스텔스 기술: 이론과 실제

F-22

스텔스 기술: 이론과 실제

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저피탐 항공기의 가능성과 미래

무선전자 분야에서 오랜 기간동안 공중에서의 패권 투쟁이 있었습니다. 오늘날 도그파이트는 수백 킬로미터 밖에서 전자기선을 내뿜는 비가시 전투입니다. 그러나 여전히 전투의 오랜 규칙이 있습니다: 기습의 효과는 강력한 이점을 제공합니다. 스텔스 기술은 전투 행동의 이 기본 원칙으로 회귀합니다.


어떻게 작동하는가

이 기술이 어떻게 작동하는지를 이해하려면, 레이더 작동의 원리를 이해하는 것이 필요합니다.

알다시피, 레이더는 ─ 공간에서 물체의 대략적인 위치를 평가하는 수단입니다. 전파탐지 스테이션 (RLS) 작동 원리는 항공기의 동체와 같은 금속 표면으로부터 전파신호가 잘 반사된다는 사실에 기초하고 있습니다.

항공기 동체는 일반적으로 둥글게 생긴 항공역학적인 형상을 띄고 있고, 그래서 전파는 레이더의 방향을 포함하여사방으로 반사됩니다. 레이더는 이 신호를 수신합니다. 레이더로부터 항공기까지의 거리를 정의하는데에 시간이 필요합니다.

수신된 신호로부터 정보의 조합으로 레이더는 물체의 위치를 결정합니다. 더하여, KRET 이 개발한 《이르비스》 혹은 《주크》 와 같은 현대 레이더들은 목표를 크기와 종류에 따라 분류할 수 있습니다: "헬리콥터", "순항 로켓", "전투기".

게다가, 항공기가 전파를 더 잘 반사하면, 탐지 거리는 더 증가합니다. 설계자들은 전파탐지 신호라 불리는 이 수치를 감소시키기 위해 노력하고 있습니다.

신호 감소, 혹은 스텔스 기술의 원리는, 동체가 레이더 방위가 아닌 방향으로 전파를 반사시키는 기이한 사실에 기반합니다. 현재 이 목표를 달성할 수 있는 두 가지 주요 방법이 있습니다: 항공기 동체를 둥글게 혹은 각지게 만들지 않고, 직선과 날카로운 형상으로 만드는 것이고, 또한 기체를 특별한 것, 전파흡수 코팅 등으로 덮는 것입니다.

더하여, 종종 기체 상단에 노즐 엔진을 위치시켜 열 신호를 감소시킵니다. 또한 가열 부위에 냉각 시스템을 적용합니다. 이 모든 것은 적의 전파탐지 수단으로부터 최대한의 저피탐성을 제공합니다.


러시아 물리학자로부터 발명된 미국의 "비가시성"

스텔스 기술의 역사는 1966년, 저명한 소비에트 과학-기술 저널에서 물리학자였던 표트르 우핌체프의 논문을 《록히드》 레이더 작동 전문가들이 입수했을 때 시작되었습니다. 논문은 특정한 물질로 만들어지고, 일정한 면에 특정 도료가 착색된 특정 종류의 항공기가 레이더에 거의 잡히지 않는다고 말했습니다. 논문은 미국 군사 전문가들에게 매우 흥미롭게 다가왔고, 미국은 이러한 항공기의 제작과 시험을 수행하기로 결정했습니다.

그리고 1970년대 중반, 미 공군은 우핌체프의 가르침에 따라 특이한 모양, 특수한 도료가 칠해진 정찰-항공기 SR-71 을 획득하였습니다. 그리하여 SR-71 은 저피탐 기술이 빚어낸 최초의 항공기가 되었습니다.

형상, 특수 코팅, 배출열을 감소시키기 위해 연료에 첨가된 세슘에도 불구하고 SR-71 은 고속에서 기체의 가열과 가열된 배출 가스의 흐름으로 인해 쉽사리 탐지되었습니다.


하늘에서의 "투명인간"

미국인들은 러시아 물리학자의 아이디어에 기반하여 새로운 종류의 투명 항공기를 개발하기 위해 움직였습니다. 이 프로젝트는 "비밀", "은폐" 등의 뜻을 가진 영단어 stealth 로부터 따와 "스텔스" 라 불렸습니다.

