핵심 요약
KF-21이 무인 편대기와 함께 작전하는 MUM-T(유무인 복합운용) 시대로 향하면서, 잘 알려지지 않은 변수가 떠오릅니다. 여러 기체가 가까이 편대를 이루면 기체 사이의 전자파 간섭으로 편대 전체의 RCS(레이더 반사단면적)가 달라진다는 점입니다. 국내 연구에 따르면 기체 수나 간격보다 편대 대형(formation)이 RCS 변화에 가장 크게 작용합니다. 즉 “어떻게 모여 나느냐”가 피탐지성과 생존성을 좌우합니다.
전투기 한 대의 성능만으로 공중전의 승부가 갈리던 시대가 저물고 있습니다. 이제는 유인 전투기 한 대가 여러 대의 무인기를 거느리고 정찰·전자전·타격 임무를 나눠 수행하는MUM-T(Manned-Unmanned Teaming, 유무인 복합운용)가 미래 공중전의 핵심으로 떠올랐습니다. KF-21도 블록3 단계에서 무인 편대기와의 협동 작전을 추진하고 있죠.
그런데 여러 기체가 한데 모여 날기 시작하면, 단독 비행에서는 없던 새로운 문제가 생깁니다. 바로 편대 비행이 RCS를 바꾼다는 점입니다.
MUM-T란 무엇인가
MUM-T는 유인 항공기와 무인 항공기를 하나의 팀으로 묶어 운용하는 체계입니다. 조종사가 탄 전투기가 ‘지휘 플랫폼’ 역할을 하고, 여러 대의 저피탐 무인 편대기가 적진에 먼저 진입해 정찰·표적 탐지·전자전·기만·타격 임무를 분산 수행합니다.
핵심은 생존성입니다. 위험한 임무를 무인기가 대신 떠안으면, 조종사의 생존 가능성은 높아지고 적에게는 예측하기 어려운 다방향 위협을 가할 수 있습니다. KF-21이 단순한 4.5세대 전투기를 넘어 ‘공중 지휘 플랫폼’으로 거론되는 이유입니다.
편대를 이루면 RCS가 달라진다
여기서 잘 다뤄지지 않는 변수가 등장합니다. 항공기 한 대의 RCS는 그 기체의 형상과 소재로 결정됩니다. 하지만 여러 기체가 가까이 편대를 이루면, 기체들 사이에서 전자파가 서로 반사·간섭을 일으켜 편대 전체의 RCS가 단독 비행 때와 달라집니다.
문제는 이 변화가 피탐지성을 높이는 방향으로 작용할 수 있다는 점입니다. 각 기체는 저피탐으로 설계됐어도, 편대로 모이는 순간 전자파 상호작용 때문에 레이더에 더 잘 잡히는 신호가 만들어질 수 있습니다. 애써 낮춰 놓은 RCS가 편대 대형 하나로 무너질 수 있다는 의미죠. 이는 곧 항공기 생존성의 문제로 이어집니다.
핵심은 ‘대형(Formation)’이다
국내 연구(한국항공우주학회지)는 이 현상을 실제로 분석했습니다. 단순 형상의 비행체들을 두고 편대 비행 시 거리와 대형에 따라 RCS가 어떻게 변하는지를, 고주파 영역 전자기 해석 기법(FEKO의 Physical Optics)으로 시뮬레이션한 것이죠.
흥미로운 결과가 나왔습니다. 동일 고도에서 비행한다고 가정했을 때, 기체의 개수나 횡·종 간격보다 ‘편대 대형’ 자체가 RCS 변화에 가장 크게 작용한다는 것입니다. 즉 몇 대가 얼마나 떨어져 나느냐보다, 어떤 모양으로 모여 나느냐가 피탐지성을 좌우한다는 뜻입니다.
이는 MUM-T 운용에 중요한 시사점을 줍니다. 무인 편대기를 어떻게 배치하고 어떤 대형으로 운용하느냐가 단순한 전술 선택이 아니라, 편대 전체의 생존성을 결정하는 공학적 변수라는 것이죠.
