스텔스기의 대결, 노스롭 vs 록히드

1. 상대방의 레이더를 회피할 수 있는 비행기(특히 전투기)를 스텔스 비행기라고 한다. 스텔스 비행기는 미국이 처음 개발했는데, 나중에 중국과 러시아도 자체 개발했다. 적진 깊숙이 날아가 적의 민감한 군사시설의 현황을 알아내려는 시도는 일찍부터 존재했다.

 

U-2기 사건이란. 1960년 소련영공을 침범하여 정보수집활동을 하다가 방공망에 걸려 소련군의 미사일에 맞아 격추되었다. 조종사는 낙하산으로 탈출했지만 소련군에 생포되었다. 이로써 미국이 적국 영공에서 스파이활동을 하면서 해당국가의 전략적 사정을 속속들이 파악하고 있다는 사실이 만천하에 알려졌다. 당시 미대통령인 케네디는 미소회담 일정을 앞에 두고 공식일정을 중단한 채 귀국해야 했다. 이 사건 이후에도 소련을 제외한 다른 나라에 대한 정찰비행은 계속되었다. 한국에서도 미군의 정찰기로서 일찍부터 정찰활동을 수행했다. 

 

 

2. U-2는 속도가 느렸기 때문에 적의 미사일 공격에 속수무책이었다. 미공군은 고고도를 비행하는 전략정찰기로서 속도 역시 빠른 비행기가 필요했다. U-2의 제조사인 록히드Lockheed사의 스컹크 웍스skunk works팀이 개발한 SR-71(별명 ; 블랙버드)은 그렇게 탄생했다.

 

지금은 퇴역했지만 SR-71은 최근까지 가장 빠른 유인 항공기였고, 24km 고도에서 마하 3.3의 비행능력을 갖췄다. 초고속비행을 하다보니 기체외부 온도가 300도까지 올라가 특수한 재료로 기체를 만들었으며, 조종사는 고고도를 날 수 있도록 우주복과 유사한 특수 감압복을 입어야했다. 

 

은밀하게 적의 사정을 살핀다는 목적을 위해서 다양한 노력을 펼쳤다. 스텔스기술의 초기모습을 보여주었다.

꼬리날게를 작게 만들고, 레이다 흡수물질을 동체외부에 바른다든가 하는 식으로 RCS(레이다 반사면적) 을 최소화한 결과 레이다상으로는 작은 경비행기 정도로 보였다. RCS 란 Radar cross section(=레이더 반사면적) 즉 레이더 스크린에 나타나는 목표물의 크기를 말한다. 블랙버드는 완전히 레이더를 피할 수 없었다. 

 

블랙버드가 레이다에 나타난다고 하더라도 가공할 속력때문에 격추가 불가능했다. 역사상 단 한 번도 격추당한 일이 없다고 함. 마하 2 가량의 속력인 소총 탄알과 비교해보아도 더 빠르다. 이와 같은 엄청난 성능에도 불구하고 유지관리비가 비싸고, 운용체계가 복잡했기 때문에 일찍 퇴역했다. 요즘은 기술의 발달로 인해 차라리 정찰 인공위성이 더 싸고 정확한 정보를 제공해준다. 역설적으로 U-2 기는 아직 현역이다. 퇴역한 블랙버드의 기술 유출을 우려한 미국은 관련자료를 모두 파기했고 남은 것은 스컹크웍스가 가진 일반적인 기술자료 뿐이라고 한다.

 

그러는 사이 군사적 비행기술의 다음 단계가 도래했다. 각국의 레이더 기술이 발전함에 따라 미국은 적의 레이더 기술을 회피할 수 있는 비행기 개발에 착수했다. 1970년대 이후 미군당국은 록히드와 노스롭사에 '보이지 않는 전투기'의 개발을 의뢰했다. 

 

 

3. 록히드 사의 스컹크웍스팀은 록히드마틴 연구소의 공식적인 별칭.

2차 세계대전 중 미국 국방부의 요청으로 록히드가 비밀리에 긴급하게 구성했다. 변변한 작업실을 구하지 못했던 그들이 유독물질공장 옆에서 서커스텐트를 치고 악취에 시달리며 근무해서 붙은 별명이다.

 

천재적인 항공 엔지니어 켈리 존슨Kelly Johnson이 팀의 책임자로 일했다. 최초의 명작인 P-80 슈팅스타를 주문보다 한 달이나 더 빨리 만들어냈고 이후 70년 넘게 세계 전투기 시장을 지배했다. 이 비행기는 미공군 최초의 제트전투기로서 한국전에서 쌕쌕이로 불렸다. U-2, SR-71, F-117나이트호크 공격기 F-22랩터 전투기, F-35 라이트닝2 전투기 등을 개발했다.

 

그들은 스텔스기 개발 초기에 기체가 반사하는 레이더 신호를 줄일 방법을 찾기위해 항공기의 외부디자인과 표면에 집중했다. 그들에게 도움을 준 사람은 피터 우핌세프 Pyotr Yakovlevich Ufimsev였다.  그는 옛소련 출신 물리학자겸 수학자로서 훗날 미국으로 망명했다. 물체의 표면에서 반사되는 전자기파에 대한 그의 논문은 너무 어려워서 비실용적이라는 평가를 받을 정도였다. 

