F-35 과연 장밋빛 전투기인가?

F-35 과연 장밋빛 전투기인가?    이제는 장밋빛 기대감으로 뿌연 연기에 휩싸여 있는 미지의 전투기, F-35에 대해 살펴볼 차례입니다. 이 기체에 대해서는 정말 근거 없는 뜬소문만 무성합니다. 아직 개발 중인데다가 공개되는 자료 또한 변변치 않고, 생산예정 대수도 많고 또 많은 스펙트럼을 커버하는 사상 초유의 다목적 기체이기 때문입니다. 공군, 해군, 해병대 용으로 베리언트가 셋이나 되고 각기 구성도 상당히 틀려서 아주 복잡한 사업이지요. 여기에 영국을 비롯한 여러 나라가 개발단계부터 끼어들어서 더더욱 복잡한 형상을 하고 있습니다. 사상 초유의 저렴한 가격, 많은 양산대수, 첨단의 성능. 록히드 마틴의 광고를 보자면 사지 않을 수 없는 전투기처럼 보입니다만, 과연 그렇게 장밋빛 미래가 보장된 전투기일까요? 지금부터 하나씩 파헤쳐 봅시다.   * F-35의 개발 배경. 공군만 따져본다면 F-35의 탄생배경은 주 교체대상인 공군 F-16과 아주 유사합니다. 바로 비용의 문제지요. 전투기의 '롤스로이스' 라고 불리던 F-15가 성능은 우수하나 가격이 너무 고가인 관계로 숫적 밸런스를 유지하기 위해서 다목적 보조 전투기로 F-16이 개발되었듯이, F-22가 성능은 탁월하나 워낙 고가인 관계로 숫적으로 이를 보조하면서 F-16이 해오던 후방차단(Interdiction) 그리고 A-10이 해오던 근접지원(Close Air Support) 까지를 아우르는 만능기체를 표방하며 개발된 것이 바로 공군형 F-35입니다. 엔진도 F-16이 그랬듯이 F-22가 둘 장비하는 동일형 엔진을 하나만 장비합니다. (물론 가격과 단발엔진의 안전성 문제로 추력편향 장치는 제거한 형태입니다)   Clinton 행정부가 막 출범하던1992년에 미 공군에선 F-16을 대체할 차세대 다목적 기체를 연구하기 시작합니다. 미해군은 해군대로 A-6의 대체기로 스텔스 능력까지 추가한 A-12 Avenger 2를 개발하려 했고 미 해병대와 영국 공군, 해군은 해리어 전투기를 대체할 차세대 STOVL 기체를 따로 연구 중이었지요. 과거 냉전시대 같았으면 따로 사업이 진행되었겠지만, 국방비 절감을 요구하는 미 의회의 강력한 압력에 의해서 각 군의 연구안이 차례로 포기되면서 공군, 해군, 해병대(후에 해병대 보유 F-18 까지도 교체대상에 포함)을 아우르는, 사상 초유의 계획이 진행되기에 이릅니다. 글자 그대로 예전에 없던 미증유의 통합 프로젝트가 되어버렸지요. 1993년도엔 국방성이 각 군의 이해관계를 조종하면서 Joint Advanced Strike Technologies (JAST)란 개념 연구를 진행하게 되는데, 이것이 JSF의 공식적인 출발점이었지요. JAST 개념연구를 할 때까지만 해도 하나의 기체를 기본으로 다양한 형식을 갖추는 방안까진 가지 않았지요. 각 군의 주요 기술부분의 공통성을 최대한 높혀 비용을 줄여보자, 뭐 이런 정도였는데 미 의회의 국방비 삭감 압력이 다시 가중되면서 결국 다른 특성을 요구하는 공군, 해병대, 해군 3군의 항공 전력에 무리하다 싶은 통일성을 요구하여, 공군 통상형 전투기를 기본 베이스로 해군형과 해병대형을 특화하는 현재의 개발방안이 마련되게 되었답니다.   그래서 오늘날 제식기호가 F-35A, F-35B, F-35C, 이렇게 세 가지가 됩니다. 각기 70 - 90 퍼센트 정도의 부품 호환성을 갖는다고 하는데, 전반적인 외형이나 크기는 비슷하지요. 그 후엔 잘 알려진 대로 Boeing 진영의 X-32와 Lockheed Martin 진영의 X-35가 경쟁을 벌여 결국 록히드 마틴이 최후의 승자가 되었습니다. 미국 국방성은 한술 더 떠서 이 F-35 프로젝트가 궁극적으로 3,000대 이상 생산될 것으로 전망하면서, 2조 달러 짜리 프로젝트라고 평가하여 제작사인 ‘록히드 마틴’만 가슴 설레게 만들었지요. (당연한 얘기지만 실제로 3천대 이상 생산될지는 두고 봐야 알겠지요.) 잠재 구입 국가를 제외한 예정 대수는 3002 대나 됩니다. 정리해보면 아래와 같지요.   - 미공군 해군 해병대. 총 2,852 대. 미공군 - 1763 대 (F-35A) 미해병대 - 609 대 미해군 - 480 대 (F-35C) - 이외 영국 공/해군용 150대 (F-35B/C)   이제 각 베리언트 별 특징에 대해서 한 번 알아봅시다.   (1) 미 공군용 F-35A. (CTOL-Conventional Take Off and Landing) 별 특별함이 없는 게 공군형입니다. 지상기지에서 운용하는 통상형 전투기죠. F-22 Raptor 의 공중지배 (Air Dominance)를 보조하고 F-16 정도의 지상공격, 후방차단 능력을 갖추고, 점차 ‘버전 업’하여 나중엔 탱크킬러 A-10A의 근접지원능력까지 갖추도록 한다는 계획이지요. 사실 이 계획은 좀 억지입니다. F-16을 교체한다는 점에서는 전혀 딴지 걸 이유가 없지요. 허나 A-10 은 다릅니다. 이곳 매니아들 중에도 A-10 에 각별한 애정을 보인 사람들이 많았는데, 조금이라도 항공 상식을 갖춘 매니아라면 F-35가 A-10을 교체한다는 생각이 항공전술적으로 억지라는 걸 금방 알 수 있습니다. 근접항공지원(CAS-Close Air Support)은 아주 특별한 성능이 요구되지요. 싸고 단순한 기체 구조이지만 나름대로 이런 걸 실현시키는데 첨단의 기술이 요구됩니다. 단순한 걸 만든다고 단순한 기술만 필요한 건 아니지요. A-10 이 단순무식한 것 같에도 개발당시 정말 많은 기술적, 전술적 고려를 한 기체입니다. 신뢰성 높은 부품으로 구성하여 야전에서의 정비소요를 최소화 할 것, 야전의 임시활주로에서도 이착륙이 가능할 것, 공기밀도가 높은 저공에서의 높은 기동성을 유지하기 위한 여유추력, 높은 종횡비의 직선익과 극단적으로 낮은 익면하중을 갖추어 저속에 선회성이 뛰어난 점, 저공이라 높은 밀도의 공기가 여러 각도로 밀려오는 관계로 엔진의 내구성도 좋아야 하고, 장시간 현장 체공을 위한 높은 연료효율, 빠른 출격과 현장 수리를 가능케 하도록 되도록 단순한 구조여야 한다는 점, 총탄류를 막아내기 위한 티타늄 방탄 장갑 등등.   F-35에는 분명 이런 성능이 요구되지는 않았습니다. 억지지요. F-35B 형이 해리어처럼 야전 임시활주로에서 수직이착륙이 가능하다 하여도 다른 모든 조건은 전혀 충족이 되지 않습니다. 더구나 A-10의 걸작품인 탱크 잡는 GE사제 GAU-8 30mm 어벤저 기관포 시스템 또한 채택되지 않았지요. 이 기관포는 무게만 1,910 Kg 에 달하는 이례적인 무기였지요. 상면 공격효과에 의해 한 번 공격받은 전차는 예외 없이 박살이 났습니다. 결국 F-35가 A-10의 대체기라기 보다는 A-10 의 후계기체를 개발하지 않는다는 표현이 더 적절합니다. 지구상에 더 이상 이런 기체를 사용해서 제압할 대규모 기계화 군이 존재하지 않는다는 얘기지요. 바로 이 A-10은 엄청난 탱크 숫자로 나토를 압박하던 바르샤바 조약군의 대규모 기갑부대를 섬멸한 목적으로 탄생한 기체였으니까요. 알다시피 동구권은 와해되고, 하나둘씩 유럽연합과 나토에 가입하고 있습니다. 이런 이유가 A-10의 후계기체를 포기하게 만든 셈이지요. 어쨌거나 F-16을 대체할 공군형 F-35A는 모두 1763 대가 발주될 것으로 예상되고 있습니다. 예정대로 모두 교체가 될 경우 미 공군은 F-22, F-35 의 스텔스 비행대를 보유하게 됩니다. 기본형인 만큼 단가도 가장 싸고 해외발주 기체의 대부분도 이 A형이 될 것입니다. 