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[한국국방기술학회 공동 기획 최신 국방과학 연구동향 ] 인명 손실 최소화하고 전투 효율 높아 운용 확대

기사입력 2022. 05. 20   16:59 최종수정 2022. 05. 20   17:22

한국국방기술학회 공동 기획 최신 국방과학 연구동향
미래 전장은 유무인협업(MUM-T)의 시대
 
저출산·고령화로 병력자원 감소
감축 병력 대체 무인전투체계 부각
 
적 표적 실시간 분석·전달 ‘AI지휘’
미 아프간전 아파치+무인기로 성과

 
유무인 전투체계 한 팀 이뤄 시너지
각국 6세대전투기 기본사양 개발 경쟁
향후 무인·무인 협업으로 발전 예상


가까운 미래에 등장하게 될 AI 기반의 스텔스 무인전투기는 유인전투기를 초월하는 전투능력을 발휘할 수 있을 것으로 예상된다. 사진은 유무인 전투기가 연합작전을 펼치는 모습.  사진=미 공군 홈페이지
현재 미국 보잉사가 호주 공군과 함께 개발 중인 로열 윙맨 스텔스 무인전투체계. 사진=보잉사 홈페이지

한국군의 미래 전장 환경

한국군의 미래 전장 환경이 크게 달라질 것이라는 데 이견을 내는 전문가는 찾아보기 힘들다. 최근 가속화하는 저출산 및 고령화로 병력자원이 감소하면 미래전에서는 감축된 병력이 수행하던 임무를 대체할 무인전투체계의 군사적 운용이 확대될 수밖에 없다.

현재 우리나라의 많은 가정이 한 자녀만 두고 있다. 즉, 우리 병사 한 명이 피해를 입으면 그것은 오롯이 한 가정의 피해로 이어질 수 있다는 것을 의미한다.

따라서 인명 피해를 최소화하는 것은 전쟁 대비에서 가장 핵심적인 고려 사항이 되고 있다.

한편 미래 전장은 첨단 정보 매체가 등장하면서 정보 공간에서의 우위 확보를 위한 정보 작전의 중요성이 커지고 있다. 적의 표적 관련 정보를 실시간으로 전달하고 분석, 판단하는 첨단 인공지능(AI) 지휘통제체계가 등장하여 지휘관은 많은 시간이 걸리던 지휘결심을 수 분 내에 처리할 수 있게 될 것이다.

이처럼 미래전 양상과 미래 전장 환경 변화에 따라 무인전투체계의 필요성이 증대하면서 전쟁에서 인명 손실의 최소화와 전투 효율성 증대는 매우 중요한 요소가 됐다.

무인전투체계는 주로 실시간 감시·정찰 및 통신 중계, 지뢰 제거 및 폭발물 제거, 해안침투 방어 및 기뢰제거 등에 활용되어 왔다. 최근에는 적 공격 또는 자폭 공격까지 수행하며 적진에서 아군의 인명 피해를 최소화하고, 피탐 가능성을 낮추는 스텔스기술을 적용함으로써 생존성이 크게 향상되는 추세이다.


유무인협업(MUM-T)의 발전

유무인협업(MUM-T)은 2000년대 초반 미 공군이 아프가니스탄에서 고가치 표적 공격 시 발견된 문제점을 보완하기 위해 도입했다.

최초의 유무인협업은 중무장 항공기 AC-130 건십과 무인정찰기 겸 공격기 MQ-1 프레데터(Predator)를 조합하여 운용한 것이다.

이 작전에서 프레데터 무인기는 전자광학/적외선(EO/IR) 카메라를 통해 획득한 영상 정보를 실시간으로 AC-130에 전송했고, 이 영상정보를 바탕으로 AC-130은 고가치 표적을 정확하게 공격할 수 있었다.

미 육군은 아프가니스탄 전쟁에서 AH-64 아파치(Apache) 공격헬기의 생존성을 향상하고, 공격 능력을 높이기 위해 AH-64 아파치 공격헬기와 MQ-1C 그레이 이글(Grey Eagle) 무인기를 조합하여 시험 운용했다. 그 결과 아파치의 피해율이 획기적으로 낮아졌고 공격 능력은 높아지는 성과를 거두게 되었다.

독일은 2018년에 벨(Bell)사의 UH-1D 이로쿼이스(Iroquois) 유인헬기와 UMS 스켈다르(Skeldar)사·제휴업체 ESG사가 제작한 R-350 무인헬기를 이용하여 유무인협업 시연비행을 실시했다. 또 프랑스는 2018년 에어버스(Airbus)사의 H145 유인헬기와 오스트리아 쉬벨(Schiebel)사의 캠콥터(Camcopter) S-100 무인헬기를 이용하여 유무인협업을 시연했다. 호주 해군도 2019년에 MH-60R 해상작전헬기와 보잉-인시투(Boeing-insitu)사 스캔이글(Scan Eagle) 무인기를 이용한 유무인협업을 시험해 보였다.


