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"北 생화학탄 공격도 '힛투킬'로 공중분해"...최첨단 해궁미사일 '수도권 방패'로 거듭나나

[민병권의 군사세계]한국형 아이언돔 개발 방향

北방사포 5,500문으로 '서울 불바다'위협

韓 군 당국 수도권 방어할 방어망 개발 추진

함대공미사일 '장사정포 요격탄' 개량 검토

기술력 이미 검증...저가에 대량배치 가능

방산업계 "기술 이미 확보해 7년이면 개발"

최신 AESA레이더로 위협 표적 식별·추적

포대당 192발 발사...적 로켓 '직격' 파괴

LIG넥스원-한화 경쟁속 사업협력 가능성

북한의 대구경 방사포 발사장면/조선중앙통신-연합뉴스




“여기서 서울은 멀지 않다. 서울이 불바다가 될 것이다”

지난 1994년 3월 19일 송영대 통일원 차관은 기자회견을 통해 이 같은 북한 측의 도발 발언을 공개했다. 북핵위기 해소 차원에서 남북실무접촉에 나섰으나 북한이 “전쟁에는 전쟁으로 대응할 준비가 돼 있다”며 위협했다는 것이다. 북한의 불바다 위협론은 이후에도 종종 등장했다. 우리측 문재인 정부 출범후에도 북한은 2017년 8월 "서울을 포함한 괴뢰 1, 3야전군 지역의 모든 대상을 불바다로 만들고 남반부 전 종심에 대한 동시 타격을 하겠다"고 으름장을 놓았다. 2020년 6월에도 “입 건사를 잘못하면 이제 잊혀 가던 서울 불바다설이 다시 떠오를 수도 있고, 그보다 더 끔찍한 위협이 가해질 수 있다”고 대한민국을 겁박했다.





북한이 지난 27년간 불바다 위협을 할 수 있었던 주된 배경에는 수도권 등을 겨냥해 대량 배치한 ‘장사정포’가 있다. 장사정포란 북한의 자주포와 방사포(일종의 다연장로켓포)를 비롯한 장거리 공격용 화포를 총칭한다. 특히 한번에 여러 발의 로켓을 연발할 수 있는 방사포가 큰 위협인데 현재 5,500여문(2020년 국방백서 기준)이나 배치돼 있다. 우리 군의 한 관계자는 “유사시 북한이 남침을 감행한다면 10분내에 수천발의 방사포를 수도권과 전국 주요 시설을 향해 쏘아될 것”이라며 “그중 일부에 생화학물질과 같은 대량살상무기(WMD)를 탑재할 경우 대량의 인명살상을 낼 수 있다”고 우려했다.

LIG넥스원이 지난달 서울ADEX 2021 행사에 전시한 장사정포 요격체계(LAMD)의 모형. 맨 앞의 차량인 대포병레이다가 유사시 북한의 방사포 로켓을 탐지해 정보를 전달하면 다기능 레이다가 표적을 식별, 추적한다. 이 같은 데이터를 바탕으로 요격탄(맨 왼쪽)이 발사돼 방사포 로켓을 파괴한다. /사진제공=LIG넥스원


◆시동 걸리는 ‘한국형 아이언돔’…최소 7년이면 개발 가능

현재 방사포에 대한 우리 군의 방어역량은 제한적이다. 지난 20여년간 주로 북한의 핵 탄도미사일 도발을 막을 방공망을 구축하기에도 빠듯했기 때문이다. 탄도미사일보다 1발당 위력이 떨어지는 방사포 로켓에 대한 대비를 할 재정적·시간적 여유는 없었다. 이제는 한국형 미사일방어체계(KAMD) 개발이 상당히 진행돼 탄도미사일 요격능력은 어느 정도 갖췄다. 이에 따라 국군과 정부는 방사포를 막기 위한 방어망 구축에 시동을 걸고 있다. 가칭 '한국형 장사정포요격체계(LAMD, Low Altitude Missile Defense) 개발사업이다.

지난 5일 당국 관계자 및 관련 소식통들에 따르면 우리 군이 북한의 방사포 위협 등에 대응하기 위해 개발하기로 한 ‘한국형 장사정포요격체계(LAMD)’ 의 요격탄(대공미사일)으로 최신 국산 함대공미사일 ‘해궁’을 개량하는 방안이 유력시 되고 있다. LAMD는 장사정포 중에서도 파괴력이 큰 방사포 요격에 주안점을 둘 예정이다.

