8월 5주차 세계무기동향

美 탄소나노튜브 이용

생화학물질 차단 방호복 제작

 

탄소나노튜브(CNT)의 미세한 구멍으로 수분이 배출되는 모습의 상상도. 미 국방부는 이 소재를 활용한 방호복을 개발해 10년 내 야전에 보급한다는 계획이다. 기품원 제공

 

미 국방부가 10년 내 야전 보급을 목표로 탄소나노튜브(CNT: Carbon NanoTube)를 이용해 생화학물질을 차단하는 방호복을 개발 중이다.

로런스 리버모어 국립연구소(LLNL: Lawrence Livermore National Laboratory) 과학자로 구성된 연구팀은 생화학물질을 차단하면서도 통기성이 매우 뛰어난 소재를 개발했다.

병사들이 오염된 환경에서 임무를 수행할 때 착용하는 방호복은 체온 상승으로 인한 탈진을 방지하기 위해서 통기성이 매우 중요하다. 그러나 현재 군용 방호복은 무거운 완전 밀폐형 방호 또는 액체나 기체가 투과할 수 있는 흡착성 보호의로서 활동성과 방호력을 동시에 만족시키기 어렵다. 따라서 환경적 위협에 적극적으로 대응하기 어렵다.

LLNL 연구팀은 배열된 탄소나노튜브를 이용해 미세한 구멍으로 수분이 통과하는 신축성 중합체 투과막(membrane)을 제작했다. 이 미세공의 크기는 머리카락 굵기의 5000분의 1가량인 5nm 이하다.

투과막의 구멍 지름이 5nm 이하로 아주 작아서 생물학 작용제에 대한 방어가 가능하다. 박테리아나 바이러스 같은 생물학적 위협물질은 일반적으로 크기가 10nm 이상이다. 여과 실험 결과, CNT 투과막은 뎅기열 바이러스의 침입을 효과적으로 차단하는 것으로 관찰됐다.

그러나 화학작용제는 크기가 훨씬 작기 때문에 현재 개발된 투과막으로는 화학물질 차단에 한계가 있다. 이를 해결하기 위해 LLNL 연구진은 투과막이 미세한 화학적 위협에 빠르게 반응하도록 시제품의 표면을 화학적 위협물질에 반응하는 기능그룹으로 개선하고 있다. 기능그룹은 미세공 입구에서 파수꾼처럼 위협을 감지해 차단한다.

현재는 이 다기능 소재를 통기성 상태에서 방호 상태로 신속히 전환하기 위한 설계가 진행되고 있다. 통기성은 낮지만 필요할 때만 국부적으로 방호기능을 활성화할 수 있으므로 생리적 부담을 줄이는 데 특히 효과적일 것으로 보인다.

 

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미국 F-35C 헬멧

야간 시야 문제 개선 시험

 

F-35 전투기용 헬멧 (사진제공 : 록히드 마틴 플리커)

 

미 해군이 F-35C 전투기 조종사에게 지급되는 헬멧장착시연기(HMDS)의 야간 시야 문제를 해소하기 위해 지난 20일부터 개선된 소프트웨어를 활용한 야간 시험 비행을 진행했다.

로크웰 콜린스(Rockwell Collins)에서 개발 중인 F-35 전투기용 헬멧은 항공기 못지않은 첨단기술의 집약체로 개당 가격이 40만 달러(약 4억5000만 원)에 이른다.

대표적인 기능은 동체에 장착된 카메라 6대가 촬영한 영상이 바이저로 실시간 전달돼, 말 그대로 동체를 투시해서 외부를 보는 체험을 할 수 있다.

또 목표물을 바라보는 것만으로도 무기가 조준되며 픽처 인 픽처(PIP) 기능을 통해 목표를 확대해서 볼 수도 있다. 적 미사일 위협을 시각과 음성으로 전달해주며, 야간투시경·대기 속도·기수 방위·고도·표적자료·경고 등의 정보를 표시해주는 기능은 기본이다.

