해양운송연구부 김윤식 선임연구원

 스텔스 기술은 함정, 항공기 등과 같은 군수 장비들의 피탐성(적에게 탐지되는 특성)을 낮추는 기술을 통칭하는 기술을 의미한다. 스텔스 기술은 1차 세계대전 이전부터 주로 항공기에 적용되어 왔으나 1990년대 초 제 1차 걸프전에서 미국의 B-2 폭격기와 F-117 전투기의 등장으로 일반인들에게도 널리 알려지기 시작하였다. 전자장비의 발달로 인해 탐지기술이 비약적으로 발전해왔고, 이에 대응하는 개념으로 아군의 생존성을 향상시키기 위해 피탐성을 줄이는 방안도 다양한 분야에서 개발되어 적용되고 있다.

 스텔스 기술에는 대응하는 탐지장비에 따라 레이더(RCS), 적외선(IR), 수중방사소음(URN) 등 다양한 분야를 포함하며 각각의 스텔스 기술은 별개의 신호원으로 관리되는 대상이 아니라 통합된 시스템으로 설계단계부터 관리된다. 해외의 대표적인 스텔스 함정으로는 스웨덴의 Visby급의 Corvette와 현재 미 해군이 개발 중인 스텔스 함의 시험용 선박인 Sea-Shadow를 들 수 있다.
 

Visby Class Corvette Sea-Shadow

 최근 국내에서도 함정의 설계과정부터 스텔스 성능들에 대한 해석, 저감 및 관리 방안들을 적용하여 신호저감을 통한 스텔스 함정을 건조하기 위한 노력을 기울이고 있다.

 함정의 설계 및 건조과정에서 적외선신호 스텔스 기술의 적용 과정은 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 첫째로 함정의 설계과정에서 적외선신호 해석을 통하여 설계결과에 대한 신호특성 분석을 수행하고 설계결과 평가 및 개선사항 도출 등을 들 수 있다. 둘째로 함정의 설계 및 건조과정에서 적용되는 적외선신호 저감 장치의 개발, 적용을 들 수 있으며, 끝으로 건조된 함정에 대한 적외선신호 계측 및 평가를 들 수 있다. 위 세 과정을 통하여 함정의 설계단계부터 실전 배치까지 지속적인 관리를 수행함으로써 우수한 스텔스 함을 건조하고 운용할 수 있게 된다.

 해양운송연구부는 2002년에 적외선신호 해석용 소프트웨어를 도입하여 함정의 설계단계부터 신호해석을 수행할 수 있는 기반을 구축하였으며, 국내에서 건조된 다양한 함정(KDX-Ⅲ, PKX-A 등)의 설계시 적외선신호 해석을 통한 기술용역을 수행하고 있다. 이러한 기술용역을 통해 신조함의 설계과정에서 적외선신호의 저감을 위한 방안 도출 및 문제점 진단 등을 수행하고 있다. 

함정 적외선신호 해석 과정

 적외선신호 중 중요한 부분을 차지하는 중적외선 대역의 신호저감을 위해서는 함내에서 발생하는 고온의 폐기열을 냉각시키기 위한 냉각시스템(적외선신호 감쇄장치, IRSS)의 적용이 필수적으로 요구된다. 국내에서 건조되는 모든 함정에 적용되는 냉각시스템은 현재 국외에서 수입되어 설치되는 실정이다. 해양운송연구부는 이러한 설비에 대한 국산화를 위한 연구를 수행하고 있으며 지속적인 연구를 통하여 국내에서 설계, 건조되는 함정에 대한 정보의 국외유출을 막고, 국산화를 통한 기술적 자립과 산업, 경제적 기여를 할 것이다. 

                                                     적외선신호 감쇄장치(IRSS) 개념도

 끝으로 실전 배치된 실적함이나 신조함을 건조하는 경우 함의 적외선 스텔스 성능에 대한 평가가 요구된다. 적외선신호는 모형선을 이용한 시험이 불가능하며, 해상시험을 통한 계측당시의 기상상태, 함의 운용상태 등에 매우 민감한 특성을 가지고 있다. 따라서 적외선 카메라와 동시에 기상상태, 함의 운용상태 등을 계측할 수 있는 계측시스템을 구축하여 다양한 정보를 동시에 계측해야만 함의 적외선 스텔스 성능 평가의 신뢰성을 높일 수 있다. 이러한 성능평가를 위한 기반구축으로써 적외선 카메라를 비롯한 다양한 장비를 도입하였으며, 장비의 보정을 위한 클린룸 등의 시설을 구축하였다. 이러한 장비를 활용하여 현재 계측방법, 결과분석 및 평가를 위한 연구를 수행 중이다.

 해양운송연구부는 함정의 적외선 스텔스 성능에 대한 해석, 계측 및 적외선신호 저감기술의 지속적인 연구개발을 통하여 함정의 생존성 향상을 위한 역량을 배가하고, 국내에서 건조되는 함정의 스텔스 성능의 향상을 위해 최선을 다할 것이다.

     적외선신호 계측장비 구축현황 및 계측결과