북한의 대구경 방사포가 발사되는 모습/연합뉴스·조선중앙통신


한 당국자는 “LAMD는 유사시 북한이 한번에 수백기 이상 발사할 방사포에 대응해 주요 지역을 방어해야 하기 때문에 KAMD보다 상대적으로 많은 요격탄을 갖춰야 한다”며 “따라서 LAMD에는 KAMD보다 저렴하면서도 정확도가 높은 요격탄을 갖춰야 하는데 그런 차원에서 해궁 개량 가능성을 포함해 다각도로 고려하고 있다”고 전했다. 기존에 개발된 미사일을 개량하면 신규 개발보다 비용과 시간을 절감할 수 있다는 것이다. 또한 검증된 기술을 쓸 수 있어 요격의 신뢰성이 높아지는데다가 사후관리를 위한 부품 확보 및 정비인프라 운용차원에서도 효율성과 편의성을 높일 수 있다.

방산업계 관계자는 “이미 우리 방산업계는 KAMD 개발을 통해 선진적인 대공방어용 유도무기체계의 핵심기술을 확보한 상태이기 때문에 이를 응용하면 7년 내에 장사정포에 대응할 요격체계를 개발할 수 있을 것”이라고 자신했다. 이 같은 국내 방산업계의 자신감을 감안하면 2033년까지 장사정포 요격체계를 개발해 전력화하겠다는 우리 군과 정부의 계획이 한층 더 조기에 달성될 수도 있을 것으로 기대된다.

최신 국산 함대공미사일 '해궁'의 이미지. 방사포를 방어할 'LAMD'의 요격탄으로 개량될 가능성이 있다. /사진제공=LIG넥스원


◆해궁 개량형 주목받는 이유는

이미 우리 군은 지대공미사일을 국산화한 상태다. 1997년대 단거리 지대공 미사일 ‘천마’를 개발했고, 2011년에는 중거리 지대공 미사일 ‘천궁’(M-SAM)을 개발했다. 2017년에는 천궁을 탄도미사일 요격탄으로 개량한 ‘천궁-2’(M-SAM PIP)를 완성해 양산을 시작했다. 현재는 장거리 지대공 탄도탄요격미사일인 L-SAM도 개발 중이다.

그러나 천마와 천궁은 주로 항공기를 잡는데 방점이 맞춰져 있어서 초음속과 극초음속을 넘나드는 적의 방사포 로켓을 막아내기 어렵다. 천궁-2는 극초음속으로 떨어지는 적의 탄도탄을 직격해 맞출 정도로 정밀도가 높지만 대당 가격이 15억대로 알려질 정도로 고가여서 우리 군이 수백기 이상 대량으로 구입하기에 부담스러운 측면이 있다. L-SAM은 아직 개발중이고 한층 더 고가일 것으로 보여 저가의 방사포 포켓을 막는데 쓰기에는 비효율적이다.

천궁-2 시험발사 장면


이런 이유로 기존 지대공미사일이 있음에도 함대공미사일 해궁을 방사포 대응용으로 개량하려는 것이다. 방산분야의 한 전문가는 “천궁은 크기가 4.6m에 달하고 가격도 고가인데 비해 해궁은 3m급 크기여서 한 개 발사대에 더 많은 양을 적재할 수 있으면서도 제작비가 천궁보다 저렴하다”고 전했다. 또한 “세계에서 두 번째로 적외선탐색기와 레이더탐색기(RF탐색기)를 복합적으로 탑재해 ‘다중모드로’ 표적을 추적하는 미사일이어서 정밀도가 높다”고 전했다.

해궁의 작동 방식은 얼마전 중동지역에서 이슬람무장단체 하마스의 로켓탄 공격들을 요격한 이스라엘 ‘아이언돔’ 방어체계와 거의 같다. 다만 해궁의 전체적인 성능은 단순히 비정규군의 박격포를 막는 수준의 이스라엘 아이언돔보다 훨씬 정밀하다. 따라서 해궁을 개량해 LAMD를 만들 경우 청와대, 서울공항을 비롯해 수도권과 전국의 주요 시설 및 인구 밀집지역에 낙하하는 북한의 방사포를 저고도에서 막아낼 수 있을 것으로 전망된다.