우리 공군도 포함해서.   (2) 해병대 및 영국공군, 해군용 F-35B. (STOVL-Short Take Off and Vertical Landing) 단거리 이륙 및 수직 착륙 기체입니다. 계획대로 개발된다면 최초의 수직이착륙 초음속 전투기가 되겠지요. 헤리어 전투기처럼 공중에 가만히 떠 있는 호버링(Hovering)이 가능합니다. 기술적으로 대단히 어려운 난제를 극복한 기체입니다. 물론 아직 몇몇 문제점은 완전히 해결되지 않았지요. 호버링을 가능케하는 Lifting 시스템은 크게 3 구조로 되어있지요. 첫째가 대형 Lift Fan 입니다. 조종석 바로 뒤에 위치하는데, 대추력을 내기 위해 대형의 쌍둥이 팬 2개를 사용하고, 상하로 붙여서 서로 반대방향으로 회전시켜 반향력이 발생하는 걸 상쇄하도록 되어 있지요. 테일 로터가 없는 카시모프 헬기의 동축반전 기술을 생각하면 되겠지요. 자체 추력은 없고 자동차처럼 메인 샤프트와 클러치를 통해 엔진으로부터 회전력을 전달받도록 되어 있습니다. 이 리프트 팬은 최대 18,000 pound의 출력을 냅니다. 중량증가를 최소화하기 위해 첨단 소재를 대량사용하는 점, 자체동력이 없는 점을 고려하면 놀랄만한 출력이지요. 1 pound(lb)는 0.453 kg 이니까 8,154 Kg에 달하지요. F-18A, C형과 그리펜, 그리고 우리 T-50에 사용되는 베스트셀러 중형엔진 F404 엔진의 에프터버너 최대출력을 약간 상회하는 높은 수준입니다.   수직착륙 메커니즘 둘째는 혁신적인 3-bearing 가변형 배기 노즐인데, 메인 엔진의 추력방향을 밑으로 90도 까지 변형시킬 수 있습니다. 단발 기체의 메인엔진의 신뢰성을 고려한다면 이 가변형 배기 노즐도 기술적으로 대단히 어려운 시도입니다. 마지막 세 번째는 소형 roll nozzle 한 쌍입니다. 좌우 날개 중앙부에 위치하여 기체의 좌우 균형을 잡는데 사용합니다. 메인엔진에서 발생하는 약간의 추력을 이용하여 자세조절에 이용하지요. 신기하지요? 기술적으로 가장 어렵고, 생산단가도 가장 높은 이 B형 기체에 대해 좀 더 알아봅시다.   이 B형에는 세계최고의 실용 수직이착륙기인 해리어를 만든 영국 BAE 사(과거 호커 시들리 회사)의 기술진들이 대거 참여하였습니다. 애초 개발안이 나왔을 때 권위있는 미국의 항공잡지에서 엔지니어들이 평가한 기사를 본 적이 있는데, 불가능한 계획이라면서 혹평에 가까운 전망을 내놓았던 것이 기억납니다. 그만큼 위험이 많던 계획이었지요. 어쨌든 시제품은 나왔고 해리어보다 더 뛰어난 기술적 진보도 있었지요. 아까 말했던 초음속 능력과 보다 높은 기동력도 그렇지만, 수직 이착륙을 가능케 하는 시스템도 자동화시켰지요. 원래 해리어는 수직이착륙 때 조종사가 3개의 조종 장치를 한꺼번에 조종해야 했습니다. 조종간하고, 엔진 배기구의 방향을 조절하는 레버하고, 출력을 조절하는 트로틀(throttle) 레버하고 이렇게 셋을 한꺼번에 조작해야 하지요. 해리어 기는 4개의 배기노즐이 모두 유사한 형태를 하고 있어서 수동 조작이 가능하지만, F-35는 메인 배기노즐, 리프트 팬, 2개의 조종용 롤 노즐이 각각 형태가 달라 수동으로 도저히 조종이 불가능합니다. 이 4곳의 출력을 정교하게 조정하는 것은 전용 컴퓨터와 소프트웨어가 담당하는데, 기술진이 엄청난 고생을 하여 완성한 시스템이라고 알려졌지요. 덕분에 F-35B 형의 조종사들은 해리어와 달리 조종간과 트로틀 레버 둘만 조절하면 되지만, 이 시스템의 기술적 어려움 때문에 아직도 문제가 완전히 해결되지 못하고 있습니다.   특히 문제가 되는 게 리프트 팬에 동력을 전달하는 메인 샤프트에서 반향력이 발생하여 착륙시 출력을 점차 감소시킬 때 기체가 한 쪽으로 가라앉는 쏠림 현상이 나타나고 있다고 합니다. 고속회전하던 샤프트(동력전달축)가 서서히 출력을 줄이는 과정에서, 메인엔진 출력 감소에 따른 정확한 반향력을 계산하고 이를 제어하는 과정이 컴퓨터 소프트웨어로도 아직까지도 정확히 콘트롤되지 못하고 있다는 얘기지요. 냉정히 따져보면 심각한 문제지요. 바다에 떠 있는 강승상륙함 등에서 강한 횡풍 등 악조건을 고려할 때 이착륙 신뢰도 면에서 문제가 큽니다. 수직 착륙 성능은 완벽해야 합니다. 좁은 항모 갑판에서 착륙하다 옆으로 몇 미터만 미끄러져도 바다에 빠지거나 다른 항공기 위로 떨어져 대형 참사가 발생할 위험이 있으니까요. 어찌 될찌는 좀 더 두고 봐야 겠지요. 이 기술개발이 지연됨으로써 상당한 개발비 추가 지출이 이루어질 수 있고, 이건 곧 F-35 전투기의 생산단가 상승으로 직결됩니다. 해병대용인 F-35B 형은 모두 609 대의 발주를 예상하고 있는데, 공군처럼 해병대의 경우도 전술적 모순이 존재합니다. AV-8B Harrier를 대체할 예정이라면 문제될 게 없지요. 허나 문제는 해병대의 F/A-18C/D Hornet 도 교체(통상 항모 착륙형인 C형으로 교체한다면 별 문제는 없지만)할 경우인데, 대형 리프트 팬과 수직 착륙으로 인하여 항속거리와 무장이 크게 제약을 받는 기체라는 점에서 해병대 항공력의 약화를 의미하게 됩니다. 이 기체는 동체 내부 공간에 대형 리프트 팬을 장착함으로써 내부연료 탑재량 및 기체 중량, 기동성, 작전반경 등에서 상당한 제약이 뒤따르는 기종입니다. 가격은 상대적으로 가장 비싸고, 기술적 난제가 아직까지 완전히 해결되지 않아 끝까지 지켜봐야할 문제의 기체입니다.   (3) 해군형 F-35C. (CV-Carrier Based Variant ) 공군형인 F-35A 형을 항모운용이 가능하도록 개조한 형입니다. 해군 항모전단의 현 주력기인 F-18C/D형을 교체하여 모두 480 대를 구입할 예정으로 있습니다. F-14를 교체한 F/A-18E/F Super Hornet 와 함께 하이 로우 개념으로 함께 운용될 예정이지요. 이 C형 기체도 B형 만큼은 아니지만, 상당한 개조와 비용상승 요인을 갖고 있습니다. 해군기가 보기처럼 단순하지가 않기 때문이지요. F-18을 예로 듭시다. 매니아 여러분은 이 기체가 과거 노드롭사가 개발한 YF-17을 베이스로 하고 있다는 걸 알겁니다. YF-16에게 패하고, 미 의회가 예산문제를 이유로 이 기체를 해군용으로 전용토록 압력을 가하는 바람에 F-18이 탄생하게 되었지요. 해군기체 개발 경험이 전혀 없던 노드롭 회사는 기술적 부담 때문에 이 계획을 F-4 팬톰, A-4 스카이호크 등을 만든 해군기의 명가 맥도널 더글라스 사에 매각하여 버렸습니다. 그래서 오늘날의 F-18이 나오게 되었지요.   보통 공군형 기체를 해군형으로 개조할 때 10 - 20 % 의 비용상승 요인이 발생합니다. 애초 설계부터 많은 요소를 반영하면 10% 정도면 되지만, 쌩 공군기체를 개조하자면 20% 가량 더 들지요. 우선 항모운용의 특성 상 착륙과 캐터펄트 이륙시 충격 흡수를 위해 기골(frame)과 랜딩 기어가 보강되어야 합니다. 프론트 기어는 캐터펄트에 걸 수 있도록 구조와 강도가 다 바뀌어야 합니다. 공군기체와 비교할 수 없는 arresting hook도 튼튼해야지요. 아울러 착함시 저속유지와 침하율을 낮추기 위해 공력설계 자체를 다시 해야 합니다. 주날개(C형의 경우 9 feet 증가)와 꼬리날개를 대형화 하고 아울러 양호한 조정력을 확보하기 위해 leading-edge flaps 도 크게 만들어야 하지요. 착함시 침하율도 다시 계산해야 합니다. 보통 feet/sec 로 표시되는데 초당 몇 피트씩 기체가 떨어지는 가를 나타내지요. 아주 골치 아픈 부분입니다. 