편대 RCS는 어떻게 해석하는가, 광학 기법이 답이 되는 이유
편대 비행 RCS는 실측이 사실상 불가능합니다. 단일 항공기조차 모든 각도에서 측정하기 어려운데, 여러 기체의 상대 위치·대형·거리 조합까지 더해지면 경우의 수가 폭발적으로 늘어나기 때문입니다. 결국 답은 전자기(EM) 해석 시뮬레이션입니다.
그런데 여기에 기술적 난관이 하나 있습니다. 전투기 같은 구조물은 레이더 파장에 비해 전기적으로 매우 거대(electrically large)합니다. MoM(모멘트법), FEM(유한요소법), FDTD 같은 정밀한 풀웨이브(full-wave) 기법으로 이런 거대 구조를, 그것도 여러 대를 한꺼번에 해석하려면 메모리와 계산 시간이 감당하기 어려울 만큼 폭증합니다.
그래서 거대 구조·고주파 RCS 해석에는 광학 기법(점근적 해석)이 쓰입니다. PO(Physical Optics, 물리광학), GO(Geometric Optics, 기하광학), UTD(Uniform Theory of Diffraction, 균일회절이론), MEC(Method of Equivalent Currents, 등가전류법) 같은 방식이죠. 전자파를 광선처럼 다뤄 표면 반사와 모서리 회절을 효율적으로 계산하기 때문에, 풀웨이브 대비 훨씬 적은 자원으로 거대 구조의 RCS를 예측할 수 있습니다. 항공기 엔진 흡입구·덕트처럼 전자파가 여러 번 튕기는 부위는 SBR(Shooting and Bouncing Rays, 광선 추적) 기법으로 다중 반사를 추적합니다.
편대 비행이 까다로운 이유가 바로 여기서 드러납니다. 단일 기체는 자기 표면에서의 반사만 고려하면 되지만, 편대에서는 한 기체에서 반사된 전자파가 옆 기체에 다시 부딪혀 2차·3차 산란을 일으킵니다. 즉 기체 사이의 ‘상호 산란(inter-body scattering)’까지 계산해야 편대 전체의 실제 RCS가 나옵니다. 광학 기법은 이런 다중 기체·다중 반사 문제를 비교적 효율적으로 다룰 수 있어, 다양한 대형·거리 조건을 바꿔가며 RCS를 반복 예측하는 데 적합합니다.
여기에 더해, 여러 플랫폼이 동시에 전파를 주고받는 MUM-T 환경에서는 RCS만으로 끝나지 않습니다. 각 기체의 레이더·데이터링크·전자전 장비가 서로의 전파에 간섭을 일으키는 안테나 간 간섭(Co-Site Interference), 그리고 전자전장비(EW)의 강력한 방사 전파가 편대 내 다른 장비에 미치는 영향까지 함께 해석해야 편대의 실제 생존성을 검증할 수 있습니다.
유무인 편대의 전자기 변수를 푸는 기업, 모아소프트
MUM-T 시대의 RCS 문제는 모아소프트의 핵심 역량과 정확히 맞닿아 있습니다.
모아소프트는 무기체계의 Radar 해석 모델 구성과 RCS 특성 분석 역량을 보유해, 다양한 편대 조건에서 RCS가 어떻게 변하는지를 사전에 해석할 수 있습니다. 또한 여러 플랫폼이 함께 운용될 때 필수적인 안테나 간 간섭(Co-Site) 분석과 전자전장비(EW Suite) 전파 영향성 분석 역량을 KF-21 보라매 체계개발사업과 피아식별장비 성능개량 사업에서 실제로 수행했습니다. 여기에 AI 항공드론기술연구소를 통해 무인 편대기의 비행 신뢰성과 자율비행 검증까지 아우릅니다.
여러 기체가 함께 날 때 비로소 드러나는 전자기 변수 — 모아소프트는 그 보이지 않는 문제를 미리 해석하고 검증합니다.
MUM-T·편대 운용 환경에서 RCS 변화나 전파 간섭 해석이 필요하신가요?
유무인 복합 편대의 피탐지성과 생존성, 그 검증의 출발점을 모아소프트가 함께합니다.
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