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IT&과학

최초 국산 전투기 KF-21 보라매 성능 비교 총정리 (+ CNN 호평)

by Richard Min 2021. 4. 11.
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최초 국산 전투기 KF-21 보라매 성능 비교 총정리 (+ CNN 호평)

 

 

 

 

9일 오후 2시 54분경 경남 사천 항공우주산업 고정익동.

 

웅장한 음악과 함께 무대 스크린이 양 옆으로 갈라지며 최초의 국산 전투기인 한국형 전투기가 모습을 드러냈습니다. 푸른 조명을 받던 전투기는 무대 정중앙으로 이동하며 진회색 동체를 뽐냈는데요.

 

길이 16.9m, 높이 4.7m, 폭 11.2m의 이 전투기 수직 꼬리날개엔 시제 1호기를 뜻하는 KF-21 001이 적혀 있습니다.

 

 



이날 KF-21 시제기 출고는 2001년 3월 김대중 당시 대통령이 공군사관학교 졸업식에서 국산 전투기 개발을 선언한 지 20년 만이자 2015년 KFX 사업에 착수한 이래 5년여 만의 성과입니다.

 

개발이 완료되면 한국은 세계에서 13번째로 자국산 전투기를 개발한 국가로 이름을 올리게 되죠.

 

KFX의 고유명칭은 KF-21, 통상명칭은 보라매로 결정됐습니다.

 

 

 

KF-21 보라매


 

 

 

대한민국 공군 및 인도네시아 공군이 도입할 예정인 4.5세대 전투기.

자체 전투기 개발 능력 확보 및 KF-5 등 노후 전투기 대체 소요로 추진 중인 대한민국 공군의 4.5세대 미디엄급 전투기 개발사업 KF-X의 결과물입니다.

 

기존 스텔스 기와 유사한 형상을 가지고 있는 기체 형상에서 알 수 있듯이, 향후 KF-21의 개발이 완료되고 블록 3으로 진화적 개발 단계를 거치면서 완전 매립형 내부 무장창을 갖춘 5세대 스텔스 전투기로 성능을 개량해나갈 것을 염두에 두고 설계되었죠.

 

 

 


KF-21의 개발 및 연구는 국방과학연구소와 KAI가 주도하며, 약 225개의 국내 업체들과 10여 개의 정부출연연구소와 그 외에도 15개 대학교들이 참여했습니다.

 

외국의 연구소나 업체로는 IAe, PTDI, 유럽의 유로파이터 유한회사, 미국의 록히드 마틴, 부품 공급사는 미국의 Texstars, Harris Corporation, 영국의 Oxley, 캐나다의 Héroux-Devtek 등이 있습니다.

 

 

 


대한민국 공군은 1차적으로 120대를 도입할 예정이며, 추가 도입이 있을 예정입니다.

 

KF-21의 상당수는 단좌형이지만 일부는 기종전환 훈련을 위해 복좌형 기종으로 도입되는데요. 공군 초대 KFX 사업 지원 팀장을 맡았던 김보현 예비역 공군 준장은 KF-X 블록 3으로의 개량은 아직은 계획보다는 희망사항에 가깝다며 언급했습니다.

 

KF-21 1차 120대 도입 이외에도 반드시 추가 도입이 무조건 진행되어야 한다며, 미래의 대한민국 공군에서 운용될 수량이 500대 정도 될 것으로 예측하고 있습니다.

 

 

 

 

다만 500대라는 수량이 대한민국 공군의 현재 전력인 400대 남짓을 가볍게 넘죠.

 

KF-21가 도입되고도 수십 년간 59대의 F-15K, 최소 80대가량의 F-35를 운용하기 때문에 KF-21 500대는 현재 공군의 예산으로는 불가능하며, 만약 이것이 가능하려면 수조 원 단위의 공군 예산 증액이 필요합니다.

 

 

 


2021년 4월 9일 출고식을 통해 KF-21 보라매로 확정되었습니다.

 

번호 21은 시제 1호기가 출고된 2021년과 21세기에는 우리의 하늘을 우리의 손으로 지킨다는 것을 뜻하고, 별칭 보라매는 본 사업의 정식 명칭인 보라매 사업에서 따온 것입니다. 그 외에도 보라매는 대한민국 공군의 상징이기도 하죠.

