Top Gun Anthem
[출처]* 남성시대 * 훈남도 아저씨가 되는 마법공간
글쓴이:이종 마초행님 님
[2차 출처]이종격투기
글쓴이:김브랄 님
게임이나 영화에서는 적기가 나에게 미사일을 발사한 순간부터 경보등이 꽥꽥 울리고 조종사는 현란한 회피기동으로 이것을 피하며,,,미사일들은 표적에 빗나가도 급선회해 다시 목표물로 돌진하지만 현실은 꽤 다릅니다. 한번 빗나간 미사일은 걍 끝이라고 보시면 됩니다. 머 그래도 극소수의 방향틀고 날라오는 놈들이 있긴 합니다만 급선회로 속도를 많이 잃었을테니 큰 위협이라 보긴 어렵습니다. 아 물론 전투기 또한 회피기동으로 인해 고도와 속도를 많이 잃었을테지만;
세계 최강 스텔스 전투기 F-22랩터
랩터의 조종석
적기가 나에게 미사일을 날리려면 레이더로 나를 탐색해서 락온(조준)을 해야합니다. 그럼 상대의 레이더가 탐색모드인지 락온모드인지 어뜨케 아는것이냐...흠 대략 쉽게 설명을 하자면 적기가 사방으로 전파를 쏘고있다면 이는 탐색중입니다. 전투기에는 안테나가 달려있고 적이 쏜 전파를 내 안테나가 감지하면 즉시 RWR(레이더 경보장치)경고음이 울립니다. 그렇다면 적기가 나를 락온한건 어뜨케 아느냐? 어둠속에서 적이 나를 찾기위해 손전등으로 사방을 훑어봅니다. 그러다 어느 순간부터 그 불빛이 나의 이동경로를 계속 추적한다면? 이는 나를 발견하여 조준했단 뜻이고 이것이 바로 락온입니다. 하지만 요즘 최신형 레이더는 적기가 나를 락온해도 내가 그것을 탐지하기 힘들거나 아예 못하기도 합니다(예를 들면 내 눈이 감지못할 정도의 미세한 불빛으로 추적하거나, 손전등에서 나오는 빛의 색갈이 내가 감지못할 정도로 계속 빠르게 변한다거나 기타 등등.)
저런 일제사격 한번에 상대쪽 편대의 최소 절반이상의 전투기가 사라져버립니다. 옆의 아군기들기 공중산화되는 장면을 보면 살아남은 자들도 즉시 교전의지를 상실하고 도망칠수밖에 없습니다. 도망 안가면...정말 죽을때까지 두둘겨맞습니다. 현대공중전에선 60~100대의 적과 아군의 전투기들이 일렬로 쫘악 날아가면서 서로에게 미사일 발사하는일은 없습니다. 표적분할도 안되고, 적기 한대당 8발을 난사하는건 엄청난 돈낭비이며, 일정간격으로 일렬로 나란히 배치되었을때, 양쪽끝의 전투기들은 사거리가 안됩니다. 그 밖에도 여러문제상 저런 전술 안씁니다.
본론으로 들어가죠. 미사일회피를 하려면 미사일이 발사되었는지를 알아야 하는데 사실 여기부터가 쉽지 않습니다. 구형미사일들은 전투기에서 레이더로 특별한 전파(주로 연속파,CW)를 보내줘야만 했습니다. 그래서 그 전파만 탐지하면 자신에게 미사일이 접근한다는걸 알수 있었습니다. 하지만 요즘 암람이나 R-77같은 미사일들은 중간유도단계(미사일이 알아서 적기로 향하기 전까진 전투기 레이더로 유도를 해줘야 함)까지는 특별한 전파-앞서 말했던 연속파,CW-로 유도되지 않습니다. 공격자는 단지 적기의 위치,고도 등의 정보를 미사일에 무선으로 전송해주기만 하면 됩니다. 물론 적은 RWR을 통해 내가 자신을 락온한 상태라는 것까지는 파악하겠지만(아니면 위에서 설명했듯이 락온당했는지 조차 모를수도) 정작 락온만 건 상태인지 아니면 미사일을 발사했는지는 확인할 수 없습니다. 미사일접근 경보장치라는 물건들도 있으나 대체로 적외선, 혹은 적외선/자외선을 사용하는 장치들로 미사일이 아주 가까이 접근했을때나 파악이 가능합니다. 그나마도 방향만 탐지가능하고 속도,거리는 알수 없습니다(이게 울렸다는것은 꽤나 가까이까지 미사일이 접근했단 소리.)
