사용자:Pleiades2003

공중전에 대한 지식이 없는 일반적인 사람들에게 현대 공중전은 영화에서 보는것 처럼 적기를 눈으로 확인하여 꼬리를 잡고 미사일을 락온해 발사하는게 일반적이다

근데 실제 현대 공중전은 많이 다르다
일단 공중전은 크게 두가지로 나뉜다

BVR과 ACM
 
BVR은 Beyond Visual Range
그니까 가시거리 밖 교전으로, 대개 10해리(18.52km) 이상 거리의 적기와 교전을 의미한다

ACM은 Air Combat Maneuvering
가시거리 밖 교전과는 정반대로 가시거리 내에서 이뤄지는 전투로, 기동을 통해 적기를 격추해야 하기에 이와같이 불린다
흔히 아는 도그파이팅이 이거다

일단 교전에 참가하는 전투기는 4세대 전투기고 중거리(또는 장거리) 와 단거리 두 종류의 미사일을 다량 장착한다 가정하고 설명한다
또한 교전 상황은 2 대 2 교전이고 두 진영 모두 조기경보기가 있다고 가정하겠다

일단 미사일의 종류를 알아보자

1. 반능동 레이다 유도 미사일, 레이다로 유도하는데, 미사일이 명중할때까지 레이다로 적기를 락온해여 한다

2. 적외선 추적 미사일, 적기의 엔진이 방출하는 적외선을 추척한다

3. 능동 레이다 미사일, 미사일이 레이다를 내장해 어느 정도 거리에서는 자체 레이다로 적기를 유도한다

이제 본론에 들어가자

제 1장. BVR 교전

1단계. 미사일 발사
BVR 교전의 핵심은 에너지다

미사일은 공기 밀도가 낮아 공기 저항이 적은 고고도에서 발사할수록, 더 빨리 비행하는 비행기에서 발사할수록 더 빠른 속도에 도달 가능하다.
이를 다르게 말하면 미사일의 사정거리가 증가하고 적기의 격추 가능성이 높아진다는거다

미사일도 적기와의 거리가 멀다면 포물선을 그리게 되고 공기 밀도가 낮아 더 빠른 속도로 비행 가능해 긴 사정거리를 확보할수 있으니 '로프트' 라는 기동을 수행할거다
뭐 거창한건 아니고 그냥 발사 후 20~30도 정도 각도로 높이 올라가는거다

뭐 그래서 미사일을 적기에 발사 했다
그럼 이 이후는?

거의 모든 중거리(또는 장거리) 미사일의 경우 레이다 능동 유도식 미사일인데, 이 미사일의 경우 미사일 지원이 가능하다

능동 유도식의 특징은 발사 후 적기까지 날아간 후에 자체 레이다를 작동시켜 적기로 유도되는 시스템인데, 이 날아가는 동안에 미사일의 자체 레이다는 출력도 약하고 전기 조달 수단도 배터리 뿐이라 적기를 추적할수 없기에 그냥 적기의 위치를 추정해 날아가는 수 밖에 없다

지원 방식은 간단하다 적기를 계속 락온하고 있으면 된다. 적기를 락온한 상태에선 적기의 위치, 비행 방향, 속도를 지속적으로 미사일에 업데이트해줄수 있기에 미사일이 지속적으로 궤적을 수정할수 있다
때문에 미사일을 지속적으로 지원해주면 적기 격추 확률이 높아진다

2단계. 적기로부터 방어

문제는 BVR 교전에선 적기도 똑같은걸 하고 있을거란거다
거기에 4세대 이상 전투기들이 갖고있는 레이다는 락온걸때랑 미사일 발사할때마다 전파 파장을 바꾸던 이전 시스템과 달리 TWS라는 시스템을 이용해 반사된 전파를 컴퓨터로 분석해 락온을 걸고 미사일을 유도시키기에 적기가 락온을 해도, 적기가 미사일을 발사해도 레이다 전파를 탐지하는 RWR이라는 장비에 감지가 안된다
그저 RWR은 지속적으로 적기의 레이다가 내 전투기를 감지하고 있다고만 할 것이다

