인천함의 "SMART-S Mk.2" 3차원 대공 레이더 이야기

 

예. 지금부터 설명드릴 레이더는 탈레스사의 중거리 3차원 레이더 입니다. 탈레스사가 선보인 전자주사식 AESA 레이더며 한국의 삼성 탈레스가 생산면허를 가지고 있는 한국형 이지스 AESA 레이더라고 하지요. 지금부터는 과연 탈레스사의 SMART-S Mk.2 레이더가 과연 이지스함의 효과를 보여줄수 있는 충분한 능력이 되는가를 이야기 해 보고자 합니다. 참고로 뒤에 보이는 거대한 레이더는 독도함에 설치되어 있는 스마트-L로 L밴드 주파수를 사용하며 장거리 탐지용으로 뛰어난 성능을 보여준다고 합니다.

일단 이 스마트-S 마크2의 속을 좀 들여다 보도록 하겠습니다. 

 

 

네, 이것이 스마트-S 마크2 레이더의 전자회로 입이다. 쉽게말해 전파를 발산하는 송신기 이죠. 보시는바와 같이 강한 전파를 발산하는 작은 모듈의 다량 배치되어 있는것과 차이가 있습니다. 이것을 선배열 레이더라고 합니다. 이런식의 레이더의 알고리즘의 경우 저 선배열 모듈 한줄 한줄이 전파를 발산하며 이것들이 모여서 여러 개의 레이더 전파들이 부채꼴 형태로 쌓아서 쏘는 방식의 레이더를 기계식으로 회전시키게 되면서 스켄으로 적의 이동방향과 고도등을 분서해 3차원 적인 레이더 정보를 산출해 낼수 있게 되는것이 이 스마트-S 선배열 전자주사식 AESA 레이더의 방식이라고 말씀 드릴수가 있습니다.

 

 

왼쪽이 2D 레이더, 오른쪽이 3D 레이더 입니다. 2차원과 3차원 레이더의 차이를 간단히 한마디로 설명해 드리자면 쉽게말해 방위만을 산출하느냐 아니면 방향을 산출하느냐에 대한 차이 입니다. 방위라 함은 2차원적 개념으로 자신이 위치한 지점을 기준으로 목표뮬의 상대적인 위치를 나타내는것 입니다. 즉 2차원 레이더의 경우 [방위+고도] 만을 산출할수 있는 반면에 3차원 레이더의 경우 방위와 같은 요소들은 물론이고 추가적으로 고도와 거리와 같은 더욱 세부적인 데이터를 산출해 낼수 있습니다. 즉 [방위+ 거리 = 방향] 이며 [방위+고도+거리= 방향+거리] 가 되는것이죠. 즉 이것이 3차원 레이더의 개념 입니다. 2차원 레이더가 산출할수 없는 목표물의 고도와 같은 더욱 세부적인 데이터를 뽑아낼수 있으니까요. 사람,차량,수상함의 경우 2차원적 이동뿐이 하지를 않습니다. 쉽게말해 위 아래로 움직이질 않는다는 것이죠. 즉 고도에 대한 개념이 없습니다. 하지만 전투기나 미사일의 경우 3차원적 기동을 하죠. 전방위 하고로 상,하 운동이 가능하다는것 입니다. 즉 공중목표에 대해서 어떤 레이더가 더 적합하냐는 질문에는 답이 나와있는 것이죠.

이제부터 인천함이 이지스함의 역활은 커녕 호위함으로서 함대방공은 고사하고 개함방공마저 힘겹다는 이야기에 대하여 말씀 드리도록 하겠습니다.

사실 인천함이 말만 호위함으로 붇혀놓고 아쉬운점이 한두가지가 아니라는 것이죠. 애초에 울산함과 포항함을 대채하기 위해 빠른 속도와 그때문에 낮은 가격을 기반으로 설계되어진 함이라는 전제가 있기는 합니다만 아무리 보아도 호위함이라는 이름에 걸맞는 전함은 아니라는 부분에 대한 생각이 많이 듭니다.

지금 말씀드릴 부분은 레이더 지만 사실 인천함의 문제점이 레이더만이 아닌게 현실이긴 합니다만 배치-2와 배치-3를 거치면서 지금보다 나아질 것을 기대하는 수 뿐이 없을것 같습니다.

 

 

예, 스마트-S 레이더는 회전을 하므로 전방위 감시를 진행합니다. 360도를 회전하며 전파를 발산해 훍고 가는 것이죠. 그로 인해 훍고간 곳에서 잠깐동안 데이터가 전달되는 것이고요. 저가 오른쪽 사진에 어설프게 그려넣은것을 보시면 초록색의 부채꼴 모양이 보이실것 입니다. 즉 이런식으로 일정한 방향에만 전파를 발산하는 안테나를 회전시키는 원리죠. 

 

 

현대의 대부분의 대함미사일 표적은 표적함의 레이더에 발각되는 면적을 줄이기 위해서 수면에 스치듯이 날아가는 시스키밍 기동을 구사합니다.