 

 

 

KF-21 보라매 성능


 

① 기동성

 


KF-21 보라매는 같은 F414-GE-400 엔진을 사용하는 F/A-18E/F보다 작고 가벼우며, 동급 추력의 F-35보다 익면 하중이 작다는 이점을 가지고 있습니다.

 

이 덕분에 추력 대 중량비가 유로파이터 타이푼에 준하는 수준이고, 3중 디지털 FBW, LEX, 가변 캠버 날개 등이 적용됨에 따라 높은 가속력과 선회능력, 고 받음각 기동능력을 보여줄 것으로 예상됩니다.

 

특히, F-35에 적용된 비선형 동적 모델 역변환 제어기법도 적용될 예정인데, 이는 양산형 항공기로써는 F-35에 이어 2번째로 적용돼요. 이외에도 조종사의 안전을 위한 자동 지형 추적, 회피 등의 기능이 적용될 예정입니다.

 


② 저피탐성

 

 

 


미래 전장에서의 생존성 확보를 위해, KF-21은 반사각 정렬 설계, 매립형 안테나, S-Duct, 평면 동체, 반매립 무장창 등을 포함한 저피탐 형상 설계가 적용되었습니다.

 

캐노피, 주익, 미익에는 RAM이, 동체 내부 덕트와 플랩에는 RAS가 적용되었으며, 레이돔에는 적 전투기로부터 날아온 레이다 전파가 안테나에 반사되어 돌아가는 현상을 막기 위해 주파수 선택적 투과 기술이 적용되었어요.

 

이러한 저피탐 기술의 적용으로 F/A-18E/F 슈퍼호넷보다 낮은 RCS를 달성하였으며, 탐색개발 당시 전투효과도 분석 결과 F-16 대비 4.1배, F/A-18E/F 대비 1.2배의 공대공 임무 효과, F-16C 대비 1.3배의 공대지 임무 효과를 달성할 수 있을 것으로 예측됩니다.

 

 

 

 

다만 톱니 처리, 컨포멀 안테나 등 일부 RCS 저감 설계가 미적용되었고, 외부 무장 및 외장형 전자광학 표적 추적장비 등 공대지 임무에서의 RCS 증가 요소들이 많기 때문에 RO 수준으로 평가되며, 본격적인 스텔스 공대지 작전을 염두에 둔 F-35와 비견될 수준은 아닙니다.

 

그러나 전투기 개발 역사가 오래된 미국의 5세대 스텔스 전투기로 2010년대부터 막 배치되기 시작한 최신예 전투기인 F-35와 전투기 개발을 막 시작한 한국이 블록 1 기준으로 4.5세대 전투기를 목표로 만든 KF-21의 성능 격차는 당연히 클 수밖에 없죠.

 

 

 

③ 센서 및 항전장비

 

 

 


최신형 4.5세대 전투기에 걸맞게 KF-21은 AESA 레이다를 비롯한 다양한 센서들과 AESA 레이다, IRST, EOTGP, 데이터링크를 통해 공유되는 정보들을 융합하여 동일한 표적인지 판단하고, 해당 표적의 비행궤적을 계산하여 조종사에게 LAD를 통해 시현하는 센서 퓨전 기술이 적용되었습니다.

 

 IRST와 EOTGP는 유로파이터 타이푼 전투기에 탑재된 레오나르도 사의 PIRATE IRST와 F-15K 등의 전투기에서 운용하는 록히드 마틴 사의 스나이퍼 타게팅 포드를 추종하여 개발되고 있는데요.

 

EOTGP는 일반적으로 알려진 것과 달리 공대공 임무에서도 사용되는데, 라팔의 FSO처럼 IRST와 센서 퓨전을 통해 보다 효과적으로 적기를 탐색할 수 있습니다.

 

 

 


한화 시스템에서 개발하는 다기능 레이더는 능동위상배열 방식이며, 성능은 AN/APG-81과 동등하거나 우월한 수준을 목표로 개발하는 중입니다.

 

동시에 20여 개 이상의 표적을 탐지 및 추적할 수 있으며, 동시 탐색모드, 공대지 SAR 모드, 공대공 추적 모드, LPI 모드 등을 지원합니다.