암튼 때문에 미사일이 전투기에 가까이 다가와야만 미사일 경고가 울리는데 이때쯤 미사일의 거리는 15km 남짓으로 매우 가깝기에 대처가 쉽지 않다
(15km는 먼거리 같지만 마하 2의 속도로 22초 남짓인데 실제 접근 속도는 마하 3 이상일때도 있으니 대처할 시간이 거의 없다)

그래서 방어 비행을 해야한다
방어 비행을 할 경우 지원하지 못하므로 적기 격추 확률은 낮아지겠지만, 적기도 비슷하게 미사일을 쏠테니 미리 방어에 들어가면 적기의 미사일로부터 도주하기 쉬워지기에 생존성이 높아진다
(그리고 사실 요즘은 미사일이 조기경보기의 데이터를 받아 적기에게 유도되는등 적기를 락온걸지 않아도 미사일 지원이 되기도 한다)

방어에는 두 가지 방법이 있다

첫번째 방법은 바로 노칭이다(Notching)
이게 상당히 정교한 기술인데, 어려운 부분이 등장하니 긴장하시고....

기존의 펄스 레이다는 굉장히 큰 문제가 있었다
펄스 레이다는 주기적으로 레이다 전파를 방출하고, 다른 비행기에 반사된 전파를 탐지하는 방식으로 비행기를 찾아낸다
근데 문제는 지면도 레이다 전파를 반사한다는것
다르게 말하면 다른 비행기가 내 비행기보다 낮게 날면 그 다른 비행기에 반사된 전파가 지면에 반사된 전파 사이에 섞여서 레이다에 돌아오기에 다른 비행기의 탐지가 불가하다는거다

그래서 개발된게 펄스 도플러 레이다이다
펄스 도플러 레이다는 도플러 효과를 이용한다
도플러 효과에 따라 다른 물체에 반사된 전파는 물체의 속도에 따라 미묘하게 파장이 변한다
즉, 지면에 대한 내 비행기의 속도를 지면에서 반사된 전파의 파장 변화량을 알 수 있다
근데 다른 비행기의 경우 일정한 속도를 갖고 비행하기에 지면과는 상대속도가 다르니 컴퓨터를 이용해 지면과 같은 상대속도로 이동하는 물체에서 반사된 파장의 전파를 무시하는 필터를 씌우면 다른 비행기가 나보다 아래에 있던 아니던 감지가 가능하다

다시 노칭에 대해 얘기해 보자
방금 컴퓨터가 지면과 같은 상대속도로 움직이는 물체에서 반사된 전파는 무시한다고 하지 않았나?
이걸 이용하는거다
적기의 진행방향에 대해 90° 각도로 비행하면 지면과 상대속도가 똑같다

그러니까 적기의 진행방향에 대해 90° 각도로 비행하면 적기의 레이다에 감지되지 않는다
그니까 미사일을 발사하고 저고도로 내려가 노칭에 들어가면 꽤나 안전한 위치에 놓인다
뭐 노칭을 수십분씩 할수는 없는게 문제긴 하다

아니면 아예 미사일을 발사하기도 전에 중고도에서 노칭에 들어가 적기로부터 안전한 위치에 들어간 후 적기가 가까이 다가올때까지 기다린 후 더 격추 가능성이 높은 미사일을 적기에 쏘는 전략도 있다

두번째 방법은 급강하해서 산이나 언덕같은곳 뒤에 숨는거다
이 경우 정말 확실한 방법이지만, 다시 적기와 교전하기 위해 산을 넘어 공격적 비행에 들어갈 경우 적기가 산 주위를 스캔하고 있을터이기에 적기를 찾아야 하는 나와 달리 적기는 산 능선을 넘자마자 날 찾을수 있으니 상당히 불리한 포지션에 들어가고, 적기가 높이 떠 있을 경우 내가 쏜 미사일이 적기를 맞추기 어렵다는 문제가 있긴 하다