모체로부터 레이더유도를 받으면서 날아오던 미사일은 목표물에 아주 근접하면 그때부터는 자체 레이더를 켜서 적기에게 날아가고, 모체는 더 이상의 레이더 유도를 해줄 필요가 없으니 다음 공격목표를 향합니다. 한편 미사일의 레이더가 켜지면 당연히 그 전파가 적에게 전달되고 적의 RWR은 미사일접근 경고음을 울립니다. 허나 이건 이미 초속1~1.5km의 미사일이 나를 포착할만큼 가까운 거리-10km 전후-에 있다는 소리니 정말 마지막 한 순간의 기회밖에 없게 됩니다.
적의 미사일이 발사된 사실을 알아차렸다면 즉시 외부연료통과 폭탄들을 다 버립니다. 그후 조종사가 취할수 있는 방법은 두 가지입니다. 하나는 ECM(레이더 교란장치)를 켜는 것이고 또 하나는 빔기동을 하는 것입니다. 여러가지 ECM 기법으로(노이즈기법부터 시작해서 속도기만, 각도기만 등등이 있지만 이마저도 점점 무의미해지고 있습니다) 적 미사일혹은 그 미사일에게 정보를 제공하고 있는 적 레이더를 속여서 락온을 풀거나 허상 표적을 적이 물도록 만드는데 성공한다면 다행입니다.
나머지 하나는 빔기동입니다. 빔이란 전투기의 3시 방향과 9시 방향을 말하는데, 빔 기동은 적 미사일이 내 전투기의 3시나 9시 방향에 오도록 방향을 유지하는 것입니다. 빔 기동은 두 가지 효과가 있는데, 하나는 미사일이 계속 선회하도록 만들어서 미사일의 속도를 최대한 깎아 놓는것입니다. 미사일 입장에서는 방어측 전투기가 좌에서 우로,혹은 우에서 좌로 횡단하는 모양새가 됩니다. (일부 시선지령유도 방식의 대공미사일을 제외하면)대부분의 대공미사일은 적기의 현재위치로 날아가는것이 아니라 적기의 예상위치로 날아가는 ‘비례항법방식’을 사용합니다. 그렇기에 미사일은 좌우로 가로질러 비행하는 적기를 쫓기 위해 더 빠른 원을 그리며 계속 적기의 예상 위치로 향하려 합니다. 물론 전투기 입장에서는 마찬가지로 계속 적 미사일이 자신의 옆구리 방향을 향하도록 해야 하므로 결과적으로 전투기는 큰 원을 그리며 선회하게 됩니다. 먼 거리에 있는 미사일을 상대로는 현란한 급기동을 해봤자 아무런 소용이 없습니다. 수십km 떨어져있는 미사일입장에서는 각도변화가 크지 않으니까요.
빨간건 미사일,파란색은 전투기의 경로
빔 기동의 또 하나의 이점은 적 펄스-도플러 레이더를 속일 확률이 높아진다는 점입니다. 아시다시피 현용 대부분의 대공레이더는 펄스-도플러 방식을 사용하여 적기를 찾습니다. 좌우로 횡단하는 표적은 지면과 상대속도가 비슷해지므로 레이더는 땅이나 산정상으로 간주하고 그냥 무시해버릴 가능성이 있습니다. 이것도 적기가 정면에서 올 때, 어떤 레이더가 어떤 주파수를 쓰고 있느냐, 또 거리문제도 있고...이런 여러 조건들하에서지만.
미사일 가까이서 보니 정말 크죠?