1990년대 초, 미국은 극도로 특수한 종류의 항공기를 공개했습니다. "스텔스" 의 두 가지 변종에는 F-117 전폭기와 B-2 중(重)형 전략폭격기가 있습니다.

한편, 80년대 소련은 설계자가 배반하고 믹구으로 이민간 것에 대해 분개하여 우핌체프의 "스텔스" 아이디어에 기반한 작업을 중단시켰습니다.


러시아의 스텔스 기술

그러나 이러한 기술의 비밀을 오랜 시간동안 가지고 있었던 소련이 왜 미국을 능가하는 "스텔스" 를 만들지 못했느냐에 대한 의문이 남습니다.

알다시피, 소비에트 시대에서 방대한 자원은 가장 현대적인 방위 목적의 해결을 위해 소비되었고, 이 추세도 예외는 아니었습니다.

NPO 《률카-사투른》 수석설계자 빅토르 체프킨이 상기한 것과 같이, 이 기술은 소비에트 설계자들에게 잘 알려졌습니다. "다양한 연구소와 함께 조심스럽게 전투에서 구현될 때 "스텔스" 와 일반적인 비가시 기술을 분석하였습니다. 그리고 그들은 방대한 "스텔스" 기술을 적용한 항공기들은 극도로 협소한 항공기 전투 사용 범위를 가진다고 결론내렸습니다. 진정한 "스텔스" 항공기는 특정 목적을 위한 매우 좁은 범위의 전투에서만 사용될 수 있습니다. 그록 기술은 매우 비쌉니다." -그가 말했습니다.

최소 2개의 소비에트 KB (설계국 ─ 역자 주) 가 다른 형식의 스텔스 항공기를 제작하고 시험하였습니다. 권위있는 위원회는 "비가시" 기술이 별 효용이 없다고 결론지었습니다.

첫째로, 우핌체프 아이디어에 기반하여 생산되는 비가시 항공기는 그 형상으로 인해 낮은 속도와 기동성을 가지며, 이것은 전투 기동에 적합하지 않습니다.

둘째로, 항공기는 가시 및 특수한 고주파 레이더 수단에 탐지될 수 있습니다. <하략>..

셋째로, 이러한 항공기의 단가는 매우 높습니다. 비교해보자면, B-2 폭격기의 단가는 11.57억 달러이며, 항공 역사상 가장 비싼 항공기입니다.

그러나 스텔스 기술은 양편에서 거절당하지는 않습니다. 스텔스 기술은 소비에트 전투기 - MiG-29 와 MiG-27 의 설계와 협력하였습니다. 새로운 러시아 항공기들 - 전투-폭격기 Su-34, 경량 전선 전투기 MiG-35 및 중(重)전투기 Su-35S - 또한 피탐성이 감소되었습니다. 미래 러시아 5세대 항공기 - 중(重)형 다목적 전투기 PAK-FA 와 장거리 전략 폭격기 PAK-DA - 는 비가시 항공기 설계입니다.

또한, 현재 국가 시험을 거치는 중인 PAK-FA 는 KRET 이 개발한 새로운 능동 위상 배열 안테나 (AFAR) RLS 를 장비할 계획입니다. 배열 안테나 면은 눈에 덜 띄게 ESR 감소에 상당히 기여하도록 기울어져 있습니다.

5세대 전투기에 요구됨에도 불구하고 러시아와 미국의 설계자들은 원칙적으로는 동일하지만, 다른 핵심이 하나 있습니다 - 미국은 저피탐성을 대신할 초기동성을 거부합니다.

조국의 전문가들의 의견은, 기동성은 군 항공에서 증대된 중요성으로 자리매김할 것입니다. 이 기여는 단지 레이더의 개발과 새로운 고주파 레이더의 등장 뿐 아니라, 미국의 5세대 전투기의 "독점" 의 점진적 소멸에도 기여합니다. 모든 것 이후, 두 저피탐 전투기의 전투 전술은 과거로 회귀할 것입니다.


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