3단계. 미사일 방어
미사일이 자체 레이다를 가동해 내 전투기를 추격하기 시작하면 RWR이 미사일을 감지하고 경고하기 시작할 것이다

이때는 여러 방법이 있다
적기의 종류를 파악해 적 미사일을 추측한 후 어느정도 거리에서 발사된 미사일인지를 가늠해 적 미사일이 느린 상황이라 판단되면 그저 스플릿 S라 불리는 기동을 해 고도를 낮추고 속도를 올려 도주할수도 있다
또한 미사일은 기동성이 좋지만 기동할때마다 상당한 에너지를 잃기에 미사일의 부스터 점화가 끝난 상황이면 급기동을 해서 미사일이 따라잡기 못하게 유도하는 방법도 있다

근데 만약에 적 미사일이 정말 가깝고 속도도 빠르다면 노칭에 들어가야 한다
이때 레이다를 반사시키는 채프를 뒤에 뿌려 적 미사일이 채프를 내 비행기로 생각하도록 유도시키면 더 피할 가능성이 높아진다

아니면 고도가 충분히 낮다면 산 뒤로 숨어도 좋다


4단계. 전략적 전투
물론 미사일의 원래 목적은 적 전투기의 격추이다
하지만 총탄도 마찬가지로 적 사살을 위해 개발되었지만 엄호를 위해 사격하듯 미사일도 마찬가지다

아까 BVR 교전의 핵심은 에너지라고 하지 않았나
에너지엔 위치에너지와 운동에너지가 있다
그러니까 고도 역시 에너지로 보아도 무방한것이다
만약 격추 확률은 낮더라도 장거리 미사일을 쏘면 적기는 방어를 해야한다
그리고 방어의 핵심은 저고도로 하강이다
그러니까 장거리에서 적기에게 미사일을 쏘면 상황을 좀 유리하게 끌어갈수 있다

그리고 동료 전투기, 그러니까 윙맨과 함께 상의를 통해 한쪽이 고의로 고도를 낮춰 적의 미끼가 되고, 적기가 정신없이 뒤쫗을때 다른 나머지 아군기가 뒤쫗을수도 있다


5단계. 크랭킹(Craking)
적기와 여러번 미사일을 교환하고 나면 거리가 줄어든다
그리고 비행기의 속도, 고도, 미사일의 종류에 따라 미사일에는 No escape zone(NEZ), 그러니까 탈출 불가 구역이 존재한다
크랭킹은 적기와 접근 속도를 줄인 후 적기가 내 미사일에서 탈출 불가할 거리만큼 접근하는 기술로, 1 대 1 상황에서 사용된다. 적기가 아무런 반응을 하지 않는 상황에서 내가 크랭킹을 사용한다면 교전에서 승리할 가능성이 매우 높다

일단 단계는 이와 같다
1. 적기와 정면으로 접근한다. 속도는 최고속도로 가속

2. NEZ+15해리 거리에서 왼쪽 또는 오른쪽으로 선회한다. 이때 선회 각도는 레이다가 전파를 쏠수 있는 최대 각도로 선회하여 가장 적기와 접근속도를 늦추면서도 락온을 잃지 않도록 한다

3. NEZ+3해리 거리에서 적기를 향해 기수를 돌리고 비행기를 뒤집은 후 NEZ에 도달하면 미사일을 발사, 스플릿 S로 도주한다
이 경우 적기가 적기의 NEZ에서 미사일을 나에게 발사하더라도 스플릿 S 덕에 최고속도 + 중력으로 인한 가속이 더해져 적 미사일로부터 도주 가능한 반면 적기는 할수 있는것이 없다

물론 적기도 크랭킹을 시도할 수 있고, 이 경우 똑같은 절차를 반복하며 도주하다가 거리를 더더욱 좁아지면 이제 공중전의 다음 장이 열린다



제 2장. ACM 교전
이제 근접전이다
근접전은 미사일이 좀 바뀐다
기존까지 우리가 얘기한 미사일은 레이다 능동 유도식이었다. 이젠 적외선 추적 미사일이 빛을 발한다
물론 근거리에서도 레이다 능동 유도 미사일은 충분히 사용 가능하다. 사실 근거리에선 발사 하자마자 내장 레이다를 가동해 적기를 추적하는 ACM모드라는게 있다
그러나 레이다 능동 유도 미사일은 대개 중거리용이다 보니 무게가 무거워 가속력도 느리고 선회력도 비교적 좋지 않아 어느정도 거리 이내에선 적외선 추적 미사일이 빛을 발한다

