최초 도입 15주년을 맞는 F-15K

 올해는 우리 공군이 F-15K를 최초로 인수한지 15주년이 되는 해이다. 

F-15K 3호기가 처음으로 성남 공군기지에 도착한 것이 2005년 10월이며, 따라서 F-15K 3호기 인수 15주년을 맞게 된다.

 

주력 전투기 F-15K

 현재 F-15K의 연간 비행시간은 250 시간을 크게 상회하고 있다.

우리 공군 전술기들의 평균 비행시간인 160 시간을 크게 상회하는 수준이다.

10 전투비행단의 F-4E 전투기들이 APQ-120 레이더 등의 스페어 파트 부족 등의 이유로 가동률이 높지 않는 것을 감안하면 한국 공군의 평균 비행 시간을 160시간 가까이 유지하는 것이 F-15K와 KF-16 이다.

또한 불과 59대의 F-15K의 전체 비행 시간이 한국 공군 전술기의 연간 총 비행 시간에서 차지하는 비중이 높다는 사실 또한 짐작할 수 있다.

 말하자면, F-15K는 비교적 적은 숫자에도 불구하고 지난 10여년 동안 한국 공군의 주력으로 자리잡은 것이다.

그럴 수밖에 없는 것이, 공군이 담당하는 주요 성분 작전 대부분이 F-15K를 주력으로 하고 있다.

 항공차단(AI) 임무와 공세제공(OCA), 종심 공격(Deep Strike) 등 장거리 작전 임무에서 F-15K는 F-35A 2개대대 2022년 초도 전력화 이전까지 사실상의 주력이다.

복잡한 임무 계획을 전제로 하지 않은 최대 행동반경의 경우, F-16은  2,000 파운드급 폭탄인 MK.84 2기와 370 갤런 보조연료탱크 2기, (센터라인에) 300 갤런 보조연료탱크 1기, 공대공 미사일 2기를 탑재하고 고고도에서 표적에 접근할 때 약 1,300Km에 가까운 최대 행동반경이 나온다.

비슷한 Configuration에서 F100-P&W-229EPE 엔진을 탑재한 F-15K가 450KTAS의 속력으로 표적에 <저고도>로 접근하여 공격, 이탈할 때 최대 행동반경이 1,280Km ~ 1,300여Km이다.

F110-GE-129A 엔진을 탑재한 F-15K 1차 도입분의 경우, 동일 비행 프로파일 / 동일 Configuration에서 좀 더 긴 행동반경이 나온다.

 이같이 F-16의 고고도 공대지 전투행동반경이 F-15K의 비슷한 Configuration에서 보다 연료 소모율이 높은 저고도로 접근할 때의 그것과 비슷하다는 것은 양자간의 전투행동반경 격차이다.

 앞서 언급한 F-15K의 비행 프로파일을 그대로 F-16에게 적용할 경우, 약 800Km ~ 900Km 정도의 공대지 최대 행동반경이 나오게 된다.

이와 같은 행동반경 격차는 F-16의 항력 민감성 때문에 더욱 벌어지게 된다.

  물론 F-16 / KF-16의  <평형 제어 성능>은 우수하다.

 F-15K의 경우에는 엔진 1기에 이상이 발생할 경우, 이상이 발생한 엔진의 APU를 가동시킴으로써

추력 불균형을 완화하고 FLCS의 평형 제어 로직에 의해 추력 격차에 따른 자세 불균형을 해소할 수 있다.

 F-16의 고유 임무로 인식되어온 방어제공(DCA) 작전 등에서도 실제로는 F-15K가 주력의 위치를 차지하고 있다.

가령 주변국과 충돌 소지가 있는 주요 원격 지역 방공 임무의 경우, KF-16 전투기 <3개 대대 이상>이 투입되어야 방어가 가능한 시간 동안 F-15K <1개 대대>가 동일한 공역을 방어할 수 있다.

 KF-16 전투기는 1개대대씩 업 그레이드 사업으로 발이 묶이면서 지금까지 다른 상황에 놓이게 된다.

 주로 F-15K가 원거리 방공을 위한 CAP을 담당하면, KF-16은 F-15K의 각 대대간의 임무 교대 사이 시간 동안 동일한 방어 공역을 커버하는 식으로 운용되고 있다.

또한 F-15K와 KF-16이 함께 공대공 작전 임무에 투입되어도 F-15K는 높은 고도를 확보하여 에너지와 상황 인식을 확보하여 적대 항공세력과 교전하는 핵심적인 역할을 담당하며, KF-16은 중고도 이하에서 F-15K보다 우수한 기동 성능 등을 이용하여 상대적으로 낮은 고도에서의 공대공 교전을 담당하는 로우 엔드 전투기로 운용된다.

 F-15K의 우수한 장시간 체공 능력과 표적 획득 성능, Link 16을 통한 항법 정보의 공유와 개선, 높은 수준의 탑재 능력에 기인하는 바가 크다.

 

국방부 JSOP 계획의 F-15K 업그레이드와 극동 러시아군 Su-35 전투기 대결

또다시 극동 러시아군은 Tu-95 폭격기나 A-50 조기경보통제기를 보내면서 호위 전투기로 Su-35를 보낼 것이다.
 
2019년 7월 24일 러시아 당국은 추후에 자기들의 비행을 방해할 경우 강력 대응할것이라고 언급하였다.

그것이 바로 장거리 호위전투기를 끌고 내려오겠다는 얘기다.  물론 공중급유 2회를 받아야 하는 전제 조건이 따른다.

 단순히 호기심 내지는 흥미 차원에서 F-15K와 Su-35를 비교하면 적어도 총체적인 성능 면에서는 좀 더 최신 기술이 도입된 Su-35가 앞선다는 것을 부인할 수 없다.

