국산화 어디까지 왔나?
장비 설계·제작·테스트 등 개발 순조
안테나·전원공급장치 비행시험 성공
KF-X 탑재용 내년 시험비행 테스트 

 

AESA 레이다 형상. 방사청 제공

방위사업청이 지난 8월 출고식을 통해 공개한 KF-X 탑재용 AESA 레이다 시제의 모습.

어두운 동굴에서 사는 박쥐에게서 영감을 얻어 개발된 것으로 알려진 레이다(RADAR)는 물체를 향해 전파를 발사한 후 반사돼 돌아오는 전파가 도착하는 시간을 측정해 거리를 알아내는 장비다. 1930년 영국, 독일, 미국, 일본 등 여러 나라에서 개발이 시도됐고 이 중 영국에서 실전에 이용할 수 있는 최초의 레이다가 만들어졌다. 방위사업청은 “제2차 세계대전 이후에는 성능이 비약적으로 향상됐으며 용도에 따라 크기를 달리해 항공, 지상, 해상에서 군사용으로 이용됐다”며 “물론 교통, 기상, 천문 등 비군사용으로도 많이 활용되고 있지만, 여전히 대중에게는 군사장비로 인식되고 있고 특히 전투기에 필수장비로 여겨지고 있다”고 설명했다.



레이다, 기계식·전자주사식으로 구분

방사청에 따르면 전투기에 장착되는 레이다는 크게 기계식(Mechanically Scanned Array) 레이다와 전자주사식(Electronically Scanned Array) 레이다로 구분된다. 기계식 레이다가 안테나를 기계적으로 움직이면서 표적을 탐지하는 반면, 전자주사식 레이다는 안테나의 움직임 없이 빔의 방향을 전자적으로 조향해 표적을 탐지한다. 또 기계식 레이다는 접시나 평판 모양의 안테나를 기계적으로 움직이면서 목표를 탐색하기 때문에 크기가 크고 탐지 속도도 전자주사식 레이다에 비해 느리다.

전자주사식 레이다는 수동형과 능동형으로 나뉜다. 수동형 전자주사식(Passive Electronically Scanned Array) 레이다는 하나의 고출력 송신기와 수신기를 갖고 단일 주파수를 생성하고, 능동형 전자주사식(Active Electronically Scanned Array) 레이다는 빔의 송수신을 담당하는 작은 모듈인 TR 모듈(Transmit & Receive Module)이 대량(1000~2000개)으로 안테나에 배열돼 다양한 주파수의 빔을 독립적으로 방출하며 수신할 수 있다. 방사청은 “수동형 전자주사식이 개발된 지 오래됐고 성숙된 기술이라서 만들기가 쉽고 비용도 저렴한 장점이 있다”면서 “그에 반해 능동형 전자주사식은 TR 모듈들이 독립적으로 신호를 생성하므로 몇 개 모듈이 고장 나더라도 레이다 작동에 문제가 없고 다중 표적과의 동시 교전이 가능하다”고 말했다.



에이사 레이다 성능 가장 우수… 국산화 진행

현대전에 있어 전투기의 레이다 역할은 절대적이다. 전투기가 아무리 훌륭한 기동 능력과 첨단 미사일을 갖췄어도 먼저 적을 발견하지 못한다면 무용지물일 뿐이다. 이 때문에 세계 여러 나라는 더 성능 좋은 레이다를 개발하고 확보하기 위해 경쟁을 펼치고 있다. 현재 가장 성능이 우수한 것으로 인정받는 레이다는 앞서 얘기한 능동형 전자주사식 레이다이다. 능동형 전자주사식 레이다는 영문 머리글자를 따서 흔히 ‘에이사(AESA)’ 레이다로 불린다. 현재 운용되고 있는 F-22, F-35 등 최신 전투기들은 거의 다 AESA 레이다를 장착하고 있고 공대공, 공대지, 공대해 등의 작전을 효과적으로 수행하기 위해서 필수적인 장비로 여겨지고 있다. 기존 전투기들도 성능개량을 통해 AESA 레이다를 갖추는 추세다.