이렇기 때문에 시스키밍을 구사하는 대함미사일을 장거리에서 탐지하기는 어렵게 됬습니다. 탐지하기 위해서는 수평선 안으로 모습을 들어내야 그때서야 레이더 파가 시스키밍하는 대함미사일을 탐지할수 있는 확률이 증가합니다. 지구는 "구" 형태로 흔히들 알고 있듯이 둥굽니다. 둥굴둥굴 하죠? 그렇기 때문에 전파가 수평선을 넘어가게 되면 굴곡진 구 형태로 인해 레이더 전파는 수평선 너머의 존재하는 물체에 다을수 없습니다. 고로 수평선 너머의 목표를 탐지하기 위해서는 대잠헬기등을 동원해 헬기에서 확보한 목표물의 정보를 데이터링크를 통해 전달받거나 조기경보기의 데이터를 받는 수단이 있습니다만, 제한적이고 여이치 않은 상황에서는 함의 자체적인 능력만을 가지고 임무를 수행 하여야 합니다. 고로 함의 레이더가 가장 중요한 역활을 하게 되는 것이죠.

 

 

위에서 말씀드렸다시피 시스키밍 하는 미사일을 대응하기 위해서는 조기경보기나 헬기를 이용하여 더 장거리에서 탐지하는 부분이 있고 다른 방법은 함선 자체가 미사일을 탐지해 빠른 대응속도를 통해서 교전기회를 늘려 방어를 수행하는것이 관건이 될수가 있습니다. 이 점에선 360도 회전하는 방식의 레이더는 불리해 질수가 있는데요, 일반적으로 알려진 초음속 대함미사일의 경우 발견 거리에서부터 도달하는대 까지 스마트-S 마크2 레이더의 교전기회는 1회에서 제한적인 2회의 교전기회를 먿게 되는데 2회 교전기회를 위해서는 레이더의 빠른 갱신속도에 달려 있습니다. 하지만 360도를 회전하는 스마트-S 마크2 레이더의 경우 타임로스가 발생하기 때문에 빠른 갱신속도를 기대하기 힘들고 결국은 1회의 교전기회 뿐이 가질수 없게 됩니다.

 

 

이 녀석은 스마트 레이더와 같이 탈레스社에서 개발한 통합마스트 IMM 레이더의 하나로 4면 고정식 위상배열레이더 레이더의 일환이며 이런식의 고정식으로 배열했을 경우 스마트 레이더가 회전하면서 발생하는 타임로스를 제거하게 되면서 1~2회의 교전기회를 만들어 낼수 있게 되는 것이다. 이것으로 높은 대응능력을 확보할수 있게 되는것이 고정식의 장점이라고 할수 있으며 또한 마스트 최상부에 3차원 탐색레이더를 설치하게 되므로서 더욱 먼 거리에서 부터 미사일 접근을 인지해 초기대응 속도를 높아지는 장점도 있으며 기존 마스트의 경우 최상부에 3차원 레이더 장착이 어려운 면이 있었지만 탈레스社의 I-MAST 계열의 경우 고적식 배열을 위해 마스트 자체가 두껍고 튼튼하며 비교적 대형의 3차원 레이더를 설치하게 된다 하여도 큰 무리가 없다는 점도 있습니다. 다만 이런경우 안정성이 나빠지는 단점이 있습니다만 함선의 폭을 넓히면서 극복하곤 합니다. 또한 대형 선체이면 상관이 없게되죠. 광개토함과 비슷한 크기의 인천함으로는 충분히 감당할수 있는 부분이라고 생각되네요.

 

 

때문에 달레스社에서는 수많은 바리에이션들을 만들어 패키지로 판매하고 있으며 구매자는 원하는 수준의 마스트를 구매하여 달면 됩니다. 또한 이지스나 APAR 같은 고가의 시스템을 구매하기 힘든 국가의 함선에 장착하기에 상당히 괜찮은 제품이며 또한 다양한 센터들을 통합하여 운용하는 관계로 탐지능력 또한 뛰어난 편에 속하는데 이러한 탐지능력을 이용해 함선이 잠수함의 잠망경의 노출등을 파악할수 있는 엄청난 해수면 추적능력을 가지게 되어서 한국과 같은 위험한 대잠수함 공격에 노출되어 있는 부분에서 좋은 선택지가 될수도 있었다고 생각하며 앞서 설명 했듯이 다양한 바리에이션이 있기는 하지만 어차피 돈좀 있는 호갱님의 요구에 따라서 그때 그때 맞춤형태로 제작되는 것이기 때문에 원한다면 어떠한 형태로든 마개조가 가증합니다. 사실 이 부분이 I-MAST의 가장 큰 장점이기도 하지만요. 

사실 탈레스社 아찌들이 한국의 FFX 사업과 이순신급 성능개량이나 신규건조에서 I-MAST를 어필하고 있지만 관심도 없는듯 싶네요... 하긴 그러니 인천함을 저지경으로 만들어 놨겠지.. 배치-2와 배치-3에는 어떤 모습일지 모르지만...