 러시아제 레이더 중에서는 중국의 Su-30MKK2에 탑재된 Zhuk-MS / MSE 레이더가 F-15K의 AN/APG-63(V)1 레이더와 유사한 성격의 시스템이라고 할 수 있다.

실제로 두 시스템을 탑재하는 전투기(Su-30MKK와 F-15K)들은 서로 그 성격이 유사한 장거리 다목적 전투기들이다.

 그러므로 당연히 Zhuk-MS보다 향상된 체계인 <Su-35의 Irbis E> 는 전반적으로 F-15K의 APG-63(V)1보다 우수하다고 할 수 있다.

 Irbis-E가 APG-63(V)1보다 우수한 점은 우선 일반적으로 PESA가 기계주사레이더보다 우수한 점은 모두 다 해당된다. 

Beam agility, 높은 Gain, 추적 모드에서 빔 포밍 기법 사용 시에 더욱 우수한 빔 샤프닝 특성, 더욱 많은 동시 추적 가능한 목표 숫자 등이 Irbis-E 가 F-15K의 APG-63(V)1 레이더보다 우수한 점이다.

여기에 더해 알려진 바와 같이 탐지거리도 Irbis-E가 더욱 길다.

 무엇보다 Irbis-E 레이더를 탑재한 Su-35가 APG-63(V)1을 탑재한 F-15K보다 편대 단위 이상에서의 전술 구사 시에 더욱 유리하다는 점이 Irbis-E의 (F-15K의 APG-63(V)1 레이더와 비교할 때) 가장 큰 장점이다.

우선 Irbis-E의 패시브 어레이를 0도에 정렬시킨 상태에서도 기계적인 구동을 하지 않을 때의 스캔 영역을 거의 동시에 스캔하지만 APG-63(V)1은 그렇지 못하다.

이 때문에 동일한 규모의 편대 간에 BVR 교전을 하게 되면 F-15K가 더욱 타이트하게 편대 구성을 할 수밖에 없다.

게다가 Irbis-E는 기계적인 구동이 더해져서 스캔 영역 자체가 크다는 점을 감안하면 이런 격차는 더욱 커진다.

 그리고 Irbis-E를 탑재한 Su-35는 F-15K를 상대로 할 때 스캔 볼륨 차이를 이용하여 F-15K의 사각에서 공대공 미사일을 발사할 수 있는 것도 Su-35의 이점이다.

이렇게 서로 Aspect 차이가 큰 상태에서 Su-35가 먼저 결심해서 중거리 공대공 미사일을 발사할 수 있다는 것도 이점이다.

 F-15K는 장거리 탐색 시에 PRF가 큰 모드를 사용하게 된다.

이러한 모드는 하방 탐색에 유리하고 거리 분해능이 우수하지만, 대신 속도 분해능이 부족하고 따라서 교차각이 큰 표적을 탐지, 추적하기에 적합하지 않은 단점이 있다.

이같이 PRF가 큰 장거리 탐색 모드는 고성능 장거리 요격 전투기의 기계 주사식 레이더에 대부분 포함되어 있다(예 : APG-63(V)1, ECR.90 등).

반면, Irbis-E 레이더의 경우 개별 표적에 대한 신호 갱신율이 높다는 점 때문에 중간 정도의 PRF를 사용하더라도 신호를 날카롭게 포밍하는데 보다 유리하다.

이 때문에 교차각이 큰 표적을 안정적으로 추적하여 요격하는데 더욱 유리하다고 할 수 있다.

여기에 더해서 Irbis-E 레이더는 위상배열레이더를 기계적인 안테나 구동 체계에 결합한 하이브리드 시스템이기 때문에 적대 항공기의 중거리 공대공 미사일의 Envelope를 크게 위축시키면서 동시에 높은 PRF를 사용하는 장거리 탐색 모드에 의한 탐지를 피하기 위해 높은 교차각으로 이탈하면서 지속적으로 표적에 대한 중거리 공대공 유도탄 지령 유도가 가능하다.

극동 러시아군에  Su-35를 2개~3개 대대를 배치했기 때문에 우리 공군의 F-15K 업그레이드 또한 적정 시기에 진행되어야 할 것이다.

전면전이 아닌 지금같은 평상시 우발 충돌 대응 상황에서 F-15K 의 역할이 크기 때문이다.

 AESA 레이더와 EPAWSS, 신형 임무 컴퓨터(ADCP-2)의 통합을 중추로 하는 업그레이드 프로그램이 Su-35의 위협에 대응할 수 있다.

업그레이드의 핵심이라고 할 수 있는 AESA 레이더의 경우에는 장기적인 운용 유지 측면에서 APG-82(V)1 시스템이 최상의 선택이다.

AESA와 함께 DEWS와 같은 EPAWSS는 추후 스텔스 전투기와 함께 카운터 스텔스 임무를 수행하고, Su-35와 같이 장거리 탐지가 가능한 위상배열레이더를 보유한 전투기와 교전하기 위해서도 반드시 필요한 장비이지만, 장기간의 운용 유지 측면에서도 합리적인 체계다.

이는 해당 시스템이 미 공군의 F-15E에 통합되어 장기간 운용될 예정이기 때문이다.

이미 F-15K 운용 초반에 우리 F-15K에만 통합된 여러 시스템으로 인해 운용 유지에 어려움을 겪었던 전례가 있는만큼, 추후 업그레이드에서는 미 공군 등의 선택에 발 맞추어 합리적인 군수지원 여건을 구축해야 한다.

[디펜스 투데이]