전문가들은 천궁보다 작은 해궁의 크기를 감안할 때 LAMD용으로 개량시 발사차량 1대당 32발까지 탑재될 수 있을 것으로 내다보고 있다. 앞서 LIG넥스원은 지난 10월 '서울 ADEX 2021’행사에서 발사대 한 개당 16발의 요격탄을 탑재하는 LAMD 모형을 전시했다. 이 같은 발사대 2개를 한 쌍으로 붙여서 발사차량에 장착하면 동시에 최대 32발까지 쏠 수 있게 된다.

LIG넥스원이 지난 10월 경기도 성남시 서울공항에서 열린 '서울 ADEX2021'행사를 통해 장사정포 방어체계(LAMD)를 전시했다. 맨 오른쪽에는 북한 방사포를 막을 요격탄과 발사대가 있다. 이와 더불어 지휘통제소, 다기능레이더 등이 나란히 전시돼 있다. /성남=민병권기자


◆LAMD 어떻게 작동할까

LAMD에 대한 구체적인 운용개념은 아직 발표되지 않았다. 다만 당국과 방산업계의 설명을 들어보면 LAMD의 1개 포대는 요격탄 발사차량(혹은 고정형 발사대)과 다기능레이더, 교전통제소, 차량탑재형 레이더로 구성되고 해당 포대는 대포병레이더와 연동될 전망이다. 이 초안대로 구성될 경우 북한이 방사포 로켓 발사시 아군의 대포병레이더가 이를 탐지해 교전통제소로 정보를 보내게 된다. 정보를 받은 교전통제소는 다기능레이더로 해당 로켓을 표적으로 식별해 추적 정보를 요격탄에 전달한다. 요격탄은 이 정보를 바탕으로 표적을 추적해 파괴한다.

대대급 부대에 배치될 1개 LAMD포대는 최소 2대에서 최대 6대의 요격탄 발사차량을 배치받을 것으로 보인다. 발사차량 1대에 발사대 2대를 한 쌍으로 장착하는 방안도 하나의 방안으로 검토되고 있다. 이렇게 16발짜리 발사대 2대가 한 쌍으로 장착되면 발사차량 1대당 최대 32발의 요격탄을 한번에 쏠 수 있게 된다.



만약 1개 LAMD 포대에 32발씩의 요격탄으로 무장한 발사차량이 6대씩 배치된다면 1개 포대당 한번에 최대 192발씩의 요격탄을 쏠 수 있다. 만약 적 방사포 로켓 1발당 아군 LAMD 요격탄 1~2발씩을 발사해 대응한다면 동시에 최대 96~192발의 방사포 표적을 방어할 수 있다고 볼 수 있다. 앞서 해궁의 표적 명중률이 90%(시험발사 당시 명중률 기준)인점을 감안할 때 1개 LAMD포대가 해궁 개량 요격체 96~192발을 한번에 쏘면 그중 90%에 해당하는 약 86~173발이 북한 방사포 로켓을 한번에 파괴할 수 있을 것으로 기대된다.

힛투킬 방식으로 적의 미사일을 요격하는 대표적인 미군의 방공 무기 '고고도미사일방어체계(사드, THAAD)'의 운용 개념도. 적이 미사일을 발사하면 레이다(‘AN/TPY-2’모델)가 이를 탐지해 사드포대의 지휘통제소(operation center)로 정보를 전달하고, 지휘통제소는 요격탄(THAAD interceptor)를 발사한다. 요격체 비행 도중 앞머리에 탑재된 직격탄두(kill vehicle)가 분리돼 적의 중거리 탄도미사일(medium range ballistic missile)에 직격(힛투킬)으로 부딪혀 공중 분해시킨다. /사진제공=레이시온


LAMD 요격탄의 표적 파괴 방식은 직격방식(힛투킬, hit-to-kill)방식으로 개발되는 것이 유력하다고 방산분야 관계자들은 전했다. 직격방식은 말그대로 요격탄이 상대방 미사일과 직접 부딪혀 파괴시키는 것을 뜻한다. 음속 이상으로 비행하는 두 미사일이 충돌하면 막대한 운동에너지가 엄청난 열에너지 등으로 전환된다. 이 같은 열에너지로 발생하는 고열은 북한 방사포에 탑재될지도 모를 핵물질이나 생화학물질 등도 순식간에 연소해 지상에 닿기도 전에 공중분해시킬 수 있을 것으로 보인다.