 

레이다 신호처리 컴퓨터는 국내 기업인 Intellics사에서 개발하였으며, 고속 연산을 위해 OpenCL을 탑재하고, 최신 고성능 FPGA인 Virtex 7과 서버급 CPU인 Intel XEON D, MXM 타입 AMD 라데온 E8950 MXM GPU를 8장 병렬 탑재하여 총 25 TFLOPS의 처리 성능을 제공해요.

 

 

 

 

이는 F-35에 탑재된 Mercury사의 제품이 17 TFLOPS 인 것에 대비하여 47% 향상된 성능입니다.

 

추후 성능개량을 통해 공대공 표적 동시 추적수, SAR 해상도를 향상하고, 동시 공대공/공대지/공대함 탐지/추적 기능과 전자전 기능 보강, 공대지 ATR 및 공대함 ISAR 기능, 비협조 표적식별 기능, 광대역 Data Link 기능, 동기종 레이다 신호 상호 간섭 등을 추가할 예정입니다.

 

 



통합 전자전 시스템은 RWR, ECM, CMDS로 구성됩니다. 내장형 ECM은 ALQ-200K 전자전 포드를 기반으로 개발되고 있어요.

 

고속으로 제원을 정밀하게 측정하는 광대역 디지털 수신기, 광대역으로 신호를 저장하고 복원 및 발생하는 DRFM 같은 핵심 부품은 최신 기술을 적용한 카드 형태로 설계, 제작하여 소형, 경량화되었고, 증폭기의 출력을 향상하며 안테나의 빔 폭을 넓혀서 넓은 영역을 재밍할 수 있도록 재설계되었습니다.

 

KF-21의 ECM 안테나는 유로파이터 타이푼이나 라팔 등 동급 4.5세대 전투기들보다 큰 편인데, 이는 공군에서 기존 전투기보다 높은 출력을 요구했기 때문이라고 합니다.

 


콕핏은 F-35와 유사한 글라스 콕핏으로 설계되었습니다.

 

조종사의 임무 수행에 필요한 필수 비행 데이터, 항공기 데이터 및 임무 수행 관련 정보와 통합 전자전 장비로부터 들어오는 위협 정보, 센서 융합으로 통합된 표적 정보들을 선택적으로 시현하여 조종사에게 최적의 대응방법을 제공해요.

 

HOTAS 다기능 조종간과 조종석 내에서 음성으로 제어할 수 있는 DVI 기술이 적용되었으며, LAD에는 적외선 터치센서가 적용된 저반사 디스플레이가 적용됩니다. 임무 컴퓨터는 IMA 구조로 설계되어 정비성, 안정성, 시스템 성능 및 장치 개량이 용이하도록 설계되었습니다.

 

 


④ 무장

 

 

 


기관포는 F-15, F-22, F/A-18E/F에도 적용한 M61 A2 20mm 발칸포가 탑재되었습니다.

 

최대 무장량은 약 17,000lb이며, AIM-9X, AIM-120, SDB, CBU-105, JDAM, LJDAM, LGB, AGM-65, AGM-84 등 다양한 무장을 운용할 수 있는데요.

 

수출을 고려하여 미국제 무장 외에도 KEPD 350 타우러스, IRIS-T, MBDA 미티어 등 유럽제 무장과 장거리 공대지 유도탄-II, KGGB 등 국산 무장도 인티할 예정입니다.

 

 

 

 

하드포인트는 주익 하단에 6개, 동체 하단에 4개로 총 10개이며, 동체 하단의 하드포인트는 반매립 무장용 MEL입니다.

 

미티어나 AIM-120 AMRAAM 미사일을 4발 탑재할 수 있죠.

 


2032년까지 120대 실전 배치


 

 


문재인 대통령은 시제 1호기에서 내린 공군 제20 전투비행단 양윤영 대위와 주먹 인사를 한 뒤 축사에서 “우리도 우리 손으로 만든 첨단 초음속 전투기를 갖게 됐다. 세계 8번째 쾌거”, “자주국방의 새로운 시대가 열렸다. 항공 산업 발전의 역사적인 이정표를 세웠다”라고 말했습니다.

 

이어 2028년까지 40대, 2032년까지 모두 120대를 실전 배치할 계획이라고 전했는데요.

 

 

 


문 대통령은 도산 안창호 선생을 비롯한 선각자들과 대한민국 임시정부는 광복군에 공군을 창설하는 꿈을 꿨다며, 우리 손으로 우리 하늘을 지키자는 선조들의 꿈을 오늘 우리가 이뤄낸 것이라고 말했습니다.