아울러 착륙시 조종사의 전방시야도 공군형보다 훨씬 까다로운 조건을 만족해야 합니다. 이 뿐 아니지요. 항모적재를 위해 공간을 적게 차지하도록 날개를 접을 수 있도록(foldable wing-tip) 만들어야 합니다. 아울러 내부연료탑재량도 늘려야 하지요. 지상의 공군 기지와 달리 한 대씩 착륙시켜야 하기 때문에, 일정기간 상공에서 선회를 할 여유연료(대게 5 - 10%)가 있어야 합니다. 따라서 연료탱크 용량이 공군형과 같으면 그 만큼 작전반경이 줄어들지요.   이게 전부일까요? 아닙니다. 해군용 기체는 염분에 의한 금속의 부식방지를 위해서 비싸면서 중량을 줄이기 어려운 마그네슘 합금 등의 소재를 많이 사용해야합니다. 이것이 공군형 기체를 해군형 기체로 개조할 때 통상적으로 행해지는 과정입니다. F-35 C형 기체에도 이러한 과정이 행해졌으며, 비용상승 요인은 공군형의 약 20 % 정도로 평가되고 있습니다. 어쨌든 이 기체가 완성된다면 미 해군 최초로 VLO (Invisible 이 아닌 제한적, very low observable) 스텔스 능력을 갖게 될 것입니다.   (4) 영국용 기체. 영국 공군과 해군은 Harrier GR.7/9 과 시해리어 F/A 2 교체용으로 F-35B/C 형을 최대 150 대를 구매할 것으로 알려져 있지요. 공군형은 모두 B형이고 해군형의 B형과 C형의 구입비율은 최근 프랑스와 함께 통상동력 방식으로 개발 중인 항공모함의 형태에 따라 달라지겠지요.   * 개발비용 및 생산계획 F-35의 최종조립은 과거 제네럴 다이나믹스 공장이던 Texas 주 Fort Worth의 Lockheed Martin 공장에서 이루어집니다. 현재 F-16 신형기체들이 한창 조립되고 있는 곳이지요. 현재 예정대로라면 공군형인 F-35A 는 2006년 말에 저율 초도생산(Low-rate Initial Production)에 들어가고 2008년에 양산기체 평가시험을 마치고 실전배치기 시작하며 2011년 경에 비행단을 편성하여 최초 작전능력(IOC-Initial Operational Capability)를 갖추는 것으로 되어 있지요. 해군용인 C형 기체는 최초의 해외 판매국이 될 영국 공군, 해군과 같이 2010년에 양산기체 평가시험을 마치고 실전 배치되어 2012 년부터 작전능력(IOC)을 갖추는 것으로 되어 있습니다. 기술적 난제가 해결되지 못한 해병대용 B형 기체는 IOC 일정을 2010년으로 잡고 있지만, 땡칠이 개인적인 생각으로 몇 년 더 늦어질 것으로 생각됩니다.   사업규모가 크다 보니 Northrop Grumman 과 영국 BAE Systems 그리고 Pratt and Whitney, 영국 Rolls-Royce 같은 굴지의 기업들도 하부 계약자로 함께 참여합니다. 노드롭 그루먼은 레이다를 비롯한 전자장비를 담당하고 영국 BAE 시스템은 헤리어 개발의 노하우를 살려 B형 기체의 설계와 후방동체 생산 및 조립, 수직, 수평 꼬리날개 제작을 담당하고 롤스로이스는 수직이착륙형 엔진에 생산에 함께 참여합니다. 보잉 X-32를 제치고 F-35로 최종 확정된 2001년 10월, 미 국방성 공식 발표를 보면 JSF 사업은 약 2천억불 규모이며 당시까지 개발비용은 록히드마틴 190억불, 엔진업체인 프랫트 앤드 휘트니 회사가 40억불, 영국이 20억불 등으로 약 250억불 정도였지만 이후 계속되는 추가 개발과 개발참가국이 늘어나면서 지금은 300억불을 넘어서 400억불을 바라보고 있지요.   개발비도 기록적이지만, 구매를 염두해두고 개발비에 선투자한 나라들도 종전의 기록을 갱신했습니다. 이들을 가리켜서 “F-35 System development and demonstration (SDD) 파트너” 라고 하는데, 이들은 모두 잠재적 고객으로 분류될 수 있겠지요.   (1) 레벨 1 - 공동개발, 요구성능에 영향력 행사 가능. 영국 - 20억불.   (2) 레벨 2 - 부분적 기술 또는 핵심기술에 제한적 참여(요구성능에 제한적 영향력) 이태리 - 10억불. 네덜란드 - 8억불.   (3) 레벨 3 - JSF 개발정보 입수 및 이용(요구성능에 영향력 행사 불가) 캐나다 : 1억 5,000만불 덴마크 : 1억2,500만불 노르웨이 : 1억2,500만불 터어키 : 1억7,500만불 호주 : 1억 5,000만불   (4) 옵서버 - · FMS 구매국가로 참여. 이스라엘과 싱가포르 - 5천만 달러 미만. * F-35의 작전능력. (1) 스텔스성. 3가지 형식 모두에 해당되는 얘기지만, F-35의 우선 꼽는 특징은 스텔스성이지요. 전면 레이다 반사면적(RCS-Radar Cross Section)이 F-22 랩터와 비슷한 약 0.01제곱미터에 불과합니다. 그래서 미 공군이 자랑하는 대로 F-22, F-35 스텔스 비행대를 구성할 수 있게 됩니다. 현재 일선에 배치된 전투기의 평균 RCS를 약 5 제곱 미터로 본다는 점을 고려하면 약 1/500 로 줄인 셈입니다. (과거 땡칠이 씨리즈에 랩터의 전면 RCS를 1 제곱미터로 소개했었는데 수정합니다. 아울러 이 RCS 는 단순한 수치로 표시될 수 없는 복잡한 측면이 있으므로, 그와 관련된 모든 사항은 다음편 씨리즈에서 자세히 다룰 예정입니다) 이 전면 RCS는 무장을 내부 탑재하느냐 외부탑재 하느냐에 따라 상당한 편차가 있지요. 이런 측면에서 내부장착 능력을 지는 F-22, F-35는 다른 기종보다 훨씬 유리합니다.   (2) 대추력 단발 엔진. F-35의 엔진은 F-22 에 사용되는 강력한 P&W F119 엔진의 단발형(나중에 F135 엔진으로 제식기호를 받음) 엔진이 사용됩니다. F119 엔진의 강력한 파워를 그대로 유지한 채, 추력편향 장치가 없어 단가는 더 싸고, 단발형 엔진에 맞추어 신뢰성과 안정성을 향상시킨 모델이지요. 아울러 개발이 진행되면서 추력증강의 요구가 커져서 90년대 중반 애초 계획했을 때 보다 밀리터리 추력 및 에프터 버너 추력이 10,000 파운드 가량 더 강화되었습니다. 밀리터리 추력(Dry 추력이라고도 함)이 34,000 파운드(15,402 Kg), 에프터 버너 추력이 50,000 파운드(22,650 Kg)에 달하는, 전투기용 엔진으로는 초대형 엔진에 속하지요.   F-16기 엔진사고에 놀란 미 공군은 단발기체 엔진사고에 대비하여 1995년에 대체 엔진도 선정해 놓았는데, GE 사제 F120 엔진이 선정되었습니다. 이 엔진은 F-22 엔진으로 프랫트 앤드 휘트니 사와 경쟁했던 바로 그 엔진입니다. 추력은 F-119 와 비슷하지요. 수직 이착륙이 가능한 STOVL F-35B 형에 탑재되는 Lift fan 은 영국 Rolls Royce 와 미국 Allison 사가 함께 만들었는데 먼저 언급한 대로 최고 18,000 파운드(8,154 Kg)의 추력을 냅니다.   (3) 전투행동반경(Combat radius, 내부연료만으로 공대공 무장시). F-22와 마찬가지로 내부 연료탱크를 극대화한 것이 F-35의 큰 특징입니다. 외부 연료탱크 없이도 넓은 행동반경을 갖게 되지요. 공군형 F-35A 형의 경우 대체할 F-16 전투기(C형 블록 40의 경우 3,104Kg)의 내부 연료탑재량의 2.5배 정도인(F-22는 거의 4배) 18,000 pounds(8,154kg 약 8톤)의 내부연료 탑재량을 갖고 있습니다. 해군용 C형은 이보다 조금 많고 수직이착륙 B형은 A형의 절반 조금 넘는 연료를 탑재합니다. 이외 스텔스 성능이 별로 요구되지 않는 작전에서는 600갤런 자리 대형 연료탱크도 2개까지 장착할 수 있어, 전투행동반경은 기존 F-16의 2배 가까워 상당히 만족스럽다고 할 만 합니다. F-16블록 60의 항속거리와 비교하면 최소한 동등하거나 약간 앞서는 수준으로 볼 수 있겠지요.   