레이다 능동 유도 미사일은 비교적 선회력이 좋지 않다보니 근거리에선 급기동, 노칭이나 지형지물을 이용하면 회피할수 있다

암튼 이제 적외선 추적 미사일
적외선 추적 미사일의 회피 방법은 많은 사람들이 잘 알고 있는 플레어다
문제는 적외선 추적 미사일은 레이다 락온과는 무관하다보니 경고가 불가하다
다르게 말하면 오직 육안으로 확인하는게 유일한 방법이다
그리고 단순 플레어 사출도 문제가 있다. 요즘은 미사일들도 똑똑해져 비행기의 엔진보다도 뜨거운 플레어를 구분하기도 하기에 단순한 플레어 사출로는 회피가 쉽지 않다

그래서 여러 기동이 필요하다

1. 정면에서 날아올 경우
적 미사일을 발견하면 일단 엔진 추력을 최소 추력으로 줄이고 플레어를 사출하며 사진처럼 최대한 타이트하게 배럴롤에 들어간다

2. 측면에서 날아올 경우
적 미사일을 발견하면 엔진 추력을 최소로 줄이고 미사일쪽으로 선회하며 플레어를 사출한다
이후 재 교전에 들어간다

3. 후면에서 날아올 경우
적 미사일을 발견하면 엔진 추력을 최소로 줄이고 기체를 뒤집은 후 쭉 1~2초간 사출, 이후 수직으로 급강하하며 다시 1~2초간 플레어를 사출한다


사실 근접전애서 미사일 발사 자체는 그리 복잡할건 없다
현대 근거리 공대공 미사일은 헬멧에 장착된 디스플레이와 미사일의 유도장치를 연결시켜 파일럿이 보는 방향으로 유도장치가 따라서 돌아 굳이 앞코 부분을 적기에 가리키지 않아도 적기 락온이 가능하다

종류마다 다르지만 보편적인 미국제 AIM-9X 미사일의 경우 좌우 80도씩 총 전방 160도에 있는 적기 락온이 가능하다
그러면 이렇게 락온을 걸면 유도가 되냐고?
ㅇㅇ된다
미국제 AIM-9X, 러시아제 R-73, 이스라엘제 파이썬-5, 영국제 ASRAAM과 같은 최신형 단거리 공대공 미사일의 경우 중력가속도 50G를 버티며 선회가 가능하다
그냥 영상을 보면... 중력을 무시하는거 같다


근데 이제 미사일도 다 떨어졌다
그럼 기총을 써야지

근접전 기동에는 정말 어어어어어어엄청나게 많은 기동이 존재한다
근접전 기동의 요점은 에너지 유지력, 공기 흐름에 대해 비행기의 기수가 이루는 각도인 받음각, 선회속도, 추력대 중량비 정도가 있겠다

선회 속도가 빠르면 적기의 꼬리를 잡기 쉽고, 에너지를 잘 유지할수 있으면 긴 싸움에서 유리하며, 높은 받음각에서도 비행이 가능하면 저속 비행에 유리하고, 추력대 중량비가 높으면 가속력이 높고 수직기동에 유리하다

그리고 또 하나, 일명 Supermaneuverability, 그러니까 한국어로 하면 초기동성 이라는게 있다
아마 초기동성중 가장 유명한건 코브라 기동 아닐까 싶다

일반적인 비행기들은 속도가 너무 느리거나 받음각이 너무 높으면 날개 표면을 지나는 공기의 흐름이 불안정해 양력을 잃는 실속에 빠지고 조종성을 잃는다
근데 이 초기동성을 가진 비행기들은 실속 후에도 조종이 가능하다
초기동성은 1975년 미국이 발견해 F-15 STOL/MTD라는 F-15 기반 실험기로 테스트 한 결과 사용시 너무나 많은 에너지가 소모되기에 교전시에 불리하다 판정해 일반적인 기동시 성능을 늘리기로 초점을 두었다
그러나 러시아 전투기, 특히 수호이제 Su-27과 그 기반으로 제작된 Su-30, Su-33, Su-35와 러시아의 최신 스텔스 전투기 Su-57이 사용가능한데, 이중 Su-30SM, -30MKI, -30MKM, -30MKK, Su-35, Su-57는 추가로 엔진 노즐의 각도를 변경시켜 기동성을 극대화하는 추력편향 노즐이 달려있어 이런 미친 기동도 가능하다

