22.03.09 방위산업 소식

KF-21용 AESA 레이다 국내 비행시험 착수 외 3건

2022.03.09 | 조회 822 |
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쉘든의 밀리터리

다양한 국방 관련 정보들을 소개합니다.

KF-21용 AESA 레이다 국내 비행시험 착수

KF-21 AESA 레이다 시험항공기(FTB)
KF-21 AESA 레이다 시험항공기(FTB)

방위사업청'223월 중순 경 KF-21 AESA(Active Electronically Scanned Array) 레이다의 성능을 사전에 검증하고 보완하기 위한 시험항공기(Flying Test Bed)의 국내 비행시험에 착수할 예정이다. 시험항공기(식별부호 ZS-TFJ)는 남아프리카공화국 요하네스버그의 란세리아 국제공항에서 3월 2일 출발하여 3월 5일 인천국제공항에 도착했다.

KF-21 AESA 레이다 시험항공기(FTB)
KF-21 AESA 레이다 시험항공기(FTB)

국방과학연구소와 한화시스템은 남아프리카공화국에서 B737-500을 리스·개조해 시험항공기를 확보하고, '21년 11월부터 12월까지 총 10소티의 비행시험을 통해 레이다의 가장 핵심 성능인 최대 탐지거리 등, 기본적인 레이다의 기능 및 성능 시험을 마쳤다. 금번에 착수하는 비행시험은 전투기 탑재용 AESA 레이다의 최초 개발에 따른 위험을 완화하고 개발 소프트웨어 최적화를 목적으로 실시하는 것으로, KF-21 탑재용 AESA 레이다를 시험항공기에 장착하여 국내 환경에서 수행하는 최초의 비행시험이다.

FTB에 장착된 KF-21 AESA 레이다
FTB에 장착된 KF-21 AESA 레이다

비행시험은 총 50회 비행을 통해 약 62개의 항목을 테스트할 예정이며, 공대공 모드의 탐지·추적 기능 및 성능시험과 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상 획득 등의 설계 검증을 수행할 예정이다. 국내 시험항공기 비행시험은 개발시험평가를 포함하여 내년 4월까지 진행하며, 이후 '26년 상반기까지 KF-21 시제기에 탑재하여 개발 및 운용시험평가를 수행할 예정이다. 또한, KF-21에서 추가적으로 요구하는 지형추적 및 회피기능의 시험을 위해, FTB를 활용해 남아프리카공화국 및 국내에서 약 50소티 가량 추가 비행시험을 수행할 예정이다.


BAE Systems, Storm EWTM 모듈 출시

BAE Systems는 전세계의 미군 및 동맹군의 전투 플랫폼을 위해 최첨단 맞춤형 공세 및 방어 전자전(EW) 임무 능력을 제공하도록 설계되어 운용성이 높은 Storm EWTM 모듈을 출시했다. Storm EW 모듈은 입증된 공통 핵심 아키텍처를 사용하여 소프트웨어 기반 전자전 능력 제공을 가속화하며, 군이 현재의 복잡한 임무 수행에 필요한 상황 인식, 생존성 및 전자전 능력을 제공한다.

Storm EW 모듈은 오늘날 가장 발전된 전자전 체계에서 검증된 기술을 활용하는 모듈화된 고성능 전자전 체계이다. Storm EW 모듈의 확장 가능한 설계는 고정익 및 회전익 항공기, 무인 항공기 및 유도 미사일을 포함하는 다양한 항공 플랫폼에 최적화 및 통합될 수 있는 신뢰할 만한 하드웨어 베이스라인(Hardware Baseline)을 제공한다.

첨단 플랫폼 애그노스틱 전자전 능력을 탑재한 다목적 Storm EWTM Module
첨단 플랫폼 애그노스틱 전자전 능력을 탑재한 다목적 Storm EWTM Module

BAE Systems 부사장겸 전자전 솔루션 총괄인 Jerry Wohletz 박사는 “군은 신호 밀도가 높은 환경에서 전자기 스펙트럼 우위와 기동의 자유를 유지하기 위해 EW에 대한 혁신적인 접근이 필요하며, Storm EW 모듈은 빠르게 진화하는 위협에 대응하기 위한 기술적 우위와 신속한 소프트웨어 재구성(Reprogramming)을 가능케 한다”고 말했다. 