저것이 채프입니다. 전투기에서 채프 뿌리는 사진은 도저히 구할수가...-_-;;
여기에 더하여 채프를 뿌리게 되면 적 미사일은 채프와 적기를 혼동할 가능성이 더 높아집니다. 채프란 레이더에 크게 반사되는 알루미늄 조각들입니다. 적의 전파를 효율적으로 반사시키기 위해선 적의 전파파장에 맞추어 채프의 길이를 잘라야 할 필요가 있습니다. 그래서 한때는 적의 전파를 수신하여 그 파장을 분석,그 자리에서 고속으로 채프를 잘라서 배출하는 시스템도 개발되었습니다만, 이런 장비는 복잡하고 부피가 크므로, 지금은 미리 적의 전파 정보를 입수해 둔 뒤 그 전파 파장에 맞게 채프를 잘라 놓습니다. 물론 적이 사용하는 전파파장이 여러개라면, 여러 길이의 채프를 준비해두면 됩니다. 현재는 공중에 더 오래 떠있도록 하기 위해 유리섬유에 알루미늄을 입힌것도 사용합니다. 채프는 공중에 뿌려지면 레이더에 크게 보이기는 하지만 움직임이 거의 없게 됩니다. 그래서 단순히 레이더반사가 큰 표적을 쫓는것이 아니라 상대속도 등도 파악하는 레이더라면 채프를 걸러낼 가능성이 높아집니다. 이때 빔 기동을 하면서 채프를 뿌리면 채프도 빔 기동하는 전투기도 적 레이더 입장에서는 상대속도가 똑같아지므로 둘을 구분 못할 가능성이 더 높아집니다. 이 채프와 전투기의 속도차이 문제를 해결하는 방법이 바로 견인식 디코이입니다. 디코이란 일종의 미끼란 의미인데 항공기가 긴 줄 끝에다 강한 전파를 발신하는 미끼를 끌며 날아갑니다. 그러면 적 미사일이나 레이더는 줄 끝에 달려 있는 미끼가 진짜 목표물인줄 알고 이쪽을 향하게 되지요.
빔 기동과 ECM 장비를 같이 켜는 것도 방법이겠지만 이것은 좀 제한됩니다. 의외로 많은 전투기들은 ECM가능 영역이 정면과 후면이며, 측면이 아니기 때문입니다. 사방을 모두 커버하게 만든다면야 좋겠지만 전투기라는 한정적인 크기의 기체에 모든 영역을 다 커버하는 ECM 장비를 넣는것도 쉬운일이 아니죠. 유로파이터는 내부의 레이더가 360도 회전을 해 전 방위를 커버한다 합니다.만약 미사일을 빔기동으로 회피하는데 실패하였다면 최후의 수단으로 급선회가 남았습니다. 이것은 비례항법으로 날아오는 미사일을 계속 선회하게 만들어 다시 방향을 전환하여 나를 향해 날아오게 되더라도 빗나갈 확률을 높이는 한편, 운이 좋으면 순간적으로 적 미사일의 시야각 바깥으로 아예 벗어날 수 있기 때문입니다.
일단 시야각을 벗어나게 되면 대부분의 미사일은 재포착이 어렵습니다(라고는 해도 요근래는 재포착기능이 추가된 미사일도 자꾸 늘긴 합니다.) 하지만 이 기동 역시 영화에서처럼 배럴롤과 급선회를 섞어가며 서커스기동을 하는것이 아니라 한 두번의 선회로 끝납니다. 일반적으로 비례항법 유도방식의 미사일을 상대할때는 처음에는 적 미사일에서 벗어나려는 방향으로 급선회를 하다가, 한 순간 갑자기 반전하여 다시 적 미사일쪽 방향으로 선회하는 S자 기동이 유용한 것으로 알려져 있습니다. 다만 이것도 적 미사일과의 상대적인 거리, 고도등에 따라 달라지는데다가 미사일 연구개발자들도 놀고 먹는것이 아니어서 더 복잡한 유도조종기법을 섞어 넣음으로써, 이런 급기동으로 미사일을 피하는 것을 어렵게 만듭니다.
미사일을 피할때 그냥 마음대로 막 선회하는 것이 아니라, 실제로는 미사일의 속도와 거리에 따라 최적의 타이밍이 따로 있습니다. 문제는 조종사 입장에서는 그 타이밍을 잡기가 매우 어려운데, 앞서 말씀드린대로 대체 미사일이 얼마나 나한테 접근했는지 아는것조차 쉽지않기 때문입니다.
요즘 미사일들 정말 구름운이 거의 없습니다.