이같은 직격방식은 표적 근처에서 요격탄을 폭발시켜 파편으로 표적으로 격추하는 재래식 요격방식보다 고도의 기술력을 요구한다. 그런만큼 이를 구현해 실전배치한 국가는 미국 등 극소수다. 한 당국자는 “우리는 이미 천궁 등을 개발하면서 직격요격방식을 위힌 핵심기술을 확보했다”고 전했다.

LIG넥스원의 차세대 AESA레이다. 레이다 패널 속에 촘촘히 배열돼 있는 금속소재의 동그란 반도체 소자들이 각각 곤충의 겹눈처럼 항공물체 등을 탐지하는 레이다 안테나모듈이다. /사진제공=LIG넥스원


◆수천개의 눈으로 방사포 쫓는다.

LAMD가 북한의 방사포 로켓을 정확히 요격하려면 이를 조기에 탐지해 적의 로켓인지 식별한 뒤 그 정확한 비행궤적을 추적하는 기술이 뒷받침돼야 한다. 이를 위해선 고도화된 레이다가 필요하다. 이를 감안해 LAMD에는 최신의 ‘능동형 전자주사식 위상배열(AESA) 레이다’가 적용될 예정이다.

이미 우리 방산업계는 천궁 개발 당시 첨단의 ‘전자주사식 위상배열레이다'를 적용했다. 기계식으로 탐지전파 송·수신용 안테나 1개를 회전시키는 재래식 레이다와는 차원이 다른 기술이다. 손톱만한 크기의 반도체칩으로 초소형화한 전자식 안테나 모듈을 대량으로 탑재해 동시에 여러 방향에서 다량의 항공물체를 탐지할 수 있는 기술이다.

다만 천궁의 전자주사식 위상배열레이다 기술은 최신의 능동형 전자주사위성배열(AESA) 방식은 아니었다. 그보다는 탐지성능이 다소 낮은 수동식 전자주사식 위상배열(PESA) 기술이었다. PESA방식 레이다에선 1개의 전자파 신호 증폭장치만으로 복수의 안테나 모듈들이 수신한 전파를 처리하기 때문에 표적탐지를 위해 안테나 모듈들이 동시에 방사할 수 있는전자파 빔의 신호 종류가 1가지로 제한된다.

한화가 제작한 AESA레이더가 지난 10월 서울 성남공항에서 열린 서울 ADEX2021 행사에서 전시돼 있다. /성남=민병권 기자


반면 LAMD에 적용될 AESA레이더는 수백~수천개의 안테나 모듈마다 각각 독립된 증폭장치를 갖게 된다. 여러 안테나 모듈이 각각 독립적으로 전자파 빔을 쏠 수 있게 되는 것이다. 이렇게 되면 마치 하나의 눈 속에 수 많은 겹눈을 가진 잠자리처럼 1개의 레이더 속에 수많은 초소형 레이더(독립적으로 작동하는 안테나 모듈)가 탑재된 것과 같은 효과를 낼 수 있다. 그만큼 더 넓은 범위에서 더 많은 방사포 로켓을 탐지해 LAMD가 동시에 수 많은 방사포 로켓을 요격할 수 있도록 할 수 있다.

LAMD에 적용될 AESA레이더의 정확한 사양과 목표성능은 아직 확정되진 않았다. 다만 동급의 선진 체계를 감안할 때 레이더 패널에 배열될 안테나칩 모듈이 최대 수천 개에 달할 것으로 전망된다. LAMD용 레이다의 탐지 목표성능에 대해 또 다른 당국자는 “동시에 100여개 이상의 표적을 잡아낼 것”으로 기대한다고 설명했다.