우리나라가 현재 개발하고 있는 한국형전투기(KF-X)에도 AESA 레이다가 장착될 예정이다. 특히 국내기술로 개발한 AESA 레이다를 장착할 계획인데, 이는 우리나라가 전투기 개발과 함께 AESA 레이다 개발이라는 어려운 과제를 동시에 수행한다는 것을 뜻한다. 실제 AESA 레이다 개발 기술은 세계적으로도 몇몇 나라만 가지고 있을 정도로 어려운 기술로 알려져 있다. 방사청은 “이 때문에 일각에서는 기체 개발만으로도 버거운데 레이다까지 개발한다는 것은 무모한 일이라며 우려하기도 한다”면서 “하지만 다행히도 AESA 레이다 개발주관기관인 국방과학연구소와 시제업체인 한화시스템은 기존 레이다 및 유사 장비를 개발·제작하며 축적한 레이다 기술을 기반으로 레이다를 구성하는 장비의 설계와 제작, 테스트 등의 개발을 현재까지 순조롭게 진행하고 있다”고 밝혔다.

지난해에는 AESA 레이다의 하드웨어 제작 능력을 확인하기 위한 국산 안테나장치와 전원공급장치, 이스라엘 제작 송수신처리장치 등 AESA 레이다 입증시제를 보잉 737을 개조한 시험비행기에 탑재해 이스라엘과 국내에서 비행시험을 성공적으로 수행했다. 또 내년에는 안테나장치와 전원공급장치, 송수신처리장치 모두를 국산화한 입증시제를 시험비행기에 탑재해 비행시험할 예정이다.

KF-X에 실제로 탑재하게 될 AESA 레이다도 지난 8월 시제품이 성공적으로 출고됐다. 이 역시 내년에 시험비행기로 비행시험을 진행할 예정이다. 방사청은 “시험 비행기를 이용한 테스트를 마친 후 최종적으로 KF-X에 장착해 지상시험과 비행시험을 거치게 된다”고 설명했다.



부단한 노력으로 성공의 밝은 아침 맞을 것

일련의 과정을 마치고 AESA 레이다 개발이 성공한다면 우리나라는 AESA 레이다 기반기술을 보유한 세계에서 몇 안 되는 나라가 될 것이다. 이뿐만 아니라 향후 우리 공군이 보유한 전투기들의 성능 개량 수행 때도 국산 AESA 레이다를 장착할 수 있게 돼 해외로 빠져나가는 비용을 아끼고 수출을 통해 방산시장을 넓힐 수 있을 것으로 기대된다.

방사청은 “이 모든 것이 선진국과의 기술 격차와 그에 따른 국내의 회의적인 시각에도 불구하고 AESA 레이다 국내 개발에 도전하고 성취해 나가고 있는 우리 개발진들의 노고 덕분”이라며 “여기에서 조금 더 욕심을 내 본다면 지금까지의 성과에 만족하지 않고 신개념의 기술개발과 독자적인 부품제작 능력, 시험평가 역량을 확보해 AESA 이후의 신형 레이다 개발 경쟁에서는 한발 앞서나갈 수 있었으면 한다”는 기대를 밝혔다.

끊임없는 투자와 지원, 그리고 인력의 공급이 이뤄진다면 불가능한 일은 아니라는 것이 방사청의 설명이다. 방사청은 “우리는 이미 여러 분야에서 후발주자에서 시작해 선도적인 위치에 이른 많은 경험을 갖고 있다”며 “‘도저히 불가능하다고 믿어지는 일이라도 끊임없이 노력한다면 마침내 성공의 밝은 아침을 맞이할 수 있다’는 어느 과학자의 말처럼 부단한 노력이 무엇보다 중요하다”고 강조했다. 이어 “앞으로도 AESA 레이다의 개발 성공까지 많은 시행착오와 예상치 못한 문제들을 겪게 될 것이지만 중요한 것은 그것에 대해 낙담하거나 비난하는 것으로 시간을 허비하지 않고 이를 극복해 나가는 것”이라며 “향후 우리 하늘의 눈이 될 KF-X AESA 레이다의 개발 성공을 기원하며 지금 이 순간에도 묵묵히 어려운 길을 걷고 있는 연구진과 엔지니어들에게 감사와 응원을 보낸다”고 전했다.출처 : 국방일보 2020.12.9