당연히 이런 초기동성이 있다면 기수를 빠르게 돌릴수 있어 미사일 및 기총 조준에 큰 이점을 얻을수 있다
근데 문제는 이 초기동성으로 기수를 빠르게 돌리는건 좋은데 만약 한번에 적기를 못 격추하면 문제가 심하다
아까 미국이 초기동성을 포기한 이유가 뭐라고?
ㅇㅇ 에너지 손실이 너무 커서
근데 공중전은 에너지 유지가 핵심인지라 초기동성으로 적기를 한번에 못잡으면 그 이후에는 속도가 너무 느려 오히려 싸움에서 불리하다
얼마나 느리냐면 한 90km/h? 진짜 느리다

가끔 초기동성의 일부이자 가장 유명한 코브라 기동으로 급감속해 뒤에 붙은 적기가 앞지르게 해 쫗기는 상황을 쫗는 상황으로 만드는 전략에 대한 이야기가 나오곤 한다
그런데 중요한건 아까 AIM-9X 기동하는거 보1지 않았는가? 코브라 기동으로 이런 상황을 만들수 있을만큼 적기가 가깝게 접근하기 전에 이미 그런 미사일로 작살났을거다



제 3장. 부가 요소

현대전에서 적기가 미사일을 발사했는지 아는 방법은 육안으로 확인하는거 밖에 없다
근데 길면 100km 거리에서도 미사일이 발사될수도 있는데 이걸 육안으로 포착하긴 어렵...지 않을수도 있다
바로 연기. 그니까 smoke. 때문에 현대 미사일들은 연기가 나지 않는 로켓 엔진을 장착한 미사일을 개발하기도 한다. 공중전에 엄청나게 치명적인 요소가 될수 있기 때문
단거리 미사일의 경우도 연기가 보인다면 회피가 훨씬 쉽기 마련이다

마찬가지로 비행기 구름도 영향을 미친다
비행기 구름이 보인다면 레이다가 아니어도 적기 편대의 규모, 비행 방향, 위치, 심지어는 적기의 종류도 가늠이 가능하다(비행기 구름이 두 가닥이면 엔진 2개의 중전투기임을, 네 가닥이면 폭격기임을 가늠하는 등 대략적 종류를 알고 적 공군이 운용하는 비행기중 가늠이 가능하다)

그리고 기종마다 다르지만 현대 전투기중 몇몇은 IRST라 불리는 장비가 있다
InfraRed Search and Track의 약자로, 적외선 수색 및 유도 장비이다
적외선을 사용하여 전파를 사용하는 레이다에 비해 구름, 기온에 민감하지만, 레이다의 경우 적기가 내 레이다 전파를 탐지하면 경고를 받지만, IRST로 적기를 탐지하고 추적할 경우 적기가 경고를 받지 않기에 아예 레이다를 끄고 IRST만 사용해 접근해서 적외선 유도 미사일을 발사하는 전술도 존재한다

위 공중전 시나리오에서 간과된 요소도 있다
바로 4세대 전투기부터 탑재되기 시작한 레이다 교란장치
레이다 교란장치는 적 전투기 또는 미사일이 사용하는 레이다 주파수를 찾아내 같은 주파수로 잡음을 보내는등 여러 방식으로 적을 교란시키는데, 예시를 이것만 낸 이유는 이 방법 외에는 전부 기밀사항이라 나도 모른다. 암튼 교란장치는 공대공 전투에서 엄청난 우위를 점하도록 한다

위 글에서 보았듯 공대공 미사일의 사정거리는 교전에 엄청난 영향을 미친다
예를 들어 크랭킹의 경우 두 전투기의 미사일 성능이 비슷한 수준이면 크랭킹을 시도하는 쪽이 훨씬 유리하지만, 크랭킹을 하지 않는 쪽이 더 사정거리가 긴 미사일을 장착하고 있다면 크랭킹 시도 하자마자 미사일에 맞는다