Storm EW 모듈은 수출가능하고 경제적인 제3자 소프트웨어 및 프로그래밍을 허용하는 확장성과 적응성을 갖춘 EW 솔루션에 대한 미 국방성의 비전에 부합한다. BAE Systems는 구성품이 공유되고 맞춤형으로 구성할 수 있는 공통 아키텍처를 만들어 다양한 소요를 충족하고 구성 과정(Build Process)을 간소화하며 수명주기 비용을 낮추기 위해 파트너 및 미 국방성과 긴밀히 협력했다. Storm EW Module에 대한 작업은 매사추세츠주 벌링턴, 뉴햄프셔주 맨체스터, 뉴햄프셔주 메리맥, 뉴햄프셔주 내슈아, 뉴저지주 웨인 및 텍사스주 오스틴에서 수행되고 있다.


초소형 군집로봇 패키지 과제 착수

국방기술진흥연구소(국기연)37(), 초소형 지상로봇 군집운용 통제기술무기체계 패키지형 핵심기술 과제 착수회의LIG넥스원 판교R&D센터에서 개최한다고 밝혔다. "초소형 지상로봇 군집운용 통제기술('22.11~'27.10)" 과제는 초소형 로봇이 적진에 은밀히 침투하여 감시·정찰 임무를 수행하기 위해, 개미나 벌과 같은 초소형 생체를 모방한 메커니즘을 로봇에 적용하여 군집으로 운용 및 통제하는 기술을 개발하는 과제로서, 향후 초소형 정찰로봇 개발사업 등에 적용하는 것을 목표로 하고 있다

세부과제는 "초소형 지상로봇 플랫폼 기술(응용연구, 서울대학교)", "초소형 군집로봇 상황/환경 인지 기술(응용연구, 한국전자통신연구원)", "초소형 군집로봇 통신/네트워크 기술(시험개발, LIG넥스원)", "초소형 군집로봇 주행제어 기술(응용연구, KAIST)", "초소형 군집로봇 임무계획/할당 기술 및 체계 통합(응용연구, LIG넥스원)"까지 총 5개이며, 프로그램 예산은 288.1억원이다.

초소형 로봇은 적지종심지역으로 침투하는 특수작전부대 또는 수색정찰부대와 같이 전투원의 은밀한 침투와 감시정찰 임무를 수행하고, 도시지역작전 시 분·소대급 이하 소부대의 전투원 개인이 휴대하여 구조물에 의해 발생하는 사각지역을 극복하고 건물 내부 상황 파악에 활용할 수 있다. 또는, 보병 또는 기갑·기계화 부대가 선도정찰 형태로 무인 로봇 투입 시 적에게 노출을 최소화하며 핵심표적을 식별하는 용도로 사용 가능하다.

이러한 초소형 로봇이 핵심표적에 대한 감시, 정찰, 추적 임무를 수행할 때 최적의 임무 효과를 달성하기 위해서는 다수 로봇의 군집운용 능력이 필요하다. 군집운용 기술을 적용하면 건물지역에서 기동부대에 대한 선도정찰 임무 시 구조물에 의해 발생하는 다수의 사각지역을 동시에 정찰하고 위험요소를 식별할 수 있으며, 특히 공중감시자산과의 협업을 통해 지상로봇의 한계를 극복하고 임무효율을 극대화할 수 있다.

LIG넥스원은 초소형 지상주행 플랫폼 · 초소형 지상-도약 복합거동 플랫폼 · 초소형 공중-벽면 복합거동 플랫폼 · 초소형 공중-지상 복합거동 플랫폼까지 총 4개의 초소형 로봇 플랫폼을 제작한다. 각 플랫폼은 지상-공중 다중경로 MANET(Mobile Ad-hoc NETwork)을 구성하여 통신하고, 운송 로봇에 의해 임무 지역까지 이동할 수 있다. 중간단계(1~3년차)에는 20대 수준의 소형 지상로봇과 4대의 통신중계드론을 제작하고, 종료단계(4~6년차)에는 30대 이상의 초소형 지상로봇과 4대의 통신중계드론을 제작하여 군집운용 통제기술을 실증할 예정이다.