베트남전같은 시절에는 미사일의 연기를 보고 피할수 있었는데 그것도 단거리 미사일에서나 통하는 이야기이고 중장거리 미사일은 연기도 없이 날아오기에(미사일이 발사된 후 보통 5~10초정도가 지나면 로켓모터가 꺼지고,그 후론 관성력으로 날아옴.그래도 그 속도는 마하3~4)때문에 눈으로 포착하기가 매우 힘듭니다. 게다가 최근에는 저연,무연로켓이 대세가 되다보니 최신형 미사일은 로켓연기가 잘 보이지도 않습니다. 그래서 센서의 힘을 빌려야 하지만 앞서 말씀드린대로 전투기에 탑재된 ‘미사일접근경보센서’는 대부분 방향만 탐지가 가능하고 미사일의 거리는 알수가 없습니다(꽤 근접하면 거리,고도까지 모두 알수있다고 합니다만 방어자 입장에서는 여러모로 불리해지는 게임이지요.)
모든 조종사들은 미사일을 회피할때 반드시 미사일이 어디서 날아오는지 눈으로 보면서 피합니다. 실전에 투입되었던 파일럿의 말로는...야간에 미사일이 다가오는걸 보면 빨간 담배불씨같은게 빠르게 접근한다고 합니다. 허나 로켓점화가 끝난 미사일이 다가온다면 아예 보이지도 않겠지요. 미사일이 근처를 스쳐 지나갈땐 미사일 모터소리까지 다 들린다고 해요.
물론 미사일의 명중률이 100%는 아니며 이러한 회피기동과 ECM,채프,플레어(마그네슘과 몇가지 물질의 혼합물로 1500~2300도의 열을 발생시킴.전투기 뒤꽁무니 엔진부분의 온도가 보통 900~1200도)의 사용으로 미사일의 명중률은 더더욱 떨어집니다. 허나 요즘 열추적미사일(ASRAAM,AIM-9X등등)들은 적외선센서로 적기의 이미지를 포착하여 그 형태만을 쫒아가기에 플레어가 아무 소용이 없습니다. 그래서 근거리에선 명중률(90%이상)이 높은 열추적 미사일을 씁니다(AA-10같은 레이더,적외선중에서 양자택일이 가능한 미사일도 있습니다. 결국 조종사는 2개의 미사일이 날아오면 1개는 레이더,다른 하나는 적외선 추적방식으로 날아올 수 있을므로 채프와 플레어를 모두 뿌려야만 합니다.
이것이 바로 플레어입니다. 그리고 아래사진의 노란색 부분은 플레어가 발사되는 곳입니다.
보통 전투기가 정말 별의별 짓을 다하면 아주 낮은 확률이지만 처음 미사일 한발 정도는 피할수 있습니다. 그래서 선제공격자 입장에선 그 확률조차 더 낮춰버리기 위해 가능한 높은 고도와 속도(미사일에 운동,위치에너지를 최대한 가해주고 사거리를 증가시키기 위해)에서 동시에 2발의 미사일을 발사합니다. 미공군은 이때의 명중률을 95%로 봅니다(실전에선 여러가지 이유로 그 정돈 안나왔지만.) 방어자에겐 절망적이게도, 적 미사일을 용케 한번 피했다 해도 회피기동을 비롯한 방어대응을 하다보면 비행기는 속도와 고도,그리고 공격위치 또한 잃게 되어 죽을때까지 방어만 하게 됩니다. 먼저 "선빵"을 날린 입장에서는 미사일이 계속 빗나가도 유리한 위치에서 전투를 이끌어갈 수 있기 때문에 너도나도 선빵을 날리겠다고 미사일 사거리를 늘리고, RCS(레이더에 탐지되는 면적)를 줄이고,ECM장비를 추가하는겁니다. 여기에 대한 대응으로 각 나라들은 공대공 미사일의 사거리를(듀얼펄스로켓을 쓰건,램로켓을 쓰건) 늘리는 한편으로 미국은 스텔스(요근래는 러시아와 중국도 여기에 가세했죠)를, 유럽은 소위 말하는 세미스텔스와 ECM장비를 추가하는 방향으로 나가게 된겁니다.
그렇다면...만약 적기가 중,장거리에서 미사일을 발사했을때 즉시 회피기동하지 말고 용감하게 적기를 향해 나아가 미사일을 날리면 어떤 결과를 얻을까. 미사일을 발사했다면, 적기에게 매우 근접하기 전까진 계속 유도를 해줘야 합니다. 하지만 내 미사일을 적기에게 거의 유도할때 쯤이면 난 이미 죽어있거나 바로 코앞의 적 미사일을 피하느라 유도를 못해주게 됩니다. 그럼 적기를 향하던 내 미사일은 더 이상 유도명령을 받지 못하므로 길 잃은 미아가 됩니다. 만약 살아남아 계속 앞으로 나간다 해도 적은 나의 멍청함을 비웃으면서 나의 사거리밖으로 무조건 튈것이 자명합니다. 행여 적기가 나와 싸우기로 작정하고 달려들어도, 객관적으로 내가 이길 확률은 매우 낮습니다.
