한화시스템, KF-21의 눈 ‘AESA레이다’ 국내 비행 시험 착수
□ AESA레이다 탑재 FTB, 남아공 비행시험 후 국내시험 위해 인천공항 착륙 예정
□ 내년 상반기까지 비행시험 통해 AESA레이다 모든 개발 요구 사항 검증
□ “국내외 비행시험 통해 AESA레이다의 요구 성능 최적화…KF-21의 성공적인 개발 기여 및 글로벌 시장 도전”
한국형 전투기의 ‘눈’ AESA레이다가 국내 비행 시험에 본격 착수한다.
한화시스템(대표이사 어성철)은 한국형 전투기(KF-21)의 핵심 장비인 능동형위상배열레이다(AESA레이다)를 탑재한 시험항공기(FTB)가 국내 비행시험을 위해 오는 주말 인천국제공항에 도착 예정이며, 3월 중순부터 국내 시험에 돌입한다고 밝혔다.
내년 상반기까지 비행시험을 통해 AESA레이다에 구현된 모든 개발 요구 기능 및 성능을 검증할 예정이다. 다양한 비행 시나리오 적용과 반복 시험을 통해 AESA레이다의 완성도 향상 및 신뢰성을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
*시험항공기(FTB: Flying Test Bed) : 비행 연구∙항공기 탑재 장비 테스트를 목적으로 하는 시험항공기
국방과학연구소와 한화시스템은 남아프리카공화국에서 민간항공기(보잉 737-500)를 개조해 AESA레이다를 장착한 FTB를 구축했다. 지난 2021년 11월부터 12월까지 총 10소티의 비행시험을 통해 레이다의 가장 핵심 성능인 최대 탐지 거리 등 기본적인 레이다의 기능 및 성능 시험을 마친 바 있다.
금번 국내 비행시험을 성공적으로 완료하면 AESA레이다의 요구 성능이 잘 준수됐는지 최종 판단 후 KF-21 시제기에 탑재해 추가 비행 시험을 수행할 계획이다. 또한, KF-21에서 추가적으로 요구하는 지형추적 및 회피 기능 시험을 위해 국내 비행 시험 FTB를 활용해 남아프리카공화국 및 국내에서 약 50소티 가량 추가 비행시험을 수행할 예정이다.
어성철 한화시스템 대표이사는 “미국이 AESA레이다 기술이전을 거부한 이후 국내 개발에 대한 우려 속에서도 한화시스템은 방위사업청과 국방과학연구소 등 관계부처와의 적극적인 협력을 통해 AESA레이다 시제기 1호를 성공적으로 출고시키며 레이다 기술력을 입증한 바 있다” 라며, “앞으로 남은 국내외 비행 시험을 통해 AESA레이다의 요구 성능을 최적화 시켜 한국형 전투기의 성공적인 개발에 기여함은 물론 글로벌 시장에 도전할 계획이다”라고 전했다.
한편, AESA레이다는 현대 공중전에서 전투기의 생존 및 전투의 승패를 가르는 최첨단 레이다로 공중과 지상 표적에 대한 탐지, 추적 및 영상 형성 등 다양한 임무를 수행하는 미래 전투기의 핵심 장비다. 기존 기계식 레이다처럼 안테나의 기계식 회전에 의한 방식이 아닌 레이다 전면부에 고정된 천여개의 작은 송수신 통합 모듈을 전자적으로 제어함으로써 빠른 빔 조향이 가능하다. 이에, 넓은 영역의 탐지, 다중 임무 수행, 다중 표적과 동시 교전을 할 수 있다.
한화시스템은 지난 2020년 8월 AESA레이다 시제기 1호를 성공적으로 출고했으며, 이로서 대한민국은 세계에서 12번째로 AESA레이다를 개발하는 레이다 강국의 반열에 올랐다.
출처 : 한화시스템 (게시일 2022-03-04)
KF-21 용 에이사(AESA) 레이다 국내 비행시험 착수 | 방위사업청
- 50여회 비행을 통해 설계 검증 및 소프트웨어의 최적화 기대 -
□ 방위사업청(청장 강은호)은 '22년 3월 중순 경 한국형전투기(이하 KF-21) 능동형전자주사식위상배열(이하 AESA)* 레이다의 성능을 사전에 검증하고 보완하기 위한 시험항공기(FTB) 국내 비행시험에 착수할 예정이다.
* 능동형전자주사식위상배열(AESA, Active Electronically Scanned Array) 레이다 : 안테나에 약 1천여 개의 소형 송수신 모듈을 장착하고, 전파위상을 조정하여 전자적으로 레이다 빔을 조향하는 레이다
* 시험항공기(FTB, Flying Test Bed) : 시험항공기 (B-737 항공기 개조)
□ 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.
ㅇ 비행시험은 총 50회 비행을 통해 약 62개의 항목을 테스트 할 예정이며, 공대공 모드의 탐지․추적 기능 및 성능시험과 SAR* 영상 획득 등의 설계 검증을 수행 할 예정이다.
