최근 한국 합동참모본부 관계자는 “첨단 스텔스(隐形) 성능과 전자전 능력을 갖춘 차기 전투기로 미국의 F-35A 40대를 오는 2018년부터 우선 구매키로 결정했다“고 발표했다

하지만 향후 스텔스 기술을 압도할수 있는 반스텔스기술개발 등을 고려하며 차기 전투기 도입을 둘러싼 의혹의 눈길은 가시지 않고있다. 론난의 중심에 선 스텔스 기술과 스텔스 탐지기술이란 과연 무엇인가?

직각 방향의 반사파는 곤난해

전쟁초기 공격기의 능력은 매우 중요하다. 은밀하게 적의 심장부로 날아가 방공망을 무력화시켜 전쟁의 주도권을 잡는 일등공신이기때문이다.

이 공격기에 가장 위협적인것이 바로 대공방어시스템이다. 목표물을 전 방위로 감시하는 탐지레이더가 공중 목표물에 대한 개략적인 위치를 찾아내면 추적레이더가 이 탐지레이더에서 넘어온 데이터를 토대로 찾아낸 목표물만을 집중적으로 추적한다. 지휘관이 최종적으로 미사일 발사를 결심하기 위해선 이들 레이더의 역할이 중요하다.

현재 차세대 전투기의 선두주자로 떠오른 미국 록히드 마틴의 F-35A 기종은 이런 적의 방공망을 무력화시킬 스텔스기술에서 가장 앞서는것으로 평가받고있다.

F-35A의 핵심설계기술이 바로 레이더반사 단면적（RCS)을 최대한 작게 만드는것. 전문가들은 “레이더파는 부딪치는 단면과 직각으로 놓일 때 제대로 반사된다”고 말한다.

이를 위해 스텔스기는 가장 큰 반사 값을 가지는 캐노피(Canopy), 날개의 앞면과 수평조종면, 제트엔진의 공기흡입구, 수직미익, 엔진의 팬(Fan) 등의 형상을 크게 바꾸는 기술들을 채택하고있다.

먼저 가장 큰 RCS 값을 갖는 공기흡입구의 경우 S자 곡선형태로 만들어 레이더파가 반사돼 나갈 때 직선 형태로 나가지 않도록 만드는 방법, 큰 후퇴익, 허리가 잘록한 “블렌디드 윙”， 바디 구조 등이 바로 그것들이다.

여기에다 레이더 전파를 흡수해버리는 도료인 램(RAM)을 도포하면 군용 X-밴드(전파길이가 센치메터) 레이더에는 제대로 포착되지 않는다.

창과 방패 “스텔스와 스텔스 탐지”

스텔스성능 못지 않게 관심을 끄는 분야가 바로 스텔스 탐지기술이다.

통상적으로 요격레이더는 직진성이 강한 극초음파 S 또는 X밴드(3-12GHz)를 목표물에 주사해 반사되는 전자파를 리용, 목표물의 위치 및 속도를 파악하고 미사일의 발사, 요격 등을 수행한다.

이에 비해서 스텔스 전투기는 이런 레이더의 특성을 고려해 외형을 일정한 각도로 특수하게 설계, 레이더 전자파의 반사방향을 일정방향으로 반사시켜 빠져나가게 하거나 흡수되도록 제작한다.

즉 요격레이더가 직진성이 강한 전자파(파장 길이 1-10센치메터)를 스텔스 전투기에 발사하면 다른 각도로 반사시키거나 자체 흡수토록 해 요격레이더로 되돌아오는 반사파의 단면적(RCS)을 최소화시킨다. 이로써 요격레이더는 탐지가 어려워지고 련동된 미사일 발사도 불가능하게 된다.

그러나 전문가들은 “스텔스기술은 결코 비행기를 감추는것이 아니라 작게 하는것”이라고 말한다. 전자파중에 VHF 장거리 레이더(150-300MHz)의 경우 전자파의 파장이 1~2메터로 길어서 스텔스 형상에 영향을 받지 않는것으로 알려져있다.

탐지레이더가 이 전자파를 발사할 경우 스텔스전투기도 일반전투기와 마찬가지로 원거리상에서 탐지가 가능하다는것이 전문가들의 주장이다. 더우기 스텔스능력 향상을 위해 제작된 전파흡수재료(RAM)도 S-밴드(3-4GHz) 이상에서만 흡수되도록 설계돼 파장이 매우 긴 VHF 레이더 파에서는 효과가 작다는것이다.

항공기의 레이더반사 단면적(RCS)은 레이더파의 파장이 길어질수록 증가하고 패시브 레이더(전파를 능동적으로 발사하지 않고 공중에 떠다니는 FM 라지오 전파나 TV 전파를 리용해 물체를 식별하는 기술)가 주로 사용하는 VHF파는 파장의 길이가 0.1~1메터 사이여서 항공기의 RCS를 크게 증가시킨다.

아울러 전문가들은 “이 장파장들은 항공기와 공명을 일으켜 스텔스기의 동체형상기술을 소용없게 만든다”고 강조한다. 현재 체스꼬에서 개발한 "타마라 패시브 레이더"가 이런 능력을 갖고있는것으로 알려져있다.

물론 이 VHF 장파레이더에도 약점은 있다. 전자파 특성상 요격미사일을 발사할 정도의 정밀한 방위각과 거리 정보를 짧은 주기로 반복해서 획득할수 없는것이 최대의 단점이다.

창과 방패의 싸움이라 할수 있는 스텔스와 스텔스 탐지기술 그 최후의 승자는 과학기술력이 결정할것으로 보인다.

사이언스