적이 먼저 나를 탐지하고 선제공격을 했다는건 나보다 우월하다고 봐야합니다. 더 뛰어난 무기를 가졌거나 전장상황을 더 잘 인식하거나 말입니다. 그런 우월한 적을 상대로는 유리하지 않으면 무조건 튀어야지 안그럼 국가에 큰 손실만 안겨줄 뿐입니다. 피할곳도 숨을곳도 없는 현대의 해전과 공중전에선 서로의 조건이 똑같아지고 변수가 없다보니(날씨빼곤 거의 없습니다. 기상상황이 안좋으면 적아 모두의 전장상황 인식력이 떨어지는건 마찬가지) 약간이라도 우월한 성능의 무기,물량을 가진쪽이 별 피해없이 다른쪽을 아예 전멸시킵니다. 그래서 절대로 동일한 조건하에선 강자와 붙지말고 선택과 집중으로 적을 각개격파해야 합니다. 실제로 몇몇 용감한(?) 이라크 파일럿들이 미공군기들이 발사한 미사일이 날라오는데도 회피기동을 하지않고 앞으로 전진하다 모두 죽었습니다. 하긴 그들 대부분이 미사일의 유효사거리안에 있었기 때문에 어차피 먼짓을 해도 미사일의 사거리밖으로의 탈출은 불가능하긴 했습니다(미사일 유효사거리안에 들어갔다면 36계 줄행랑쳐도 절대로 빠져나갈 수 없습니다. 암람같은 경우 사거리가 100km이상에 유효사거리는 60~80km정도. 상대가 내 앞에서 도망간다면 대략 60km안에서,나를 향해 날아오면 80km안에서 발사하면 상대는 즉시 전속력으로 도망쳐도 못빠져나감. 단 상대가 나보다 높은 고도에 있을 경우 미사일의 사거리는 줄어듬. 최신형 공대공미사일 암람D형은 사거리가 훨씬 더 늘어났다고 알려져 있음)
요즘은 상대편 레이더에 걸리지 않기위해 초저고도 비행으로 적에게 접근하는 방식이 큰 효과를 주지 못합니다. 상대가 조기경보기를 보유하고 있다면 말입니다. 따라서 제공권을 장악하려면 가장 먼저 상대의 조기경보기들을 모두 격추시켜 그들을 장님으로 만드는것이 우선입니다. 그래서 항상 조기경보기는 아군기들의 엄호를 받습니다.
적의 영공에서 저공비행했다간 언제든지 지대공 미사일에 격추될 수 있습니다. 지대공 미사일은 아래쪽에서 날아오므로, 전투기의 RWR경고음이 울리면 조종사는 속도와 고도를 최대로 높이며 수시로 전투기를 옆으로 기울이거나 아래쪽으로 한바퀴 돌면서 지상을 살핍니다.
지금까지 전투기가 미사일을 어뜨케 피하는지 설명했는데 마지막으로 한 마디만 덧붙여서...
미사일 피하는데 전투기의 기동성은 큰 의미가 없습니다. 전투기가 아무리 날고 기어도 절대로 미사일의 기동력을 능가하지 못하며 미사일을 피할수 있을만큼의 중력가속도를 인간이 못 견디기 때문입니다. 아쳐(러시아 공대공미사일)만 되도 중력가속도를 증가시켜(각속도를 증가시켜) 피하는 것은 불가능합니다. 그러기 때문에 시커를 혼란시키려 하는거고 그전에 그런 상황을 만들지 말아야 하는겁니다. 기동성은 내가 적의 가관포 사거리안에 들어가려고 할 때, 또는 아직 나의 기관포 사격거리 안으로 적이 확실히 들어오지 않았을 때 전세를 역전시키거나 최소한 살아나오기 위해 필요한 것이지 미사일을 피하기 위한 기동력이라...유효사거리 내에선 사실상 불가능입니다.
