한국형 가오리-X가 최근 KF -21 보라매 전투기와 함께 정교한 비행을 하고 있는 CG 모습
조현상 기자 = 대한민국 공군이 운용하게 될 가오리-X는 한국 국방과학연구소가 개발 중인 스텔스 무인전투기로 KF -21 보라매의 6세대 전투기로 진화 과정에 필수 무인전투기이다. 한국형 가오리-X가 최근 KF -21 보라매 전투기와 함께 정교한 비행 CG로 공개하면서 무인전투기 개발 막바지 단계에 이르고 있는 것으로 추측되고 있다.
그동안 국방과학연구소는 1999년부터 스텔스 형상 설계기술, 전파 흡수재료 기술 연구개발을 시작으로 주파수 선택적 전파투과 복합재 기술, 전파흡수 복합재 구조 기술, 적외선 흡수재료 기술 등의 핵심 소요 기술 연구개발과제 진행해 오고 있다. 또 스텔스에 대한 해석과 측정 능력을 확보하고 연구시설을 바탕으로 스텔스 무인전투기 기술 시범 과제를 수행하여 2015년 초도비행에 성공했다.
지난 2017년부터 2차 기술시범기 사업을 진행 중이며, 해당 시범기 사업을 통하여 스텔스 성능 향상, 비행성능 향상 및 스텔스 무인전투기 운영개념연구 등을 수행하고 있다.
대한민국 가오리-X와 외양이 비슷한 록히드마틴 RQ-170 센티넬
2020년 8월 5일, ADD 창설 50주년을 기념하는 행사에서, 국산 스텔스기 '가오리-X'를 최초로 공개했다. '가오리-X'는 미래 핵심기술 분야의 ‘저피탐(스텔스) 무미익(꼬리날개 없음) 기술시범기’로 분류되며, 향후 무인 스텔스 감시·정찰기와 전투기 등으로 점차 발전시키고 있다.
국방과학연구소가 국내 최초의 KUS-X(가오리-x) 스텔스기를 개발하고 있는데 현재 약 70% 기술 수준에 도달했다.
가오리-X(10t)가 전투기인 만큼, 무장 능력이 중요하다. 정확한 제원은 공개되지 않았지만, 외국의 비교 기종들을 살펴보면, 대략 가오리-X의 무장 능력을 추정할 수 있다.
보통 외국의 동일한 외형의 무인전투기들은 2개의 내부 무장창을 가졌다. 프랑스 다소 뉴런(7t)은 500파운드 레이저 유도 폭탄 2발을 장착한다.
러시아 미코얀 스카트(10톤)는 전투행동반경 2,000km, 내부 무장창 2개, 폭탄 2t을 탑재한다. 무게 600kg(1,320lb), 사거리 110km인 Kh-31 공대지 미사일 2발을 장착할 수 있다.
노스롭 그루먼 X-47B
2000년 국방부 소속 군사 개혁위원회의 군사혁신 기획단에서는 한정된 국방자원의 효율화와 미래화를 위한 여러 정책연구를 수행했다. 여러 가지 미래형 무기체계가 검토되었지만, 그중 공군의 무기체계 중 가장 관심을 가지고 연구되었던 것은 역시 UCAV로 호칭하는 무인전투기 체계였다. 연구의 방향성은 2002년 학계에 연구용역을 주는 방법으로 무인전투기의 체계개발 방안, 국내 개발 방안과 같은 여러 항목에서 국내의 기술력 수준을 분석하고, 독자 개발 가능성을 조사하는 것이었는데, 당연히 선진국에서도 겨우 초기 단계에 있었던 UCAV를 국내의 기술력으로 단번에 독자 개발한다는 것은 불가능하다는 결론이 나왔다.
한국형 가오리-X가 최근 KF -21 보라매 전투기와 함께 정교한 비행을 하고 있는 모습
이에 따라 다단계 발전전략을 통해 관련 기술을 축적한 이후, 2010년 이후부터 본격적으로 한국형 UCAV의 개발을 진행하게 한다는 기본적인 결정이 내려졌다.
우선 중고도 무인기 개발, KF-X(한국형 전투기)개발 등을 통한 관련 기술 축적을 먼저 수행하기로 했다. 1. 유럽국가와 유사한 접근방법으로 소형의 스텔스 무인기 형상 개발 등 단독 운용을 위한 기술개발단계, 2. 다수기 동시 자율 운용 시연을 위한 기술시범기 및 양산형 적용 구성품 개발단계, 3. 진화적 체계개발 및 초도 생산단계. 이렇게 3단계를 거쳐 개발하기로 했다. 또한 위와 같은 단계적 접근을 위해 무미익 스텔스 UCAV 형상설계, 무인전투기 편대 동시 제어, UCAV용 엔진 등의 개발과제가 국방중기계획서에 반영되었다.
여기까지는 제대로 진행되었지만, 원래 국방중기계획서 자체가 5년 단위로 대한민국 국군이 나아가야 할 방향성만을 제시할 뿐, 얼마나 예산을 투자해서, 정확히 어떠한 성능의 시스템을 개발하는지에 대해서는 언급되어 있지 않았다.