F-35A(예정대수 1763대) - 600 nautical miles (NM) 이상. F-35B(예정대수 609대) - 450 NM 이상(기존 해리어 계열기의 약 2배 정도) F-35C(예정대수 - 480대) - 700 NM 이상. * 1 nautical mile(1해리)은 1,852 미터이니까 Km 로는 각자 계산해 보기 바랍니다.   (4) 운동성. F-35 각 베리언트별 정확한 기체중량은 최종 양산형이 출고되어야 알겠지만 F-35A 의 현재 자료를 보면 순수자중(Weight Empty)이 27,395 파운드(12,409 Kg)으로 추력대 중량비를 계산해보면 아래와 같지요.   - 밀리터리 추력대 중량비. (연료 50% 탑재) 15402/(12409+4077) = 약 0.94 - 에프터버너 추력대 중량비 (연료 50% 탑재) 22650/(12409+4077) = 약 1.37   * 같은 조건의 라팔의 경우 밀리터리 추력대 중량비 9940/(9060+2125) = 약 0.89 에프터버너 추력대 중량비 14890/(9060+2125) = 약 1.33   보통 추력대 중량비는 에프터버너, 연료 50% 상태로 계산하는 만큼, F-35A 형의 경우 약 1.3 대로 무난한 대추력 기체로 평가할 수 있겠지요. 라팔이나 유로파이터와 유사한 추력대 중량비 입니다. 참고로 F-16C 형의 경우 보통 1.1 정도를 보입니다. (추력대 중량비도 미사일 등 무장을 탑재한 상태에서의 무게로 따지면 그 값이 조금 떨어질 수 있습니다)   익면하중(Wingload)은 F-35A의 순수자중 12,409 Kg 을 날개면적 42.74 제곱미터로 나누면 나오는데, 그 값은 290 (kg/제곱m) 정도입니다. 교체대상인 F-16 과 비슷한 값으로 유로파이터나 라팔 보다는 다소 높은 수치입니다.(익면하중은 그 값이 낮을수록 좋습니다. 아울러 익면하중은 순수자중이냐 전투중량이냐에 따라 값이 틀려지지요. 연료와 무장을 탑재한 상태인 전투중량에선 익면하중 값이 더 높게 나옵니다. 전투중량을 계산하는 게 복잡하고 자의적일 수 있어서 여기선 순수자중을 사용했습니다) 유사한 추력대 중량비와 높은 익면하중 수치는 근접기동성에서 라팔이나 유로파이터에 다소 뒤진 다는 예상을 가능케 하지요. (허나 F-35A 의 경우 무장을 동체 내부에 탑재하는 만큼 항력감소가 운동성 향상에 플러스 요인이 됩니다)   F-35B와 F-35C 의 경우 순수자중은 A형보다 조금 무거운 30,000 파운드(약 13.5 톤)로 예상됩니다. B형의 경우 최대 수직이착륙 중량은 39,700 파운드로 연료와 무기를 9,700 파운드(약 4.4톤) 가량 적재한 상태에서 수직 이착륙을 할 수 있지요. 미 해병대 AV-8B 해리어기와 비교해 보면(순수자중 5,936kg 최대 수직이착륙 중량 8,459kg) 수직이착륙시 2,523 kg 의 무장과 연료를 탑재할 수 있었던데 비해서 약 2톤 가량을 더 탑재할 수 있게 되었지요.   (5) 무장 탑재 능력. F-35는 기체가 보다 작은 관계로 F-22처럼 측면 무장 탑재공간을 만들 수가 없어서 기체 하부에만 2 개의 무장 탑재공간(Weapon Bay)을 평행하게 만들었는데 각각 두 개씩 도어가 좌우로 열리는 구조를 하고 있습니다. 내부엔 미사일과 폭탄을 각기 장착할 수 있는 2개의 하드포인트가 설치되어 있는데, 다양한 무장을 탑재하도록 세심히 배려되었지요. 내부 탑재 능력은 각 베리언트에 따라 다른데, F-35A 형과 F-35C 형은 2,000 파운드(900Kg) 급 무기를 2발 탑재할 수 있고, F-35B 그 절반인 1,000 파운드(450 kg) 급 무기를 2발 탑재할 수 있습니다. (각 Bay 당 한 발씩) 탑재가능한 무기는, Paveway 2 레이저 유토폭탄, JDAM (Joint Direct Attack Munition), JSOW (Joint StandOff Weapon), CBU-105 WCMD (Wind-Corrected Munitions Dispenser) 등 다양한 지상공격 유도무기를 탑재할 수 있고(영국 등 유럽판매기체는 유럽제 Storm Shadow 순항미사일도 장착가능), 공대공 작전시엔 AIM-120C AMRAAM 미사일이나 사이드와인더 X형을 탑재할 수 있지요. 물론 이들 공대공 미사일은 지금의 F-16처럼 각각 윙팁에도 장착 가능합니다.   이외 통상 전투기처럼 날개에 4개의 파일런(pylon)을 갖추고 있는데, 날개 내측 파일런은 최대 5,000 파운드 (2,265 Kg) 까지, 외측 파일런은 최대 2,500 파운드(1,133 Kg) 까지 탑재합니다. 물론 이렇게 외부에 탑재할 경우 스텔스 성은 희생됩니다만, 차후엔 외부연료탱크나 유도무기도 스텔스화하여 RCS를 최대로 줄이는 노력이 예상되지요. F-35 무장 중 특이한 것 하는 기관포입니다. 그 동안 미국 전투기의 상징처럼 장착되던 20 밀리 발칸포 대신, 단포신이지만 27밀리로 파괴력도 좋고 콤팩트하며 특히 안정된 탄도성으로 정평이 난 독일제 마우저(Mauser) 기관포가 라이센스 생산되어 탑재되지요. 이 기관포는 원래 토네이도 용으로 개발된 장비입니다. 공군형인 F-35A 형은 왼쪽 날개 동체접합부 근처에 1발이 고정으로 장착되며, 해군형 C형과 해병대형 B형은 내부 고정 장착이 아닌, 외부 팩 형태로 하부 2개의 무장탑재 공간 중 한 곳을 선택하여 카셋트처럼 팩 전체를 삽입 장착(스텔스성 유지)하도록 되어 있습니다.   F-35가 함께 경쟁할 서방측 신예기, 유로파이터나 라팔에 비해 전술사상에서 앞선 점은 바로 스텔스성과 관련된 사항들입니다. 이 점은 한 수 위라고 봐야 맞겠지요. 앞으로 설계될 모든 전투기들도 이러한 사상을 계승할 것입니다. 스텔스성은 말할 것도 없고 이를 뒷받침하기 위해 무장을 내부탑재하며, 대용량 내부 연료탱크를 탑재하여 외부연료탱크 없이도 넓은 작전반경을 보장하는 설계입니다. 내부연료탱크의 대형화만 해도 혁명적인 사항이지요. 이제까진 되도록 이면 기체를 콤펙트하게 해서 운동성을 높이고 대형 연료탱크 달고 날아다니다가 적 만나면 떨어트리면 된다는 단순한 사고방식이었지요. 허나 파일런의 희생, 공기저항의 증가 등 결코 장려할 만한 해결책은 못되었습니다. 동체를 늘려 내부연료를 더 탑재하고 중량증가분은 엔진의 대형화로 해결을 보는 이 방식은 얼핏 보면 단순한 것 같에도, 중량증가분 이상의 연료를 탑재하게 되어 작전반경 연장은 물론 파일런의 여유, 스텔스성의 유지 등 장점이 더 많습니다. 러시아나 중국도 이러한 설계사상을 다음 전투기 개발에는 적극 반영할 듯 합니다. 우리가 만일 차세대 전투기를 자체 개발한다면 당연히 이러한 사상을 받아들여야 겠지요.   F-35의 레이다는 현존 하드웨어, 소프트웨어 양 부분에 걸쳐 세계 최고의 레이다인 F-22의 AN/APG-77의 축소판이라 할 수 있습니다. 먼저 F-22를 다룬 씨리즈에서 이 레이다가 레이세온과 노드롭 그루먼의 합작품이라고 말한 바 있었지요. F-35의 레이다는 노드롭 그루먼(이전의 웨스팅 하우스) 제품입니다만, 하드웨어적으로 레이세온의 테크놀로지인 ‘다기능 통합 RF 시스템(MIRFS=Multifunction Integrated Radio-Frequency System)’을 갖춘 능동전자주사(AESA=Active electronically scanned array)레이다 입니다. (노드롭 그루먼의 자료에는 AESA를 Advanced Electronically Scanned Array 라고 표현하기도 합니다만 말장난이란 걸 금방 알 수 있겠지요?)   