 핵심적인 주제가 될 것이다. 4. 통합전투가 가능한 공통전술통제체계(TCS) 개발 TCS 는 Global Hawk 와 같은 자산에 직접적인 데 이터를 연결, 상호 작전성을 지닐 수 있도록 하기 위한 체계이며, 방어정보구조 및 지상통제국(GCS)의 공통 작 전환경을 지원하고, 선택된 C4I 와 상호호환성을 가지고 있다. 미 해군의 목표는 함정이 主임 무를 원활하게 수행할 수 있도록 적절한 위상안테나 를 개발하는 것이다. 그러나, UAV 를 지원하는 지 상통제국(GCS)은 TCS 의 기능을 가지고 있으나, 고범위폭(high width) 이미지를 UAV 에서 함정으로 바로 송신하는 기술은 아직 어렵다. 함정이 기동중일 때 UAV 로부터 고밴드의 이미지를 직접 수신 하지 못하고 있다. 제 5 장 결 론 한국 해군은 북한과 대치상태에 있을 뿐 아니라 해상으로부터 200~300km 떨어 진 인접한 곳에 군사적 으로 민감하게 반응을 보이고 있는 중국과 일본이 자리를 잡 고 있어 영상정보의 중요성이 매우 높은 안보 환경으로 판단된다. 국내 UAV 사업의 기초연구 및 탐색개발은 국과연 주도로 진행되었으나, 선행개 발 단계부터 업체주도로 개발이 진행되었으며, 1997 년~1999 년 실용개발, 기술시험평 가를 수행하였으 며, 2000 년 육군 교육사 주관으로 운용시험평가를 수행하였다.35) 세계의 UAV 산업에 비하여 다소 늦 었지만 산업자원부의 스마트무인기(Smart UAV) 2 단계 국내 UAV 기술개발사업이 진행 중에 있으며, 올 해부터 시작된 국방 35) 국방품질관리소, “국내개발 무인항공기 시험평가 결과보고서”, DQAA-00-583-T, 2000.12, p.i. 265
함정 제 75 호 부의 적 지역 고해상 영상정보의 실시간 획득이 가능한 중고도무인기 기술개발사업 이 진행되어 UAV 개 발에 박차를 가할 것으로 보인다.36) 우리 해군의 경우, 함정에서 운용이 가능한 단거리 UAV 로 미국 AAI 사의 전술 Shadow 400 전술무인기를 2003 년에 도입하여 전력화를 마친 후 해상작전에 본격 투입 ㆍ운용하기 시작한 것은 3 년에 불과하다. 무인항공기 운용수준은 전투함이 아닌 정보함에 탑재하여 영 상정보와 제한된 신호정보만 획득, 활용은 매우 초보적인 단계 이다.37) 처음 영상정보에 대해 지휘관 들이 낯설어 하였으나 현재는 보다 많은, 질 높은 영상정보를 요구하는 목소리가 높아지고 있다. 반면 육군은 군단급 UAV 를 실 전에 배치하여 지속 운용 중에 있으며, 공군은 전략 UAV 인 Global Hawk 와 Harpy, 중고도용 UAV 인 Predator 도입에 1,898 억원(’11~’16)의 예산을 반영해 놓은 것으로 알려 지고 있다. 또한 국방부에서는 現 정보사를 인간정보사와 영상정보 사로 분리하여 운용할 예정으로 영상 정보사 지휘관에 공군장성의 임명을 검토하는 한편, 육군에서는 국정원과 함께 위성영상정보 분석 업무 를 수행하고 있다. 미래의 전장이 전통적 전투에서 벗어나 개선된 장비, 조직, 훈련 및 정보의 사용으 로 전투력 창출 시간을 줄이고, 의사결정주기를 감소시켜 작전속도를 증가시키는 방 향으로 발전되어갈 때 UAV 의 비중은 더욱 높아질 것으로 보인다. 미래 해상전은 네트워크 중심의 전투개념 38)으로 이루어 질 것이며 이러한 개념 하 에서 전장정보 획득은 최우선적 과제가 될 것이다. 이 전쟁개념에서는 지휘 속도와 연속성이 강조되며 핵심은 센서(ISR), 지휘통제(C4I), Shooter(정밀유도무기)를 연결하는 통 합 정보화체계가 될 것이다.39) 이러한 점을 고려할 때, 해군력은 타군과 비교 시 고유한 운영상의 특 성을 갖고 있으며, 해양을 이용한 국가의 성장, 번영 및 안보를 지키는데 효과적인 전력이라고 할 수 있다. 특히 해군력의 특성 중 접근성, 36) 양용석ㆍ서성영, “세계 무인전투기 분석을 통한 국내 무인항공기 개발방향”, 국방과 기술 5 월호, 2007, p.69. 37) 김한백, “한국 해군의 해상작전용 무인항공기 발전방향”, 「2005 년도 연구보고서」, 국방대학교 2005, p.56. 38) 합동참모본부, 「합동비젼 2015/합동전장운영개념」, p.34~36, 68. 39) 김영길, “미래 해상전 수행개념 : 네트워크 중심 전투개념”, 「주간국방논단」, 761 호, 1999. 266
美 海軍의 UAV 소개 및 발전방향 기동성 40)을 이용한 원거리 확장 및 상시 현장을 유지할 수 있는 기능은 지상군 및 공군에서 육상에 한정되어 있는 능력을 중ㆍ장거리 측면에서 확대할 수 있게 해 줌 으로써 전술적 수단을 이용한 전구차 원의 전략 정보수집을 가능하게 해 준다.41) 우리 해군에서는 UAV 를 이용한 작전 임무 수행에 대하여 아직까지는 생소한 분 야로 받아들여지고 있다. 제한된 자원을 가지고 많은 부분의 전력 발전에 배분할 수 없지만 미래 전쟁 수행 방식의 변화를 염두에 둔다면 장비 운용 등에 있어 미 해군 의 UAV 운용경 험과 관련 정책에 많은 해군 장병들의 관심이 필요하다. 해상작전에 서 무인항공기를 이용한 정보우위를 달성할 수 있는 다각적인 연구 및 미래 해상전 에 대비한 체계적인 구현을 위하여 관련 분야 간부들은 전문지식과 경험을 바탕으로 책임감을 갖고 최선을 다하여야 할 것이다. 40) 해군본부, 「해군기본교리」, 2000, p.3-8~3-11. 41) 이규식, “무인항공기 발전추세와 효율적인 해상 운용에 관한 연구”, 「전략분야 연구과제」, 2002.11. 267
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