 

 

4. 레이더에 의한 반사각 등을 계산한 그는 다음과 같이 주장했다. 

항공기의 형태가 다이아몬드와 같은 모양이 되면 RCS 가 최소가 된다. 스컹크웍스팀은 수많은 시행착오 끝에 최대한 다이아몬드와 비슷한 실제 전투기를 만들어냈다. 최초의 스텔스기는 F117 나이트호크였다.

 

 

이 공격기는 미국의 파나마 침공, 걸프전쟁, 이라크전쟁, 보스니아전쟁 등에 참전했고 2008년 퇴역했다. 1991년 걸프전 당시 바그다드 교외 방공호 공습으로 무고한 민간인 400명이 희생되었다. U-2, SR-71, F-117, F-22 등의 기체표면에 칠한 레이더흡수물질(RAM; Radiation-absorbed material, A.K.A 아이언볼)의 두께는 보통의 대리석과 같은 15mm이다.

 

 

 

 

한국에는 2003년~2007년까지 매년 순환배치되었다(2006년 제외). F-117A는 견고한 표적을 레이저유도 벙커버스터로 폭격하는 반면, 최신 스텔스기인 F-22, F-35는 벙커버스터같은 대형폭탄을 장착할 수 없다. 공식퇴역 이후에 한반도에 배치된 적이 있는데 이는 미국이 지하에 있는 북한군 지도부의 은신처나 핵시설을 타격하려는(최소한 압박하려는) 목적이었다는 주장이 있다. 미국은 나이트호크 스텔스기를 운용하던 시절부터 수시로 북한 영공을 드나들고 있다. 이것은 F-117A 파일럿으로 근무한 미공군중령의 언론 인터뷰를 통해 확인된 바 있다.

 

유고슬라비아 내전이 한창이던 1999년 3월 27일 코소보공습 활동 도중에 지대공 미사일에 나이트호크가 격추되었다.

미군은 세르비아군을 깔보고 늘 똑같은 항로로 비행을 했는데, 이를 알아낸 세르비아군은 레이다를 손보고 엄청난 대비훈련을 했다고 한다. 마침 폭격을 위해 내부무장창을 열면서 튀어나온 문이 적레이다에 잡혔고 세르비아군이 발사한 SA-3고아 미사일이 최신 스텔스기를 격추했다. 탈출한 조종사는 미공군 탐색팀에 의해 구조되었다. 그러나 러시아 전문가들이 비행기의 잔해를 조사했고 그 결과 25년 정도 뒤쳐졌던 스텔스기술의 격차는 제거되었다. 잔해 일부가 중국으로도 흘러갔다는 정보도 있다. 

 

 

 

5. F-117의 최대단점은 늦은 속도다. 마하 1을 넘지 못한다. 2005년 F-22 랩터가 실전배치된 지 3년만에 모두 퇴역했다. 록히드 마틴Lockheed Martin F-22A랩터Raptor는 최첨단 전자장비에 우수한 스텔스 성능, 마하2를 넘는 속도 등으로 지금까지 지상 최고의 전투기로 꼽힌다.

 

F-22A랩터는 미공군의 5세대 스텔스전투기다. 록히드마틴사가 미공군 주계약업체로서 대부분의 기체, 무기시스템, 최종조립을 담당하고, 프로그램 파트너인 보잉사는 날개, 항공전자장치의 통합, 훈련을 맡는다. 원래는 F-15를 대신하여 700여대를 생산하려고 했지만, 가격상승이 지나쳐서 200대 미만이 생산, 배치되었다. 미공군의 하이-로우 전술에 따라 F-22A는 하이급인 F-15를 대체하며, 로우급 소형 다목적 전투기인 F-16을 대체하는 F-35는 그보다 덜한 스텔스기능을 갖는다. 즉 랩터는 공히 현존 최고의 스텔스전투기이다.

 

훈련 중에 랩터를 상대로 공중전을 했던 F-15, F/A-18의 조종사들은 육안으로 빤히 보이는데도 레이다에 안걸리고 무기의 락온도 안된다라며 랩터의 스텔스기능을 칭찬했다. 물론 랩터가 미사일이라도 발사하기 위해 내부무장창을 열면 잠시 레이다에 걸리지만 그 시간이 채 2초가 안되기 때문에 적기가 대응하기에 너무 짧다. 근접전에서 기관총을 쏘는 것도 기동성이 탁월해 이전 세대인 4세대 전투기들조차 버거워할 정도다. 그럼에도 불구하고 일부 전문가들은 랩터가 성능에 비해서 너무 몸집이 크고, 무장량이 상대적으로 적으며, 너무 스텔스기능에만 치우쳐있다는 비판한다. 

 

 

 

6. 경쟁사인 노스롭Northrop이 제작한 스텔스기는 장거리 중무장 폭격기인 B-2. 별칭 검은 가오리(Black Stingray).

1대당 가격이 20억 달러(2조 이상) 라는 후덜덜한 금액을 자랑한다. 이 비행기가 추락이라도 하는 날에는 2조원이 공중으로 날아가는 것이다. 지금까지 딱 한 번 추락했다.

B2 폭력기. (출처 : 위키피디아)

 

 

 

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