먼저 씨리즈에서 언급한 대로 MIRFS 는 넓은 영역의 주파수 범위와 다양한 펄스패턴을 조합하여 적이 예측하기 어려운 신호로 스캔하며 적기를 탐지하는 방식입니다. 적기의 레이다 경보 수신기가 그 신호를 탐지하거나 또는 방향과 거리를 분석하기 아주 어렵도록 만들지요. 마치 로또 번호를 조합하듯 주파수와 펄스 반복율, 증폭율 등을 수없이 조합하여 짧은 시간에 수시로 바꿔가면서 스캔하는 방식입니다. 상대편 쪽에서는 스캔하는 전파의 특성이 짧은 시간에 너무 자주 바뀌기 때문에 분석하는데 상당히 애를 먹게 되지요. 적을 탐지하되 나는 탐지되지 않는(See, not be seen), 이런 개념의 레이다를 스텔시(Stealthy) 레이다라고 합니다.   이 방식은 종래의 기계식 레이다로서는 하기 어려운 AESA 레이다의 장점 중 하나지요. 물론 종래의 기계식 레이다(3세대급 전투기용)도 전자전 상황하에서 Agile 기능이라고 해서 일종의 대전자전(ECCM) 능력을 내장시켜 적의 전자 방해가 실행되었을 때, 방사하는 전파의 여러 특성들(주파수, 증폭율, 펄수반복 패턴, 감도) 등을 빠르게 변화시켜가며 임무를 수행합니다. 또 Silence 모드라고 해서 탐지를 피하기 위해 최소한의 전파만 방사하는 기능도 있지요. 허나 어느 것이나 적의 전자방해에 일시적으로 대항하거나, 탐지능력을 대폭 축소하면서 은밀히 임무를 수행하는 등, 제한적인 기능이지요. F-22와 F-35의 레이다가 사용하는 방식은 이런 제한적인 기능이 아니라 탐지력을 정상으로, 최적으로 유지하면서도 지속적으로 변화무쌍하게 행해지는 방식이라는 점에서 다르지요. 하드웨어, 소프트웨어의 혁신이 없이는 불가능한 기능 중 하나입니다. 말할 것도 없이 앞으로 개발될 전투기 레이다의 표준이 될 것입니다.   덧붙여서 적기의 레이다 경보수신기(RWR)를 교란시키는 것이 얼마나 중요한가에 대해서 잠시 얘기를 하지요. 일반적으로 항공기 전자전 장비는 크게 전자방해장비(ECM=Electronic Counter Measure) 장비와 전자전 지원장비(ESM=Electronic Support Measure) 장비로 나누어지지요. ECM 장비에는 널리 알려진 대로 레이다와 통신장비를 전자적으로 방해하는 재머(Jammer)와 물리적으로 방해하는 채프 플레어 발사기(Chaff-Flare Dispenser)를 들 수 있지요. 그리고 대표적인 ESM 장비로 레이다 경보수신기(RWR=Radar Warning Receiver)가 있습니다. 문제는 ECM 장비가 ESM 장비로부터 얻어진 정보를 바탕으로 사용되어진다는 점이지요. 전투기가 그냥 날아가면서 미친 듯이 채프와 플레어를 아무렇게나 발사하진 않습니다. 물론 자동으로 그렇게 할 수 도 있지만, 대게는 레이다 경보수신기가 분석한 내용을 바탕으로 최적의 발사각으로 채프와 플레어를 방사하여 방해효율을 높이게 되지요. 아울러 미사일을 회피하는 특정 공중기동을 할 경우에도 레이다 경보 수신기가 분석한 자료를 바탕으로 어떤 방향으로 회피기동을 하라는 방향표시를 다기능 디스플레이에 나타내 주지요. 조종사는 그걸 보고 지시된 방향으로 “Split S” 나 “Break Turn” 같은 회피기동을 하게 됩니다. 따라서 ESM 장비를 무력화시키면 자연스레 ECM 장비도 함께 무력화 됩니다. 적기의 레이다 경보 수신기를 교란시키게 되면 적기의 제머나 채프나 플레어 같은 방어수단도 아주 무디어진다는 얘기지요.   힘듭니다. 쉽게 설명할라니. 여기까지 얘기하면 “그럼 레이다경보 수신기는 어떻게 작동하는 거요?” 하고 묻겠지요? 또 간단히 설명을 하지요. 현제 세계의 일선 전투기에 배치된 레이다 경보수신기는 국적과 메이커를 불문하고 비슷한 구조를 하고 있습니다. 전투기 기체 곳곳에 분산된 몇 개의 안테나는 고대역(High band, 2-18 GHz) 안테나와 저대역(Low band, 0.5-2 GHz) 안테나로 구분됩니다. 고대역 안테나는 적의 대공미사일 기지의 탐색 레이다나 적기의 레이다 전파를 탐지하고 저대역 안테나는 적의 대공 미사일에 보내지는 유도신호를 탐지하지요. 탐지된 신호는 다시 처리하기 쉬운 주파수대로 가공됩니다. 고대역 전파는 다운 컨버전하고 저대역 전파는 업 컨버전 하여 중간 주파수 대로 바꾼 다음, 이 전파를 분석하여 주파수, 펄스반폭 주기, 펄스폭, 수신감도, 도착시간 등을 분리해 낸 후, 그 값을 디지털화하여 컴퓨터로 보내게 됩니다. 컴퓨터의 프로세서가 소프트웨어를 통해서 이 자료를 기록, 비교하는 과정을 반복하여 탐지된 전파의 위험도를 평가하게 되지요. 또 다른 중요한 요소인 전파의 도달각(AOA=Angle of Arrival) 과 방향탐지(Direction Finding)가 있지만, 이를 정확히 파악하는 것은 센서의 감도는 물론 전파가 일정시간 이상 수신되어야 분석할 수 있는 관계로, F-22와 F-35가 스캔하는 방식의 전파가 도착할 경우엔 센서의 수신율 자체가 저하되어 탐지될 확률이 떨어지게 됩니다. 아울러 탐지된다 하더라도 전파의 특성이 너무도 많이 수시로 바뀌는 관계로 적 전투기의 프로세서가 이를 분석하고 저장 비교하는 소프트웨어 알고리즘 자체를 무력화시키게 됩니다. 전파의 특성을 분석하고 기록, 비교해봤자 로또 번호 자동 뽑은 것처럼 제각각이어서 위협분류 자체가 논리적으로 어려워진다는 얘기지요.   현대전의 전장 상황에선 레이다 경보수신기에는 많은 종류의 전파가 잡힙니다. 이 중엔 아군 쪽 전파도 많지요. 현재까진 수신된 전파를 아군과 적군으로 바로 분리해내는 피아식별 기능은 없습니다. 현재 차세대 RWR이 이런 기능을 목표로 개발 중이지요. 전파신호의 홍수 속에 복잡한 패턴의 전파가 도착하면 적기는 혼란스러울 수 밖에 없습니다. F-22 와 F-35 레이다의 이 같은 우위는 차세대 RWR 이 개발될 때까지 지속될 것입니다.   다음은 전자주사 레이다. 다시 기초로 돌아갑시다. 매니아 여러분들이 궁금해하는 AESA 레이다의 특징에 대해 잠깐 알아보도록 하지요. 다 아는 바대로 이런 형식은 종래의 기계식 레이다처럼 송신부와 수신부가 따로 되어 안테나가 회전하는 게 아니라 작은 송수신 통합 모듈(Transmitter-Receiver Module=T/R Module) 수 백, 수 천 개가 붙은 고정식 안테나가 그 역할을 대신합니다. F-22 랩터의 AN/APG-77의 경우 80년대 중반 전투기용으로 최초로 실험을 시작할 때는 1500 개 정도의 모듈을 붙였었지요. 후에 2천개로 늘었다가 양산형 기체는 약간 더 늘어서 2200개 정도의 모듈이 붙어 있는 걸로 알려져 있지요. 모듈 하나의 무게는 15g 정도이고, 크기는 엄지손가락만 하지요. 애초에는 모듈 하나의 출력이 2W 정도로 설계되었는데, 지금은 4W로 커졌고 가격 또한 개당 500달러 정도였는데, 지금은 1천 달라를 홋가하여 2200 개가 붙은 F-22 랩터 레이다의 안테나 값만 200만 달러를 넘습니다. 200만 불이면 이스라엘 ELTA 사의 저가 레이다 시스템 전체를 살 수 있을 정도의 돈이지요. 전투기 레이다 사상 최고가 기록을 갱신한 부르조아 레이다랍니다.   능동전자주사 레이다는 일반 기계식에 비해서 뛰어난 점이 많지요. 우선 기계식이 안테나 스캔 영역에 따라 시차가 발생하는데 비해서 일정한 영역을 지속 스캔할 수 있고 빔 형성 능력도 보다 균일하고 송수신 모듈이 각각 고속의 프로세서에 연결되어 있기 때문에 방향 전환과 추적을 고속으로 행할 수 있게 됩니다. 