대한민국 공군이 무인전투기의 소요를 정하면, 국과 연이나 관련 기업이 국방부, 방위사업청 등과 협의를 통해 연구비를 조달하여 관련 연구를 수행해야 하지만, 문제는 공군이 아직 정확한 소요제기를 하지 않았다는 점이었다.
다소 뉴론
그렇게 뚜렷한 개발목표가 없어서 혼란을 겪던 한국형 UCAV 개발계획은 이후 공군이 SEAD, CAS 임무를 수행할 무인전투기 30~50여 대 수준을 제기함에 따라 개발에 관련된 기본 예산을 확정할 수 있었고 KF-X 사업과 연계하여 기술을 축적 시킴과 동시에 UCAV를 위한 비행 제어기법, 형상 설계기법, RAS 등을 ADD 주관하에 연구한다는 방향이 잡혔다.
이후 형상 연구 사업에서 대한항공과 KAI가 경쟁하여 대한항공이 선정되었고, 전익기[2] 형상의 KUS-X라는 형상이 도출되었다.
ADD는 KUS-X를 바탕으로 다시 풍동시험과 시뮬레이션을 거치며 형상을 조금씩 최적화시켜 나갔고, UCAV 비행 시험기를 개발해 비행 특성과 제어기법을 시험해보는 등의 과정을 거쳤다. 나중에 실물 크기의 실종기를 만들어 비행시험을 진행할 예정이라고 했다.
이와 함께 무인기용으로 사용할 국산 5,500lb급 터보팬 엔진이 한화테크윈에서 2018년까지 개발되었음으로 실증기 제작은 적어도 그 이후가 될 것으로 예상된다.
시제기가 영상을 통해서도 간접적으로 공개되었다. 원본인 KUS-X보다 X-47과 B-21을 섞은 듯한 형상으로 KUS-FC라는 이름으로 ADEX 2019에서 공개되었다.
그로부터 1년 후, 2020년 8월 5일에 ADD에서 스텔스기를 개발 중이며 약 70% 기술 수준에 도달했다고 발표했다. 이날 공개된 스텔스 무인기는 KAORI-X라고 명명되었다. 가로 14.8m, 세로 10.4m의 크기에 중량은 10t에 달하며, 비행시간은 3시간 이하, 속력은 마하 0.5 이하로 10㎞ 이하에서 비행한다.
현재는 일반 활주로에서 이착륙 및 비행 실험을 성공한 상태이다. 연구소 관계자에 따르면 3단계로 나뉘는 개발 단계 중에서 2단계까지 끝냈다고 보면 된다고 밝혔다. 같은 날, 정경두 전 국방부 장관도 스텔스 무인기를 개발 중에 있다고 밝혔다.
대한항공은 이미 육군, 해병대의 사단급 무인정찰기, 공군의 중고도 무인정찰기도 제작, 생산 중인데, 스텔스 무인전투기까지 채택되면서 향후 한국의 군용 무인기 사업에서 선도적 입지를 차지할 전망이다.
참고로 정찰기도 개발되고 있는 것으로 보이는데 2020년대 후반까지 스텔스 무인 정찰기가 개발될 예정이고, UCAV는 2030년대까지 완료될 예정이며, 정찰기와 공격기는 서로 비슷한 형상이지만 정찰기 쪽이 더 큰 것으로 보인다.
한편 KAI는 UCAV 사업이 본격화되기 이전부터 자체적으로 투자하여 UCAV의 운용개념, 저피탐 형상, 자동임무 알고리즘, 제어법칙 등을 개발했고, 풍동시험 등을 통해 공력 데이터를 수집하고 축소모델 시험기를 개발-제작해 비행시험을 진행했다. 전익기 형상은 아니었지만, 다른 UCAV들과는 달리 감시/정찰 임무나 침투 공격 임무만 수행하는 것이 아니라, 전투기급 기동성을 구현하고 EO/IRST를 탑재해 공중전을 포함하는 대공제압 임무 등의 공대공 임무를 수행하도록 개발하는 것이 특징이었다. 그 때문인지 전면부에 레이돔으로 추정되는 부분이 있었다.
2016년 1월 21일 KAI 항공기개발센터에서 있었던 KF-X 체계개발 착수 회의에서 종전의 KUS-X와는 또 다른 전익기 형상으로 바뀐 K-UCAV 실물모형이 공개되었다. 전익기 형상으로 바뀐 만큼, 광대역 주파수 범위에서 스텔스 능력을 갖출 수 있을 것으로 보인다.
이렇게 개발되고 있는 무인전투기 KUS-X(가오리-x)를 개발사 KAI가 KF-21 보라매 전투기와 함께 나란히 편대비행을 하는 정교한 CG를 공개함으로써 KF-21 전투기의 6세대 진화에 군사전문가들의 폭발적인 관심을 끌고 있다.
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