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‘더 멀리, 더 강하게’ … 수백km 밖서 미사일 탑재 적기 ‘사냥’

미국이 개발 중인 AC-130 특수전 공격기. 기관포 대신 레이저포(붉은 원 안)를 장착해 사정거리 7㎞ 내 표적을 정밀 공격할 수 있다. 빛의 속도로 효율적인 반복 공격이 가능하고 피해를 최소화한다. 오른쪽은 공격 상상도.
#20여 년쯤 뒤=중국 일본 사이의 남중국해 분쟁이 전쟁 상황으로 치달았다. 미국은 현황 파악을 위해 모든 정보 수집 수단을 동원했다. E-3, E-2D 조기경보기, RQ-4 글로벌 호크, EA-18G 그라울러 같은 전자전기들이 총출동했다. 그 뒤로 F-22, F-35, F-18, F-15, F-16 같은 전투기, B-2 같은 스텔스 폭격기들이 무장 대기했다. 그런데 현장 정보를 생중계하던 작전 상황실 컴퓨터가 돌연 먹통이 됐다. 중국이 쏜 러시아제 초장거리 공대공 미사일에 일제히 조기경보기가 요격된 것이다. 최대 사정거리 400㎞인 러시아의 R-172(K-100)가 나타나 순식간에 미국의 눈과 더듬이를 파괴했다. 미국이 평소 신경 써 오던 대표적인 장거리 공대공 미사일이다. 크기·중량이 일반 공대공 미사일에 비해 훨씬 크다. 보통은 길이 3m, 직경 20㎝ 미만, 중량도 200㎏ 미만이지만 이 미사일은 길이 7m, 중량 740㎏의 대형이다. 중국·러시아는 2000년대 초부터 동북아 분쟁에 개입할 미군의 정보·전자전 전력을 무력화시키기 위해 이 미사일의 첨단화에 힘을 쏟았다. 1999년 코소보 내전 때 F-15가 발사한 AIM-120 중거리 미사일은 30㎞ 밖 러시아제 MIG-29 전투기를 격추시켰다. MIG-29는 아무것도 모르다 미사일에 맞았다. R-172(K-100)는 보복 무기인 셈이다.

첨단 무기의 세계 항공전의 종결자 공대공 미사일의 진화

물론 이렇게 되진 않을 것이다. 미국이 러·중의 의도를 알고 이를 막기 위해 레이저로 미사일 탐색기를 혼란시키거나 태우는 방식의 방어 장비를 준비하기 때문이다. 그러나 이는 방어다. 미국도 러시아와 중국처럼 장거리 공격용 미사일을 개발하고 있다. 그림은 더 복잡하다.

스텔스 전투기에서 사용할 신형 JDRADM 미사일. 현재 미사일은 공대공·공대지 가운데 하나의 임무만 하지만 신형은 두 기능을 다 할 수 있다.
우선 전투기에서 탄도탄을 요격하는 장거리 미사일 NCADE(Network Centric Airborne Defense Element) 개발이다. 미군의 현재 주력 공대공 미사일인 AIM-120을 개량한 것으로 중량도 150㎏에 불과하다. 길이 3.7m, 직경 18㎝, 사정거리 200㎞ 이상이다. 1단계로 전투기에 실려 고고도로 상승한 뒤 발사돼 공기가 희박한 대기권 상층부까지 올라간다. 2단계로 정밀유도를 통해 표적을 직격한다. ‘나비처럼 가볍게 날아 벌처럼 정확히 쏘기 위해’ 무거운 탄두를 빼고 2단 미사일로 개량했다. 동체와 1단 로켓은 AIM-120 그대로지만 2단 로켓에 ‘보다 첨단화된’ SM-3 미사일의 3단 로켓을 사용하고 AIM-9X의 탐색기를 개량한 적외선 탐색기도 장착했다. 전투기나 무인기에 실려 탄도탄 발사기 주변 상공에 대기하다 발사 초기에 요격할 수 있다.

탄도탄이 발사될 경우 고공 대기 중인 전투기가 긴급 발사해 80㎞ 고도까지 추적 상승해 요격한다. 그러나 이럴 경우 전투기가 발사대에 접근해야 하기 때문에 위험해질 수 있다. 그래서 무인기에 실어 더 멀리 고도 150㎞ 이상 대기권 바깥에서 2차 요격하는 것도 구상 중이다. 대기권 밖 공격 기술은 재진입 단계에서도 사용할 수 있어 요격 기회를 추가할 수 있다. NCADE는 예산 배정이 순조로울 경우 2015년께 초기 작전능력(IOC)을 갖게 된다.