따라서 고속 기동하는 적기나 미사일도 신속하게 추적할 수 있습니다. 기계식 레이다는 적기나 미사일이 이쪽 기체에 근접할 때 사각지역이 생기지만, 능동전자주사 레이다는 가까이 올 경우 사각지역 없이 모두 탐지 가능한 장점도 있지요. 회전 모터 같은 많은 전력을 소비하는 단일 부품이 없기 때문에 고장도 적고 따라서 신뢰성, 정비성도 대폭 향상되지요. 기계식은 안테나나 유압 모터에 이상이 생기면 그냥 못쓰게 되는데 반해서 능동전자주사 방식은 보통 안테나 송수신 모듈의 5% 까지 고장이 나더라도 전반적으로 그 성능을 유지할 수 있도록 되어 있습니다. 그 이상 고장이 나더라도 시스템이 당장 스톱하는 건 아니고 고장난 숫자 만큼 점차적으로 기능이 저하하도록 되어 있지요. 아울러 회전하지 않더라도 충분한 영역이 커버됩니다. APG-77은 기계식에 비해 손색없는 정면으로부터 약 120도의 탐지범위를 갖습니다. 아울러 스캔하면서 동시에 각종 데이터 송수신이 가능한 멀티 태스킹도 가능합니다. 한 가지 단점이라면 발열량이 많고 냉각이 어려워서 부피가 크고 복잡한 액냉식 냉각장치(Liquid Cooling System)을 갖추어야 한다는 점이지요. 그 외에도 사소한 단점이 좀 있는데 생략합니다.   다시 F-35 의 레이다로 돌아옵니다. F-35는 비용상승을 막고 중형 기체에 적합한 성능을 갖도록 출력과 송수신 모듈 수를 축소시켰지요. F-22 랩터의 레이다 안테나 송수신 모듈 수가 2,200 개 정도였던데 비해 약 1200개 - 1300 개 정도의 모듈을 갖고 있습니다. 능동전자주사 레이다는 안테나의 송수신 모듈 수와 출력이 상관관계에 있으므로 미루어 짐작컨대, 전면 RCS가 5 제곱미터인 전투기에 대해서, 랩터의 AN/APG-77의 약 2/3 정도인 90NM(nautical miles = 약 167 km)의 최대 탐지범위를 갖는 것으로 추측됩니다. 참고로 또다른 노드롭 그르만 사의 AESA 레이다인 F-16E/F 블록 60의 AN/APG-80은 약 800 - 900 개 정도의 모듈을 갖고 있습니다. 일본의 F-2 전투기에 장착된 일본제 AESA 레이다의 모듈 수도 약 800 개 정도로 알려져 있지요.   하드웨어는 그렇고 F-35의 레이다 소프트웨어는 F-22와 동급으로 세계최고 수준입니다. 땡칠이가 전투기 레이다는 하드웨어와 소프트웨어를 분리시켜야 한다고 말했었지요. 자국산 AESA 레이다 라고 자랑하는 일본 F-2기도 소프트웨어가 기존 F-16 기계식 레이다와 별 차이가 없지요.(일본의 소프트웨어 자체개발능력은 우리와 마찬가지로 거의 없슴) F-16 블록 60도 몇 가지 기능이 추가되긴 했지만, 본질적으로 F-16 시리즈의 레이다인 APG-68 계열의 소프트웨어를 컨버전한 것입니다. 허나 이 F-35의 레이다는 차원이 다르지요. 먼저 F-22의 AN/APG-77을 다룰 때 말했듯이 오랜 기간 동안 막대한 돈을 들여 새로 개발한 소프트웨어입니다. 기존 전투기 레이다의 공대공, 공대지, 공대함 기능은 물론, 적기의 레이다 록언을 무력화하는 스탠드 오프 재밍(Stand off jamming), 고도의 전자정보 수집능력, 통신안테나가 필요없는 멀티태스팅 능력을 갖추게 될 것이고, 공대지 모드 또한 한층 강화될 것이 확실합니다. 참고로 F-35의 SAR 이미징 분해능은 F-15E 와 유사할 것으로 추정되지요. 팻치 맵 상태에서지상 분해능은, 거리 10 NM(Nautical mile, 약 18km)에서 2.6m/s(spot/점) 정도는 나올 것 같습니다.(참고로 이스라엘 F-16I 와 F-16 블록 60의 SAR 분해능은 F-15E 보다 상당히 떨어진다고 합니다)   다음은 통제컴퓨터와 소프트웨어. 마스터 컴퓨터로 F-22와 유사한 Integrated Core Processor (ICP)를 갖추고 있는데, 기체에 내장된 모든 시스템을 총괄하지요. 다만 비용절감을 위해 인텔 칩 등 상용 일반 부품들을 대량 사용하고 있고 역시 회로기판을 규격화하여 병렬로 연결하여 사용하는데, 기판을 추가하는 것만으로 연산속도를 향상시킬 수 있지요. 제공용 기체인 F-22의 ICP 소프트웨어가 약 250만 라인을 사용하는데 반해, 더 복잡하고 난이도가 높은 공대지 소프트웨어가 추가된 F-35는 그 두 배 정도인 약 500만 라인으로 구성되어 있습니다. F-22의 진보된 소프트웨어가 F-35에 이식되었고, 차후 공대지 소프트웨어는 역으로 F-22에 이식될 예정이지요. 물론 현재도 개발 중이라 소프트웨어 크기는 계속 커지고 있지요. F-35 팀과 F-22 팀은 각자에게 필요한 최소한의 소프트웨어만 개발하고 있습니다. 그래서 나중에 합치도록.   정리해보건대 F-35의 레이다는 전세계 AESA 레이다 중, 하드웨어는 F-22 랩터에 이어 두 번째, 소프트웨어는 동일한 것을 사용하는 세계 최고수준으로 평가할 수 있으며, 다른 AESA 레이다와 격차가 큽니다. 앞으로 유럽이 개발하는 유럽통합 AESA 레이다인, AMSAR(Airborne Multi-mode Solid-state Active Array Radar) 레이다가 등장할 때까진 서방측 레이다 중 견줄만한 것이 없을 것으로 예상되지요. (유럽 AMSAR 레이다 개발에 관한 자료들을 보면, 소프트웨어 최종 완성 기간을 십년 넘어 십 몇 년 정도로 넉넉하게 잡고 개발 중임을 볼 수 있습니다. 땡칠이가 말한 유럽과 미국의 소프트웨어 최소격차 10년이 결코 근거 없는 추정이 아니란 뜻입니다) 레이다 다음으로 주목할 만한 장비는 2 채널 방식의 독립 적외선 센서지요. 요즘 제 일선 전투기들에도 한창 배치중인 적외선 감시장치가 F-35에도 장착됩니다. 헌대 그 방식이 F-16 블록 60 이나 라팔, 유로파이터 처럼 Turret-mounted 라고 해서 기수에 톡 튀어나온 돌출식 고정 장착이 아니라 보다 진보된, 목표획득(Targeting)과 위험탐지(Search and Track)를 분리시킨 2중 시스템(Dual System)으로 구성되어, 향후 전투기의 새로운 표준이 될 것으로 생각됩니다. 쉽게 말해서 하나는 공격 목적이고 하나는 방어 목적이라고 할 수 있겠지요.   먼저 목표획득용. 기수 아랫부분에 장비되는 전자광학 목표획득 시스템은 록히드 마틴이 개발한 EOTS(Electro-Optical Targeting System)라고 하는데 장거리, 고해상도의 적외선 영상을 잡아내는 FLIR 그리고 CCD 카메라와 HDD 녹화장비, 그리고 거리측정과 목표물 레이저 조사용으로 사용되는 Laser-Target Designator and Range-finder, 그리고 레이저를 한 곳에 주사하기 위한 추적장비(Laser tracker)를 갖추고 있습니다. 성능은 요즘 개발되고 있는 차세대 목표획득 장비(록히드 마틴 스나이퍼 XR포드, 노드롭 그루먼 라이트닝 포드 등)와 마찬가지로, 현재의 랜턴시스템보다 훨씬 먼거리, 높은 고도에서 목표물을 찾아내고 레이저를 조사할 수 있는 뛰어난 성능을 지니고 있지요. 현재보다 훨신 높은 고도에서 레이저 정밀 조사가 가능하여 레이져 유도폭탄을 탑재하고 공격에 나선 전투기의 생존성을 향상시키게 됩니다. 사실 이 EOTS는 록히드 마틴이 차세대 목표획득 장비로 개발한 스나이퍼 XR 포드를 축소시켜 기수부에 탑재한 형식라 할 수 있겠지요. F-35의 EOTS는 스텔스성을 유지하기 위해서 내부에 감추어진 채 기수부의 윤곽을 따라서 표시 안나게 만들어진 레이더 전파 차단 특수 유리창으로 가려져 있습니다.   