LIG넥스원이 지난 10월 경기도 성남시 서울공항에서 열린 '서울ADEX 2021'행사를 통해 장사정포 요격체계 모형을 전시하고 있다. 전시 모형 중 맨 앞에는 북한 방사포를 맨 처음 탐지할 신형 대포병레이다가 놓여 있다. /사진제공=LIG넥스원


◆개발경쟁 ‘2파전→공생협력’ 구도될 수도

LAMD는 국방과학연구소(ADD)의 주관하에 사업이 진행될 예정이다. ADD가 핵심 기술 등를 연구개발하고 국내 주요 방산기업들이 체계개발 및 제작에 참여할 것으로 보인다. 이를 놓고 국내 방산업계에선 한화와 LIG넥스원의 2파전로 경쟁구도가 진행되고 있다. 두 회사는 지난 10월의 ‘서울 ADEX 2021’행사에서도 각자 LAMD 관련 기술을 선보이며 장외 신경전을 벌였다.

현재로선 요격체는 해궁을 개량하는 방안이 유력시되므로 LIG넥스원이 요격체계 개발·양산에서 주된 역할을 할 것으로 보인다. 정부 당국자 출신의 한 방산전문가는 “그간 국산 무기 개발 실적을 보면 국내 유도무기체계의 거의 90%가량은 LIG넥스원이 맡아왔다”며 “지금은 폐지됐지만 과거 방산분야가 기업별로 전문·계열화됐을 당시 LIG넥스원이 정밀유도부기 분야 전문방산기업으로 지정됐기 때문에 그만큼 대공유도무기 분야에선 노하우와 핵심 기술이 상당히 쌓였다고 볼 수 있다”고 전했다.

한화가 통합방공체계의 일환으로 제안하고 있는 장사정포 방어체계의 개념도. 북한이 방사포를 비롯한 장사정포 로켓을 쏘면 이를 레이더로 탐지한 뒤 전술데이터링크(KVMF)로 정보를 전달하면 ‘LAMD’라고 표시된 장사정포 요격포대가 지대공 미사일을 솨서 요격한다. /사진제공=한화시스템


한화가 지난 10월 성남 서울공항에서 개최된 '서울ADEX 2021'행사를 통해 소개한 통합방공체계의 개념도. 한국형미사일방어망과 장사정포 요격체계 등을 아우르는 다층적 방어체계를 제안하고 있다. /성남=민병권 기자


다만 AESA레이더와 지휘통제 분야에선 한화가 함께 참여해 협력적으로 개발이 이뤄질 수 있다는 전망도 일각에서 나온다. 최초의 국산 전투기 KF-21보라매에 적용된 국내 첫 AESA레이더의 경우 한화측이 맡기도 했다. 실제로 이번 ADEX에서 한화는 LAMD의 요격체 모형 등을 내놓지 않는 대신 KAMD와 LAMD를 연계해 북한의 탄도탄과 방사포를 다층적으로 막는 통합 방공체계 개념을 소개하는 자료를 전시했다. ‘H-IAMD’라고 명명한 이 방공체계에서 한화는 군 정찰위성 등으로 네트워크를 아우르고 인공지능과 빅데이터 기술 등을 접목하겠다는 구상을 소개했다.

LIG넥스원이 제작한 '대포병레이다-2'의 소개도. 해당 레이더에는 최신의 AESA방식이 적용돼 있다. /사진제공=LIG넥스원


반면 LIG넥스원은 ADEX에서 LAMD을 구성하는 요격탄, 교전통제소,차량 탑재형 다기능레이다의 모형을 전시하며 실증적인 기술력을 과시했다. 특히 차량 탑재형 다기능레이다에는 핵심 구성품인 ‘레이다 모듈조립체(RMA)’가 선행 개발돼 완제품으로 적용돼 전시됐다. 이것이 가능했던 이유는 LIG넥스원이 과거 ‘대포병탐지레이다-II’을 개발하면서 핵심 기술과 인력을 확보했기 때문이다.

또한 LIG넥스원은 요격탄과 교전통제소,차량 탑재형 다기능레이다를 동시에 개발할 수 있는 기술역량과 인력을 보유하고 있어 유기적인 협조체계를 구축하여 우리 군이 요구하는 성능의 요격체계를 구축할 수 있는 능력을 보유하고 있다고 소개했다. 이 같은 개발역량을 활용하면 LAMD개발사업을 짧은 시간내에 성공시킬 수 있다고 LIG넥스원은 자신했다.
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