첨단 기능을 다수 탑재한 만큼 지속적인 개선도 필요했다. 초기형은 너무 무거워 조종사가 비상탈출할 때 목을 다칠 수 있다는 문제가 제기됐으나 현재 운용 중인 3세대 모델에서는 완전히 해결됐다.

이번에 미 해군이 해소하고자 하는 것은 HMDS가 어두운 밤에 흐려지는 ‘녹광(green glow) 현상’이다. 2012년에 최초로 보고된 이 문제는 조종사가 야간에 외부 불빛의 강도를 사실적으로 감지할 수 없는 상황을 초래하는 것으로 알려져 있다. 미 해군은 녹광 현상이 야간 항공모함 착함에 문제를 일으킬 것으로 내다보고 개선을 추진 중이다.

이번에 업데이트된 헬멧 소프트웨어에 대한 시험은 달의 밝기가 가장 어두워지는 시기에 3차에 걸쳐 진행됐으며, 최종적으로는 항공모함에서 테스트가 이뤄졌다. 테스트 파일럿들은 긍정적인 의견을 내고 있으며, 미 해군은 이번 평가 결과를 바탕으로 해결점을 찾아낼 것으로 전망된다.  

 

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영국 해군 연안경비함

‘HMS 포스’ 공개

 

HMS 포스(Forth)호

 

브리티시에어로스페이스(BAE) 시스템스가 영국 해군의 리버(River)급 연안경비함 선도함인 ‘HMS 포스(Forth)’를 공개했다.

영국 해군은 대테러 작전과 해적·밀수방지 임무에 운용할 목적으로 지난 2014년 기존 리버급보다 확장된 성능을 갖는 경비함 3척을 주문한 바 있다.

이에 따라 리버급 배치(Batch)2 함정은 멀린(Merlin) 헬리콥터의 운용과 화물 적재, 탑승 인원 확대를 위한 설계변경이 이뤄졌다.

제작사에 따르면 함정은 전장 90.5m, 배수량 2000톤으로 최고속력은 24노트다. 항속거리는 5000해리 이상으로 승조원 65명이 35일간 임무를 수행할 수 있다. 무장은 30㎜ 기관포와 기관총 등이다. 또 연안경비함의 특성을 살려 2척의 고속단정(RIB)이 탑재되며, 16톤급 크레인과 의무시설 등을 갖추고 있다.

영국 해군은 이 선도함을 2017년에 전력화할 계획이며, 2번함 ‘HMS 메드웨이(Medway)’와 ‘HMS 트렌트(Trent)’는 건조 중이다.

 

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러시아 태양전지 추진

축소 무인기 개발

 

태양광 추진 장기체공 무인기 부엉이(COBA·싸바) 축소기.

 

러시아 고등연구재단(FPI)이 태양광 추진 장기체공 무인기 ‘부엉이(COBA·싸바)’의 축소기를 개발해 시험 비행에 성공했다.

FPI가 개발한 무인기 싸바는 날개폭 9.5m로, 최고 고도 2만9500피트까지 50시간 연속 비행이 가능하다. 시험용 축소기는 1.56m 크기의 3개 동체로 구성되며 3인이 수동으로 이륙시킨다. 축소기는 태양전지로 덮인 직선형 날개를 장착했으며, 중앙동체는 십자형 꼬리날개를, 좌우의 두 동체는 전기추진 프로펠러와 수평 꼬리날개를 장착했다. 또 1.27㎾h의 리튬이온 배터리를 탑재하며, 태양전지는 270W 이상의 전기를 생산한다. 비행속도는 약 9m/sec이다.

FPI는 태양각이 작고 밤이 긴 겨울의 북극 지역을 포함한 러시아 상공 전 고도에서 태양광 항공기의 운용성을 시험할 계획이다.

 

윤병노 국방일보 기자 < trylover@dema.mil.kr >

김중호 국방기술품질원 전문위원