적 미사일을 직접 요격하는 방어용 레이저포. 현재는 미사일 탐색기를 교란하는 정도지만 직접 미사일을 파괴하는 레이저포가 실용화될 전망이다.
그보다 거리가 짧은 미래형 공대공 미사일도 ‘좀 더 멀리, 좀 더 강하게’를 목표로 개발 중이다. 스텔스 전투기도 목표다. 스텔스 전투기도 어쩔 수 없는 적외선 방출을 노린다. 대부분 미래형 전투기들은 IRST 같은 적외선 센서와 고기동 적외선 유도 미사일을 기본으로 장착한다. 조종사의 시야를 따라 미사일이 조준되는 HMS 시스템과 고기동 적외선 유도 미사일을 결합하면 근접전에서는 어떤 전투기도 피하기 어렵다. 그러나 HMS를 사용해 근접 공중전을 벌이면 똑같이 단거리 적외선 유도 미사일에 격추될 가능성도 높다. 그래서 구상된 게 프랑스의 미카나 러시아의 R-77T-PD 같은 중거리 적외선 유도 미사일이다.

그러나 어쨌든 기술 발달로 근접전은 상호 치명적이기 때문에 가능하면 원거리 격추가 목표다. 문제는 그렇게 멀리까지 가게 만드는 엔진이다. 현재 미사일을 최대 사정 거리로 쏘면 로켓 엔진이 꺼지고 결국 운동 에너지로 비행하게 돼 명중률이 떨어진다. 그래서 사정거리와 운동 성능 증대를 위해 덕티드 로켓(Ducted Rocket) 기술을 적용한 엔진이 개발되고 있다. 기존 엔진은 연료와 산화제를 섞어서 사용한다. 그런데 산화제 중량이 무겁다. 그래서 새 엔진은 산화제를 빼고 공기로 연소하게 한다. 이게 복잡한 기술이다.

그렇게 하면 기존 로켓보다 사정거리가 훨씬 길어진다. 현재 중거리 미사일의 사정거리는 대개 50㎞지만 덕티드 엔진을 쓰면 100㎞ 이상이 된다. 현재 개발 중인 독일 MBDA사의 미티어, 미국의 JDRADM, 러시아의 R-77 M-PD, 중국의 PL-13 등이 덕티드 엔진을 실을 미사일이다. 이 기술은 미군의 AGM-88 E 차세대 대레이더 공대지 미사일에도 적용 중이다. 훨씬 먼거리에서 미사일로 적 방공망을 파괴할 수 있다.

미국이 개발하는 JDRADM은 특히 스텔스기에 효용이 높다. 스텔스기는 레이더 반사 억제를 위해 전파 반사가 심한 미사일이나 폭탄을 기체 내부로 넣는다. 외부에 달 때보다 수량이 크게 제한된다. 스텔스는 일반 전투기의 8~12기보다 훨씬 적은 평균 4~ 6기 미사일만 내부 장착할 수 있어 임무 수행 능력이 제한된다. 스텔스기의 최대 문제다. 침투하다 발각되면 공중전도 해야 하는데 지대지 미사일을 빼면 공대공으로 2기만 남아 취약하다. 그런데 JDRADM은 공대공·공대지 능력을 다 갖추고 있기 때문에 무장 능력이 배가되는 셈이다. 2020년께 양산해 배치된다.

이런 ‘수량’ 제한 문제를 해결하는 또 다른 방향은 레이저 무기다. 레이저는 수량·중량 제한이 없는 환상의 무기다. 공상과학 소설에서 미래전의 단골 메뉴다. 그러나 레이저의 출현은 늦춰지고 있다. 미국은 F-22개발 단계에서 레이저 무기 탑재를 검토했다. 그러나 아직은 원거리에서 적기를 요격할 수준까지는 개발되지 못했다. 또 국제법상 레이저 무기를 조종사에게 사용하는 것은 금지돼 있다.

그래서 레이저 공중전은 가까운 미래에 보기 어렵다. 다만 다가오는 적 미사일의 탐색기를 태우거나 가까운 거리의 적 레이더·전자장비를 공격하는 수준은 가능하다. 미국은 대형 항공기에 탑재한 ㎿급 레이저로 수백㎞ 밖 탄도탄을 요격하는 ABL계획을 추진해왔지만 기술적 문제와 예산 때문에 포기했다. ABL은 동북아에 배치돼 미국으로 발사되는 북한의 탄도탄을 요격할 계획이었다.

대신 현재 미군은 AC-130 특수전 공격기에 20㎜/40㎜ 기관포 대신 100㎾급 레이저포를 장착하는 것을 구상 중이다. 사정거리 7㎞ 정도의 레이저포로 지상 병력이나 차량을 공격하는 것이다. 빛의 속도로 효율적인 반복 공격이 가능하고 불필요한 피해를 최소화할 수 있다는 게 장점이다. 공중에서 운용하는 레이저포가 실용화되면 초정밀 공격, 이동물체 공격이 가능해 게릴라전이나 대테러전 등에 매우 유용한 무기다.

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