공군 방공망 레이더 중 첫 국내 개발 장비 업체 주관 체계개발사업도 국내 최초 시도
선진국 20~30년 축적 기술 5년 만에 이뤄 국산화 통해 1000억원대 수입 대체 효과
MCRC 및 방공관제사령부 연동 |
LIG넥스원이 개발에 성공한 저고도 레이더 |
한국군의 방공망 레이더 중 국내 최초로 LIG넥스원이 개발에 성공한 저고도 레이더는 3차원 탐색레이더로서 최신의 기법인 능동위상배열 레이더 방식을 적용했다. 하나의 송신기를 사용하는 수동위상배열 레이더와는 달리, 여러 개의 저출력 반도체 송수신기를 각 안테나 배열소자마다 분산해 송수신하는 방식이다.
일부 송수신기가 기능을 못하더라도 작전에 지장이 없도록 설계해 장비 생존성을 향상시켰다.
이 기술은 정확한 빔 형성을 위해 각 분산된 송수신기의 경로 오차와 위상 오차를 측정하고 보정하는 고도의 기술이 구현됐고, 운용 중 온라인으로 점검하고 자동 정렬하는 기능까지 구비했다.
●특징
저고도 항적 탐지 능력을 극대화하기 위해 한반도 산악지형을 고려해 산의 능선을 따라 빔을 조향하면서 탐색하는 지형추적(Terrain Following) 기법과, 레이더가 설치된 지역보다 저고도로 비행하는 표적을 탐지하기 위한 하방영역감시(Look Down) 기능을 보유하고 있다.
이는 송수신하는 빔을 전자적으로 임의의 각도로 조향이 가능해 안테나의 기계적 방향 조정 없이 소프트웨어로 상황에 따라 고도 방향으로 빔 조향각을 조정할 수 있기에 가능하다.
또 지형·해면·기상에 의해 레이더 화면에 비치는 불필요한 반사상(클러터)의 상태에 따라 적절한 빔 운용을 할 수 있고, 감시 구역을 세분화해 섹터별로 환경 특성에 적합한 클러터 제거 기법 적용이 가능하다.
다양한 레이더 신호 처리 기법을 사용해 레이더를 최적의 동작 상태로 운용할 수 있도록 했고 사용자가 상황에 따라 소프트웨어 조작으로 쉽게 운용 방식을 변경할 수 있도록 했다.
특히 정확한 표적 정보를 위해 주로 추적레이더에 적용되는 모노펄스(Monopulse) 기법을 적용했고 고도별 기상 상태에 따른 전파굴절 특성을 보정하는 기술을 적용해 고도 정확도를 더욱 향상시켰다. 적의 전자파 교란에도 표적을 탐지할 수 있는 기능(ECCM)을 강화해 외국의 그 어떤 장비보다도 우수한 성능을 자랑한다.
●개발 의의
세계 어느 나라에서도 찾기 힘든 안보환경에서 오는 작전 요구도와 고산준봉·평야지대가 있고 삼면이 바다인 대한민국의 국토는 레이더 체계 개발의 조건으로는 피하고 싶을 정도로 가혹한 환경이다. 이를 충족시키기 위해 해외에서 도입된 전력화 장비도 도입 후 2~3년 동안 성능을 보완한 사례가 대부분이었다.
공군 저고도 레이더는 해외 선진국 레이더 장비 생산 업체들이 20~30년에 걸쳐 축적한 기술과 동일한 3차원 위상배열 레이더다. 국내 방산업체가 단 5년 만에 개발은 물론 까다로운 군 전력화 시험평가를 거쳐 군사용 적합 판정을 받는 데 성공했다는 자체가 놀랄 만한 사건이었다.
국내 최초로 시도된 업체 주관 체계개발사업인 공군 저고도 레이더 개발 사업은 체계공학을 적용한 체계개발, 사업성과관리시스템 (EVMS : Earned Value Management System) 기반의 성과관리, 목표비용관리(CAIV:Cost as An Independent Variable)를 이용한 양산단가 관리 등 여러 분야에서 방위사업청의 시범사업으로 선정돼 적용됐다.
업체 주관 사업의 첫 모델로서 모든 분야의 시선이 집중된 가운데 시범적으로 운용됨으로써 현재 수행되고 있는 모든 업체 주관 사업의 기반이 됐다는 평가를 받고 있다.
공군 저고도 레이더의 전문적 기술 분야는 방위사업청 이노센터, 국방기술품질원, 국방과학연구소의 기술검토와 지원으로 관리됐다.
방위사업청과 군·업체 간의 원활한 의사소통과 군의 요구사항이 충실히 반영될 수 있도록 국내 최초로 연구개발 과정에 군에서 파견한 요원으로 현장관리실을 운영했고 이 조직을 통해 개발과정을 관리했다.
또 소요군과 잦은 교류를 통해 설계 단계에서부터 군의 요구가 충분히 반영될 수 있었으며 군이 만족하는 레이더 개발에 이르렀다.
이와 같은 성과는 방산업계 최초로 방위사업청(IPT) 관리 하에 업체 주관 연구개발사업으로 진행돼 개발에 성공했고, 이는 업체가 독자적인 기술과 개발·시험·생산 등 모든 인프라를 갖춘 사례로 세계에서도 보기 드문 국방 선진국의 형태로 진일보했다는 평가를 받고 있다.
●개발 경과
지난 2007년 개발에 착수한 중거리급 3차원 탐색레이더인 공군 저고도 레이더는 2012년 개발 완료에 이르기까지 숱한 우여곡절을 거치면서 까다로운 공군 시험평가 기준을 모두 통과해 전투용 적합 판정을 받았다.
1970년대 말 미국에서 도입돼 공군에서 운용하고 있는 낡은 2차원 레이더를 대체 전력화, 북한의 저고도 침투 항적을 완벽히 탐지해 국가 안보에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.
2007년 11월 방위사업청과 LIG넥스원이 체계개발 계약을 체결한 후 2010년 6월 육군의 소요가 추가됐고 2011년 4월 개발 시험평가, 그해 6월 양산 사업타당성 조사, 11월 개발시험평가 등을 거치며 개발이 완료됐다. 이어 2012년 1월부터 8월까지 진행된 운용 시험평가를 통해 그해 11월 전투용 적합 판정을 받았고 현재 국방기술품질원의 품질보증 활동 속에 양산이 진행 중이다.
오동근 LIG 넥스원 사업2팀장은 “24시간 대한민국 영공 수호를 위해 최고의 성능을 갖춘 국산 레이더를 만들려고 노력해 왔다”며 “반세기 동안 해외 도입 레이더를 사용하며 제한된 성능, 부품 단종에 따른 비용 증가와 어깨 너머로 배워야 하는 정비 기술 등 많은 어려움이 있었지만 이번 저고도 레이더 개발을 통해 이런 어려움들을 모두 해결할 수 있게 됐다”고 말했다.
정영철 국방기술품질원 대구2팀장은 “순수하게 국내 연구개발을 통해 만들어진 첫 국산 방공망 레이더인 데다 방위사업청 개청 이후 추진된 첫 업체 주도 연구개발 사업이라는 점에서 이번 저고도 레이더 개발은 의미가 있다”며 “이런 배경 때문에 그동안 많은 어려움이 있었지만 이제 마무리 단계에 온 만큼 첫 양산 제품이 나올 때까지 개발 중 발생한 여러 문제점들을 철저하게 보완해 완벽한 품질의 저고도 레이더를 납품할 수 있도록 하겠다”고 말했다.
<공동기획 한국방위산업진흥회·국방기술품질원>