20216월 핵심기술 제안서 공고 이후, 제안서 평가를 통해 본 과제를 수행할 기관으로 LIG넥스원()이 주관하고 서울대학교, 한국전자통신연구원(ETRI), 한국과학기술원(KAIST)이 참여하는 컨소시엄이 선정되었다국방생체모방자율로봇 특화연구센터('13~'21)를 운영하며 연구를 수행했던 서울대에서 다종의 초소형 지상로봇 플랫폼을 개발하고, 국내 최고 수준의 정출연과 학계, 기업이 군집 제어 및 임무 수행을 위한 기술개발에 참여함으로써 향후 초소형 정찰 로봇의 군사적 활용성 극대화에 기여할 수 있도록 개발할 계획이다. 또한 본 과제의 성과는 산업용 로봇 분야에도 직접 활용될 수 있을 것으로 기대된다.


국방과학연구소, 충격 활성식 소형·고출력 열전지 개발

국방과학연구소(ADD)는 "초소형 열전지 개발('18.11~'21.10)" 응용연구를 통해 포탄의 발사충격에 의해 스스로 작동하는 충격 활성식 소형·고출력 열전지를 국내 최초로 독자 개발했다. 이를 통해 별도의 외부전원 공급이 없는 유도포탄체계에도 열전지 탑재가 가능해져 관련 무기체계의 성능 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다.

열전지는 비축전지의 일종으로, 밀봉 상태의 상온 조건에서 이온 전도성 및 부식성이 거의 없는 고체 전해질을 사용하여 성능열화 및 자가방전을 차단하고, 필요한 시점에 점화장치로 고체 전해질을 용융시켜 전력을 생성한다. 10년 이상 장기 보관이 가능하며, 전지의 구조와 제조공정이 단순하고, 높은 신뢰성과 비출력(W/kg) 특성이 있어 유도탄 등 군사적 용도로 널리 활용된다.

포탄용 열전지는 포 발사 환경에서만 작동해야 하고, 포 발사시 수반되는 후진관성력 외에는 비활성 상태가 유지되어야 한다. 기존에는 외부 전원에서 공급받거나 소형 압전소자를 이용한 전기식 착화장치가 주로 연구되었으나, 많은 공간이 필요하고 신뢰성이 낮아 포탄에는 적합하지 않았다.

ADD는 "열전지용 박막전극 및 전해질 기술('14.07~'17.06)" 과제에서 개발한 에너지밀도 159 Wh/l 이상의 박막 전극재료 및 활물질을 기반으로, 내충격·고강도 전극과 기계식 착화장치를 적용한 충격 활성식 초소형 열전지를 개발했다. 기계식 착화장치는 비작동 조건을 구현하기 적합하고, 포 발사 시 수반되는 후진관성력을 이용하므로 별도의 외부전원이 불필요하고, 소형화에 유리하다.

충격 활성식 초소형 열전지
충격 활성식 초소형 열전지
강선포탄용 / 고내충격 기계식 착화장치
강선포탄용 / 고내충격 기계식 착화장치

회전력과 후진관성력을 통해 활성화되는 강선포탄용 기계식 착화장치와 전단판과 스프링을 이용해 사격 시 후진관성력으로 활성화되는 고내충격 기계식 착화장치를 개발했으며, 다양한 고충격 환경에서 열전지의 성능 및 구조안정성을 검증했다. 특히 포 발사충격 모사를 위해 가스건을 활용한 발사시험을 수행하여, 30,000G 이상의 가속도에도 열전지가 정상적으로 작동하고 구조적으로 안전한 것을 확인했다.

포 발사충격 모사를 위한 탄자 충격시험
포 발사충격 모사를 위한 탄자 충격시험

일반적으로 155mm 포탄 사격 시 15,000G 이상의 높은 충격이 발생하는 것을 감안할 때, 개발된 초소형 열전지의 내충격 성능은 정밀유도포탄에 적용 가능한 수준이라 할 수 있다. 후속 시험개발 과제로 "유도포탄용 관성활성식 소형 열전지 개발('22~'25)"이 준비 중에 있으며, GPS/INS 유도포탄은 체계개발을 거쳐 2030년대에 들어서면 상용화될 것으로 전망된다. 


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