두 번째는 위험탐지용입니다. Northrop Grumman 이 개발한 분산 구조 적외선 시스템(DAIRS - Distributed Aperture Infrared System)이라고 하는데, 열 이미징(thermal imaging) 센서 6개를 하나로 묶어서 사방 360도 전체를 감시하는 시스템이지요. 미국 Indigo Systems 가 제작한 소형 고감도 적외선 센서 6개(필요에 따라 더 늘릴 수도 있슴)를 기체 곳곳에 분산 장착하고 이를 통해서 각 방향에서의 포착되는 IR 물체의 탐색과 추적을 진행, 통합 처리하는 시스템입니다. 말할 것도 없이 앞에만 감시하는 기존 전투기들보다 훨씬 높은 생존성을 보장합니다. 여기서 잡힌 6개의 적외선 영상은 그냥 단순하게 나열되어 보여지는 것이 아니라 컴퓨터 소프트웨어에 의해 조종사가 기체방위를 중심으로 방향을 인식하기 쉽도록 처리되어 조종사의 헬멧 조준 시스템의 헬멧 바이져에 선명하게 표시되는데, 각 방향에서 접근 하는 전투기와 미사일. 기관포탄의 궤적을 조종사가 즉각 인지할 수 있도록 해주지요. 이 시스템은 야간 공대공, 공대지 작전시 6시 방향까지 360도의 적외선 화면을 조종사가 동시에 봄으로써 기존에 조종사가 착용하는 야간용 고글 사용을 최소화 하거나 아니면 필요 없게 하는 혁명적인 기능도 가능케 했습니다. 이 시스템은 특히 지상공격 임무에 있어 전투기의 생존성을 대폭적으로 높여줄 것으로 기대됩니다. 중동전의 경우를 보더라도 전투기 한 대 당 수십 발의 미사일과 기관포가 날아왔던 점을 고려하면 헬멧 바이져에 표시되는 화면을 보고 방향에 맞는 회피기동과 적절한 대항수단을 사용함은 물론, 적의 지상 대공화기의 위치를 인지하여 적 대공망으로 재진입하는 위험을 사전에 방지해 줄 수 있지요. 또한 이 시스템은 야간 저고도 침공시 지금 랜턴의 항법용 포드 구실을 합니다. 물론 타켓팅 포드는 앞서 말한 EOTS 가 담당하고.   사실 이러한 시스템은 미래 전투기의 표준이 될 것이 확실하며, 막 배치가 시작된 이스라엘 F-16I Soufa 에도 이 시스템이 장착되어 있습니다. 수직 꼬리날개 밑 부분을 비롯해 여러 부분을 잘 살펴보면 금방 알 수 있지요. 그리스 기체와 UAE 용 블록 60에는 이 시스템이 없지요. 앞서 이스라엘 기체가 알차다고 말했던 이유 중 하나입니다. 적외선 센서는 싸고 부피가 작아 얼마든지 기체 곳곳에 장착 가능합니다. 그야말로 동체에 눈이 6개 달린 전투기라고 할 수 있겠지요. 차후에 우리 공군에서 기존 KF-16 에 헬멧조준시스템을 장착하여 사이드와인더 X 형을 운용할 수 있도록 개량할 때, 이 시스템도 반드시 함께 장착해야 합니다. 실존에서의 생존성이 배가되어 많은 공군 조종사들이 생명을 구할 수 있게 되겠지요.   * 후속지원 자동화 시스템. F-35는 실전배치될 경우 기체의 운용비용을 줄이기 위해서 후속지원 자동화 시스템(ALS-Autonomic Logistics System)이라는 새로운 개념을 도입했습니다. 현재의 전투기들은 비행을 마치고 돌아오면 정비사들이 엔진을 비롯한 기체 내부의 상태를 노트북으로 다운받아서 관리를 하는데, 아예 기체내부 상태를 모니터 하는 시스템에 데이터링크를 연결하여 비행 중 기체내부의 상황을 즉시 지상기지로 송신하여, 지상의 정비요원들이 비행중인 전투기를 실시간 모니터하는 시스템으로 발전시킨 거지요. 사실 이런 방식은 전투기 개발할 때 실험 기체에 한하여 적용되던 방식이죠. 이러한 방식은 실전 상황과 같이 전투기의 출격횟수가 급격히 증가하여, 정비소요가 늘어나는 것과 함께 지상점검 시간이 부족해지는 때에 아주 유용하게 사용될 수 있습니다. 또 조종사가 모르는 약간의 기체이상이 감지될 경우에도 바로 기지로 귀환토록 하여 만일에 발생할 추락사고 등을 예방하는 효과도 있지요.   * 조종석 및 헬멧. 다른 신개발 기체가 그러하듯 F-35 또한 진보된 조종석과 헬멧 조준 시스템(Kaiser Electronics 와 이스라엘 Elbit 사 합작품)을 갖추고 있습니다. F-22를 모방하려고 애쓴 흔적이 보입니다. F-22가 기술적 완성도가 높음에도 만약의 오작동을 우려해 폐기한 음성명령 시스템(Voice-command system)을 다시 고려하고 있으며, F-22의 경우 헬멧 바이져의 고장에 대비에 후드(HUD)를 함께 장비한 반면, F-35는 단가를 어떻게든 낮추기 위해 후드는 폐기하는 방안을 검토하고 있지요. 허나 이건 위험한 발상이라고 생각됩니다.   F-35는 이외에도 신형 IEWS(Intergrated electronic warfare suite), 신형 디지털식 RWR , Bell Aerospace 사제 CNI(Communications, Navigation and Integration) 통합 안테나 suite(one S-band, two UHF, two radar altimeter, three L-band antennas per aircraft), Harris Corporation 의 디지털 매핑을 소프트웨어를 이용한 정밀 항법 시스템, Honeywell 사의 관성항법장치(INS)와 레이더 고도계, Raytheon 사의 24 채널 GPS(Global Positioning System) 장비를 탑재합니다. 이 신형 GPS 장비에는 러시아가 개발했다는 GPS 교란시스템을 무력화하는 디지털 방해수단(Digital anti-jam receiver, DAR)을 장착하고 있다고 하지요.   * 전자전기 대체기종 EF-35. 현재 미 해군은 전자전기로 EA-6B Prowler를 운용 중인데, 기본 베이스인 A-6가 이미 모두 퇴역한 데다, 승무원이 4명이나 되어 계속 운용하기가 상당히 부담스러운 기종입니다. 보잉사는 F-18F 복좌형 기체를 베이스로 EF-18G 라는 신형 전자전 기체를 개발중입니다. 아직 정식으로 채택은 되지 않았지만 가능성은 높지요. 이에 대해 록히드 마틴사는 해공군 공통 사양의 전자전 기체로 F-35의 복좌기 형식으로 전자전기를 개발하려는 계획도 진행시키고 있지요. 이름하여 EF-35. 물론 전자전기체로 뭐가 선택될지는 앞으로 계속 지켜봐야 되겠지만, 해군의 경우 쌍발 대형기체인 EF-18G가 채택될 가능성이 훨씬 높습니다.   간단히 정리를 해보면 이렇지요. F-35A 형을 기준으로 보면, 무장탑재량은 F-16(블록 52+, 60)을 약간 상회하고, 기동성은 F-16과 비슷하거나 약간 상회하고 라팔이나 유로파이터보다는 조금 떨어지는 수준, 작전반경은 컨포멀 탱크를 장착한 F-16 블록 52+, 60 과 비슷하거나 약간 상회하는 수준으로 볼 수 있지요. 스텔스성은 세계 최고 수준, 레이다는 향후 10년 이상 소프트웨어 최고수준, 하드웨어는 두 번째로 평가할 수 있고, 2중 적외선 센서 시스템도 세계 최초로 높은 평가를 해줄만 합니다. 이제 민감한 사항인 우리 공군의 차기 전투기 사업과 관련하여 먼저 F-35 가 그 대안이 될 수 있는가에 대해 생각해봅시다. 이제까지 말한 대로 성능상의 큰 문제점은 없는 만큼, 문제는 원하는 기간에 원하는 수량의 기체를 인도받을 수 있는가와, 기체 가격이 얼마나 할까 하는 점이지요. 한마디로 어렵지요. 이제까지 네 차례에 걸쳐 F-35 에 관한 글을 올렸지만, F-35 관련하여 가장 구하기 어렵고 예측하기 어려운 자료가 바로 가격에 관한 것입니다. 얼마 전 유기자님의 최신정보파일 가운데 이런 문구가 있었지요.   “록히드측은 대당 3800만~4000만 달러 선이 가능할 것이라고 밝혔습니다. 