* SAR(Synthetic Aperture Radar) : 합성 개구면 레이다
□ 방위사업청 한국형전투기사업단장 직무대리(공군대령 노지만)는 “시험항공기를 이용한 국내 비행시험으로 KF-21 AESA 레이다 성능이 보다 안정화 될 것이다.” 라며, “ 국방과학연구소 및 공군 등 유관기관과의 지속적이고 긴밀한 협조를 통해 KF-21 AESA 레이다가 성공적으로 개발 되도록 하겠다.”라고 말했다.
□ 그동안 국방과학연구소는 AESA레이다 입증시제*를 먼저 제작 후 지속적인 시험 및 분석을 통해 소프트웨어를 보완해 왔으며, 지난해 KF-21 AESA 레이다를 장착한 시험항공기로 국외 비행시험을 실시하여 KF-21 AESA 레이다 개발 가능성을 재확인한 바 있다.
* 입증시제 : AESA 레이다 안테나장치·송수신처리장치 등의 국내개발 가능성을 확인하고 확보된 기술을 KF-21 탑재시제에 적용하기 위한 시제
□ 국내 시험항공기 비행시험은 개발시험평가를 포함하여 내년 4월 까지 진행하며, 이후 ’26년 상반기까지 KF-21에 탑재하여 개발 및 운용시험평가를 수행할 예정이다.
KF-21의 AESA 레이더는 한화시스템이 하드웨어를 제공하고, LIG Nex1이 소프트웨어를 제공하여 현지에서 개발되었습니다.
DAPA는 작업에 관련된 특정 737에 대한 자세한 내용을 제공하지 않지만, 등록번호 ZS-TFJ(MSN 26541), 남아프리카 공화국의 Aircraft Instrument and Electronics에 의해 운영되는 737-500으로 보입니다.
Cirium 비행대 자료에 따르면 ZS-TFJ는 남아프리카에서 실험용으로 등록된 유일한 737기입니다. 게다가, 비행 추적 사이트에는 Pretoria (South Africa (PRY / FAWB), 09/11/2021)에서 요하네스버그, 포트루이스, 함반토타, 다낭을 거쳐 3월 6일 서울 인천에 도착했다고 나와 있습니다.
| Boeing 737 - MSN 26541 - ZS-TFJ |
|
| Status | Active |
| Registration | ZS-TFJ |
| Airline | AESA |
| Serial number | 26541 LN:2319 |
| Type | 737-55S |
| First flight date | 19/06/1992 |
| Test registration | |
| Plane age | 29.8 years |
| Seat configuration | Y120 |
| Hex code | 00B2C8 |
FTB (Flying Test Bed) 항공기란?
항공기의 레이다 혹은 항전장비를 새롭게 개발하였을 때 실제 항공기에 탑재하여 레이다의 계측시험을 수행하는 저 비용 공중 시험 수단이다. 그러나 모든 레이다 비행시험요구를 만족시킬 수는 없다.
FTB (Flying Test Bed) 항공기의 한계점은?
항공기의 레이다 혹은 항전장비를 새롭게 개발하였을 때 실제 항공기에 탑재하여 레이다의 계측시험을 수행하는 저 비용 공중 시험 수단이다. 그러나 모든 레이다 비행시험요구를 만족시킬 수는 없다. 예로 레이다 안테나는 장착에 따라 민감하고 실제 탑재 항공기와 전원, 냉각장치, 전자기 간섭, 진동, 음향, 레이돔 형태, 가속 등에 있어 레이다의 성능이 다소 차이가 있다
FTB (Flying Test Bed) 항공기 운용은 어떤 조건이 선행되어야하는가?
FTB 운용은 개발 중인 신형 전투기와 달리 기존 항공기(민간 항공기 및 군용 항공기)를 사용함으로써 기존 비행 규정, 허가된 비행영역 그리고 상업용 장비를 장착하여 비행이 가능하다. 즉 FTB 항공기에는 상업용 시험장비, 계기, 시뮬레이터, 자동시험장비, 레이다 ECM (electronic counter measure) 발생기 등 포함하게 된다.
출처 : AESA Radar 탑재 FTB 항공기 구축을 위한 국내환경 분석 논문
위에 나열된 사진들중에 2020년 7월에 남아프리카의 공항에서 찍힌 FTB 모습도 보셨죠?
알아본바에 따르면 2020년 이전부터 FTB 준비를 하고 있었습니다.
한화시스템에서 2019년도에 'AESA Radar 탑재 FTB 항공기 구축을 위한 국내환경 분석'을 위한 연구용역을 실시했던 것으로 확인됩니다.
논문 저자분들을 확인해보면 한서대학교 항공전자공학과와 한화시스템이 같이 연구하셨나봅니다.
한국항행학회논문지에 실린 논문 제목은 아래와 같습니다.