첫 국산 전투기 공개행사인 만큼 내부 모습과 태극기, 수출 대상 국가들의 국기 등이 담긴 화려한 미디어 파사드가 KF-21 동체 측면에 구현됐습니다.

 

문 대통령은 축사에서 KF-21의 설계와 제작을 담당한 KAI, 방위사업청, 민간기업 연구원 20명을 일일이 호명하며 공적을 나열하기도 했죠.

 

 



음속의 1.8배에 달하는 비행속도와 7.7t의 무장을 탑재할 수 있는 KF-21은 미국의 F-35 등 스텔스 기를 제외한 4.5세대급 전투기로는 최고 사양을 갖췄습니다.

 

특히 동체 및 날개가 레이더 반사를 줄이는 스텔스 형상으로 만들어져 언뜻 F-22 스텔스 기와도 외형이 유사한데요.

 

스텔스기로 개발되진 않았지만 관련 기술이 적용·설계돼 5세대 전투기로 진화할 여지를 남겨둔 셈입니다.

 

 



물론 양산까진 아직 갈 길이 멀죠.
일단 1년여의 지상시험과 내년 7월부터 4년간 2200여 회의 비행시험을 거쳐야 합니다.

 

2026년까지 기본 비행성능과 공대공 전투능력을 개발하는 데만 8조 1000억 원이 투입됐습니다. 2028년까지 공대지 등 추가 무장시험을 거치는데 드는 7000억 원을 합치면 총 개발비용은 8조 8000억 원. 양산비용까지 18조 6000억 원에 이르는데요.

 

무엇보다 전투기의 눈인 에이사 레이더 등 핵심장비를 국산화했고, 개발비용의 65%를 국산 부품을 사용하는 것을 목표로 하고 있습니다.

 

 

 

인니 분담금 미납·공대지 미사일 개발 변수 여전


 

 


KFX 사업은 고비의 연속이었습니다.

 

연구 단계부터 막대한 예산 낭비라는 비판이 나왔고, 정권과 평가기관에 따라 판단이 뒤바뀌면서 사업타당성 조사만 7번이나 이뤄졌죠. AESA 레이더 등 핵심 장비의 기술 이전을 미국이 거부하면서 한때 무산 위기를 겪은 적도 있었습니다.

 

 



총 개발비용의 20%인 1조 7338억 원을 부담하기로 한 인도네시아의 분담금 미납 문제는 여전히 사업의 큰 걸림돌이 되고 있습니다.

 

현재까지 인도네시아는 목표치보다 6044억 원을 미납했는데요. 게다가 지난해 말 우리 정부에 분담금 지분 축소와 50억 달러 차관 등을 요구한 것으로 전해져 KFX 공동개발에 끝까지 참여할지는 미지수입니다.

 

8일 서욱 국방부 장관과 프라보워 수비안토 인도네시아 국방장관 간 회담에서도 분담금 문제에 대한 협의는 이뤄지지 않아, 단기간 해결이 어려울 거란 전망이 지배적이에요.

 

 



KF-21에 탑재될 핵심 무장의 성공적 개발도 관건입니다.

 

만약 2028년까지 장거리 공대지 미사일을 독자 개발하겠다는 목표를 달성하지 못할 경우, KF-21이 생산됐는데 핵심 무장에 공백이 생기는 상황이 벌어질 수 있죠.

 

통상 4.5세대급 이상의 전투기 구매를 희망하는 나라들은 전투기와 장거리 공대지 미사일 탑재를 기본 조건으로 내걸고 있습니다.

 

 

 


게다가 우리 군의 기존 F-15K 전투기 성능개량에 5조 원 이상이 투입될 것으로 예상되면서, 이 비용을 깎는 대신 반대급부로 KF-21과 동일한 4.5세대급 전투기인 미 보잉사의 F-15EX 전투기를 도입하는 방안까지 거론되고 있습니다.

 

군 소식통은 F-15EX 전투기 도입이 현실화될 경우 KF-21 양산 대수가 줄어들 수밖에 없다며, 가격 상승은 수출경쟁력 하락으로 이어질 것이라고 우려하기도 했습니다.

 


 

 

 

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