이는 예상보다 싼 수준입니다. KF-16보다 약간 많고, F-15K보다는 훨씬 싼 수준입니다.”   정말 그럴까요? 록히드 마틴의 답변처럼 첨단의 기술로 제작되고 있는 이 기체가 그렇게 싸게 나올 수 있을까요? 우리가 구입을 한다면 말할 것도 없이 가장 가격이 싸고 기술적 어려움이 덜한 공군형 F-35A 가 되겠지요. 허나 3800 - 4000 만불 선이 과연 가능한 가격일까요? 허나 3800 - 4000 만불 가격대는 JSF 가 본격 개발에 들어가던 90년대 중반에 흘러나온 예측가로 벌써 10년 전 이야기입니다. 제조 메이커가 그렇다는데 당신이 뭐냐 라고 항의한다면 제조 메이커의 말이라면 무조건 믿느냐 라고 반문할 수 밖에 없습니다.   물론 지금까지 알려진 바 대로 F-35 개발계획이 진행되면서 기술적 진보와 더불어 크게 부각된 점은 가격을 낮추는 문제였습니다. F-35 프로그램 매니져들은 애초부터 부품 선택, 조립방식 등 매사에 걸쳐 항상 가격문제를 고려했고, 지금도 그렇게 진행되고 있다고 합니다. 조립공정을 재설계 하여 최대한 자동화하고 설계시부터 필요한 공구와 조립단계를 최소화 하도록 했다고 합니다. 3가지 형으로 다양화된 것도 상이점을 최소화하기 위해 약 80% 가까운 부품 공통성을 유지토록 했는데, 예컨대 내력격벽(bulkhead) 같은 경우도 동일한 구조를 갖고 동일한 공구 공정에 의해 밀링, 드릴링 작업을 거치도록 하여 3 형식의 차이점은 그 두께가 약간 다를 뿐이라고 합니다. 허나 첨단 신기술과 대규모 조립공정으로 대표되는 전투기는 아무리 단가를 줄이려고 노력해도 한계가 있는 법이지요.   과거 전투기 개발사를 되돌아보면, 제조메이커는 개발 기체의 양산가격을 되도록 낮게 발표해왔으며, 양산기체의 실제 인도가격은 예측가 보다 훨씬 높았던 것이 관례였습니다. 메이커는 개발을 지속하고 보다 많은 발주대수를 확보하기 위해 최대한 가격을 낮게 발표합니다. 반면 정부의 예산부서는 이와 반대로 실제 구매가를 나름대로 높혀서 잡지요. 그간의 무기개발 데이터가 축적되어 있기 때문이죠. 따라서 이러한 신개발 기체의 예상가는 제조메이커나 국방성보다 미 의회 예산심의에 있어 중요한 정보제공 자문 역할을 하는 미 하원 예산국, 곧 Congressional Budget Office (CBO) 의 보고서가 더 신뢰할 만 합니다.   1999년 3월 10일자로 미 상원 군사위원회에 제출되었던 CBO 의 보고서를 보면 이렇지요.   <표-개발중인 전투기 및 공격기의 단가와 소요총비용> * 화폐가치는 2000년도 기준   Unit Cost (단위 백만불 ) Total Cost(단위 십억불) Navy F/A-18E/F 70 to 74 38.6 to 40.7   JSF-C 53 to 78 25.4 to 37.6   Marine Corps JSF-B 52 to 77 31.5 to 46.7   Air Force F-22 105 to 124 35.7 to 41.9   JSF-A 43 to 65 75.0 to 115.0     CBO 의 예측에 의하면, 국방성의 개발 및 구매 일정이 차질 없이 진행된다는 전제하에서 이들 신예기체의 3,739 대의 총 구입비용은 2000년 달러가치 기준으로 총 3,400억 달러가 예상되며 2015년까지는 이들 기체의 약 반수 정도가 구입 예상된다고 밝히고 있습니다.   표에 나타난 Unit Cost (개별기체 가격) 미니멈가를 보면 F-35A 형이 4천 3백만불, B형이 5천2백만불, C형이 5천 3백만불로 책정되어 있음을 볼 수 있습니다. 허나 이 가격은 2000년도 화폐가치를 고려한, 지금으로부터 5년 전인 1999년 예상가격입니다. 아울러 개발계획과 개발비용이 당초 예정대로 차질 없이 진행된다는 것을 전제로 한 것이지요. 허나 알려진 대로 JSF 개발기간은 계속 연장되었고 개발비는 폭등하여 이젠 400억불을 바라보고 있는 게 현실입니다. 이 보고서에서 F-22 의 맥시멈가를 1억 2천 4백만불로 보았지만, 알려진 대로 현재 F-22 양산기체의 대당 가격은 1억 8천만불에서 1억 9천만불 선입니다. 물론 F-22 의 경우 조달대수가 계속 줄어왔다는 특수한 측면이 있긴 하지만, F-35 역시 5년의 세월 동안 추가로 들어간 비용과 물가상승율 등을 고려하면 이보다 더 비싼 가격대가 형성되어 있슴을 어렵지 않게 짐작할 수 있지요.   여기에 우리가 구매가능하다는 예상시점인 2012 -2015 년경으로 가격을 계산해봅시다. 앞으로도 8 - 11년이 있어야 합니다. 추가되는 개발비와 물가상승율, 오프셋 수용에 따른 가격상승분, 그간의 발전된 기술로 인한 업그래이드 비용요소 등을 종합해보면, 우리 공군이 도입할 F-35A 형의 가격은 훨씬 비싸지게 됩니다. 정확히 계산할 수는 없다하여도 4천만 불 운운하는 것은 터무니없다는 것을 금방 알 수 있습니다.   또 하나 F-35 의 가격 하한선을 추정할 수 있는 자료가 있지요. 바로 F-16 신예기종들의 가격입니다. F-16 블록 60을 예로 듭시다. 2000년에 UAE 가 80대(2인승 F형 25대)를 도입하는데, 개발비용 약 20억불을 포함해 총 64억달러에 계약을 했다고 발표되었지요. 또 이스라엘의 경우를 봅시다. 2001년 F-16l 50대를 총액 25억불에 계약했지요. 1대당 5천만불 꼴입니다. 허나 얼마안가 추가발주 52 대를 계약했는데, 이 때 총 계약가는 20억불을 약간 상회하는 수준이었습니다. 추가 발주에 따라 가격을 낮추어준 거지요. 전투기는 몇 대를 주문하느냐에 따라 대당가격이 달라집니다. 100대를 주문할 때와 50대를 주문할 때는 대당 가격이 다르지요. 막말로 정찰제 상품이 아니니까요. 2000년도 초인 블록 60과 Soufa 의 대당가격을 대략적으로 계산해봅시다.   * F-16I Soufa. 50대 주문시 - 약 5000만불. 100대 주문시 - 약 4천 500만불.   * F-16 블록 60. 80대 (개발비 포함) - 약 8천만불. 80대 (개발비 제외) - 약 5천 5백만불.   대당 기체의 가격은 옵션과 오프셋 조건, 발주 대수에 따라 차이가 있어 정확하게 얼마라고 말할 수는 없지만 대략적으로 보면 이렇게 수치가 나옵니다. F-35 가 아무리 싸다 해도 F-16 블록 60 기체보다 가격이 낮을 수는 없습니다. 양산대수 개발비부담 등을 고려할 때, 현존 가격 경쟁력 최고의 기체이기 때문이지요. F-35 가 발주대수가 많고 공정비용을 줄였다 해도 F-16 씨리즈 만큼 가격 경쟁력을 갖춘다는 것은 상식적으로 불가능하지요. F-16 블록 60 기체를 기준으로 삼아서, 계속 생산된다고 가정하고 2012 -2015 년 경의 대당 가격을 예상해보면 최소 7천만 불을 간단히 넘게 됩니다. 따라서 F-35는 이 가격보다 싸게는 못나옵니다.   CBO 보고서의 자료나 F-16 신예기종들의 가격을 바탕으로 추론컨대, 우리가 도입가능하다는 2012-2015 년 쯤의 F-35A 의 가격은 그 하한선이 8천만불 선에 있지 않을까 합니다. 가격이 그보다 더 높을 수는 있겠지만, 낮기는 거의 불가능합니다. 결국 성능이 좋은 전투기를 싸게 사온다는 말은 틀린 얘기가 되겠지요. 그 만한 역할을 한다면 그에 상응하는 비용을 지불해야 한다는 상식을 다시금 깨닫게 해주는 사례라 하겠습니다.

스크랩하기

덧글(0) | 스크랩(0) | 2007년06월03일 16시 16분

덧글 보기

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 46/80페이지(총 80건)