AESA Radar 탑재 FTB 항공기 구축을 위한 국내환경 분석
Domestic Environment Analysis for Building FTB Aircraft with AESA Radar
논문의 결론
최근 국내 KF-X 사업은 2002년에 소요가 제기된 이후 AESA Radar, EO-TGP, IRST, 그리고 jammer의 개발이 진행되었으며 본 논문에서 AESA radar의 비행 시험 항공기 선정, 항공기 감항 그리고 항공기 운영 방안을 조사하였다.
본 논문에서는 AESA radar의 해외 비행 시험 사례를 바탕으로 국내외 항공안전법 상 요구조건과 해외 기종별 분석을 통하여 항공기 추천, 항공기 수리·개조 및 운영 방안을 분석하였다.
따라서 FTB 국외 운영사례로 ① 상업용 대형 항공기부터 비즈니스 제트기 등 다양하게 활용되고 있다. FTB에는 조종사, 개발연구원 3 ~ 4명(계기 운영, FTE, 레이다 조작사) 그리고 기동을 하는 계측 장비를 탑재된다. ② FTB 항공기는 지상 및 공중에서 항전장비가 작동이 가능하도록 충분한 전기, 냉각, 유압(필요시) 장치가 지원 되어야 한다. ③ FTB 내부에는 이동 가능하고 다양한 시험장비 장착 가능한 rack 설비 필요하다. ④ FTB 내부 설계는 비행시간이 길기 때문에 탑승자들이 편리한 환경을 구비함과 동시에 안전, 신뢰, 효율적인 업무를 수행할 수 있어야 한다. ⑤ FTB에 레이다 및 항전장비 장착은 전투기 장착과 동일할 필요는 없지만 가능한 유사하게 장착되어야 한다. 따라서 KFX 사업 및 군/민간 적용 가능 기종 추천에 활용 가능하며 Nose 직경이 100 cm 이상되어야 하며 B737-500 혹은 Gulfstream III/IV 등이다. FTB 항공기에 AESA radar을 장착하기 위해서는 항공기 nose 부분 개조 및 구조 해석을 수행, 전원 공급, 항행 시스템, 냉각 계통 그리고 캐빈 계통 등의 수리가 필요하다. 항공기의 구조적 변경 및 외형적 변형이 발생하지 않으므로 수리·개조로 감항 인정을 받을 수 있다. 민간 감항과 군 감항에 대하여 검토하였으며 민간 감항은 수리 개조로 항공안전법 제 30조 및 동법 시행규칙 제 66조부터 제 68조의 규정에 명시되어 있으며, 상세한 업무 절차는 국토교통부 훈령 제 1027호 항공기 등의 수리·개조 승인 지침을 수행할 수 있다. 군 감항은 법률 제 16353호 군용항공기 비행안전성에 관한 법률에 따르며 민간 항공기를 통한 군 감항을 받기 위해 민간 항공기 말소 후 군용 항공기로 등록해야 하며 군 조종사를 통한 시험 항공기의 운영 등의 문제점으로 민간 항공기의 군 감항은 부적절한 것으로 판단하였다.
그리고 마지막으로 FTB 항공기의 운영 방안으로 직접/간접/위탁 운영방안을 제안하였으며 항공기 구매/비행 시험/지상지원등의 항목에 대하여 각 방식별로 비교하였다. 그에 따라 위탁 운영 방식은 해외에서 비행시험을 운영하고, AESA radar의 신뢰성이 높을 경우 가장 우수한 운영 방식으로 평가되었다.
따라서 본 논문에서 FTB 항공기는 Boeing 737-500을 임대하는 것을 추천하였으며 항공기 수리·개조에 수행하여 해외 수리업체를 통한 해외특별감항을 취득한 후 국내에서 운영하며 비행 시험 및 운영에 대하여 해외시험대행업체를 통한 비행 시험의 경험 부족을 충족할 것으로 판단하였다.
2019년도에 국내 환경에 적합한 FTB 항공기 선정, 감항 및 운영 방안을 검토하는 연구를 진행하고,
2020년 초에 논문의 결론처럼 「FTB 항공기는 Boeing 737-500을 임대하는 것을 추천하였으며 항공기 수리·개조에 수행하여 해외 수리업체를 통한 해외특별감항을 취득한 후 국내에서 운영하며 비행 시험 및 운영에 대하여 해외시험대행업체를 통한 비행 시험의 경험 부족을 충족할 것으로 판단」한 것으로 확인됩니다.
AESA Radar에 대한 시험을 위해 벌써부터 FTB에 대한 준비를 진행하고 있었던 것이죠.
참고 논문 : JANT(Journal of Advanced Navigation Technology, 한국항행학회논문지)
'AESA Radar 탑재 FTB 항공기 구축을 위한 국내환경 분석' 논문
Elephant Walk
미 공군 용어로 '코끼리 걸음(elephant walk)'으로 불리는 이 훈련은 완전무장한 다수의 공군기가 여러 줄로 밀집대형을 이뤄 활주로를 이동하면서 최단시간 내에 잇따라 발진하는 전투 대비태세 훈련
몇년 후면 우리나라에서도
아래의 F-22처럼 줄지어서 비행장을 가로지를 날이 멀지 않았군요.
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