유무인협업은 6세대 전투기의 기본사양


유무인협업은 현재 군사 강국으로 평가받는 국가들이 개발하는 6세대 전투기의 기본사양이 되고 있다. 최근 미국을 비롯해 러시아·영국·프랑스·독일·스페인·이탈리아·중국·일본 등이 6세대 전투기를 개발하고 있다. 6세대 전투기에는 인공지능(AI), 유무인기 복합운용, 극초음속 엔진, 360도 전방위 공격이 가능한 레이저 무기, 저피탐(스텔스) 성능 향상, 고용량 네트워크 기능 및 전자전기에 맞먹는 전파 방해(jamming) 기능 등의 개념이 추가되고 있다.

미국은 2019년 유인 스텔스 전투기인 F-22 랩터, F-35 라이트닝Ⅱ와 무인 전투기인 XQ-58A 발키리 간의 통신 중계 시험을 실시했다. 미 공군은 향후 적 방공망 지역에 F-22 및 F-35보다 무인 전투기인 XQ-58A 발키리가 먼저 투입돼 적 진영 정찰이나 레이다 및 방공 무기 제거 임무를 수행할 것으로 예상하고 있다.

호주 공군은 2020년 5월 로열 윙맨(Loyal Wingman) 시제기를 처음 선보였다. 보잉과 손잡고 개발한 로열 윙맨은 향후 호주 공군의 F/A-18F, F-35A 전투기를 비롯해 EA-18G 전자공격기, E-7A 공중조기경보기, 그리고 P-8A 해상초계기 등과 함께 유무인협업 임무에 투입될 예정이다.

러시아도 유무인협업 개념 도입을 서두르고 있다. 러시아판 로열 윙맨인 S-70 오크호트닉(Okhotnik)-B는 2024년 러시아군에 인도되어 Su-57 전투기와의 유무인협업을 수행할 전망이다. S-70 오크호트닉-B는 5세대 전투기인 Su-57과 함께 임무를 수행하면서 탐지 범위를 확대하고, 스텔스 성능을 이용한 은밀 침투를 통해 표적 정보도 전송하는 임무를 수행할 전망이다.


향후 발전 방향


유무인협업은 항공기에만 국한되는 개념이 아니다. 바다에서는 이지스함 등 유인 전투함과 무인 수상정, 중대형 잠수함과 무인 잠수정 등에 적용된다. 지상에서는 유인전차와 무인전차, 보병전투장갑차와 지상 전투로봇이 유·무인 ‘연합작전’을 펼치게 된다. 그리고 해병대 상륙작전에서도 유·무인 상륙돌격장갑차가 연합작전을 수행할 수 있다.

유무인협업을 위해 필요한 기술적 제반 사항은 크게 체계통합기술, 데이터링크 기술 및 자율화 기술로 구분할 수 있다.

체계통합기술은 유인과 무인 전투체계의 협업 기능을 수행하는 데 필요한 기술로 시스템 아키텍처기술과 인터페이스기술 및 통신 프로토콜 기술 등이 있다.

데이터링크 기술은 영상데이터와 메타데이터를 단절 없이 실시간 공유하게 돕는 기술이다. 데이터링크 기술을 통해 대용량 정보를 송·수신할 뿐만 아니라 다대다(多對多) 데이터링크를 통해 정보를 여러 명이 공유할 수 있다.

자율화 기술은 무인전투체계의 자율 항법, 자율 임무관리, 자율 상황인식, 자율 의사결정 등을 통해 유인전투체계의 임무를 경감시키고 인력 활용의 효율성을 높이는 기술이다.

그 밖에 주파수 보안기술, 충돌 회피 기술 및 적 전파 방해, 전자 간섭, 전파공격을 방어할 수 있는 항재밍 기술 등이 필요하다.

미래 유무인협업 운용을 위해서는 무인전투체계의 향후 발전 방향을 예측하는 것이 중요하다. 현재는 무인기를 원격제어하는 수준에서 무인전투체계를 운용하지만, 미래에는 무인전투체계의 종류는 더 다양해지고 자율 능력은 향상될 것이므로 유무인 협업뿐만 아니라 무인·무인 협업으로도 발전할 것으로 예상된다.


● 유무인협업(MUM-T·Manned and Unmanned Teaming)

유인전투체계와 무인전투체계가 협업을 통해 한 팀을 이뤄 시너지 효과와 운용 효율성을 높이는 차세대 전술체계이다. 유무인협업(MUM-T)은 단일 전투체계를 통해 얻게 되는 전투 효과 이상의 시너지를 통해 생존성 향상, 치명성 강화 및 지속성 증대 등의 효과를 얻을 수 있다.



조이상 한성대 기계시스템공학과 교수 (사)한국국방기술학회 이사


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