미해병대의 상륙공격헬기
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미해병대의 상륙공격헬기
  • 신선규 기자
  • 승인 2019.10.19 17:56
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미해병대의 AH-1Z 줄루 상륙공격헬기의 마리나이제이션

주일 미 해병항공 후텐마 기지 개방행사를 다녀와서

 주일 미 해병대의 요람인 후텐마 기지 개방행사는 통상 초여름에 실시하고 했다. 하지만 올해는 3월초에 부대개방 행사를 했으며 주일미 해병 항공의 중심기지인 후텐마 기지를 다녀왔다. 이곳은 주일 해병대의 중요 자산이 주둔하고 있으며 특히 미 해병의 헬기가 주둔하고 있다.

최근 한국 해병의 수리온 헬기가 인도됨에 따라 상륙공격헬기의 필요성도 본격적으로  대두되고 있는데 이번 방문은 이러한 측면에서 주일 미 해병대의 공격헬기에 대해 가까이에서 살펴보는 좋은 기회였다.

AH-1Z 줄루 상륙공격헬기 제원과 특징(사진 이승준 기자)
AH-1Z 줄루 상륙공격헬기 제원과 특징(사진 이승준 기자)

후텐마 기지에 주둔하는 미 해병대 제 1 항공단은 아열대 도서 지역이다. 이 때문에 이들이 운용하는 주력 항공기인 UH-1Y와 MV-22B, 그리고 AH-1Z는 필연적으로 고온 다습하고 대기 중의 염분 함유량이 높은 아열대 해상 상공에서 자주 비행해야 한다. 그러므로 이들 항공기들에 높은 수준의 marinization이 도입된 것은 당연한 것이라고 하겠다.

후텐마 기지의 미 해병 항공대와 함께 오키나와 방어를 담당하는 모 인접국 역시 그들의 서부 방면대에 첨단 공격헬기를 베치하고 있다. 그러나 marinization이 거의 도입되지 않은 해당 공격 헬기는 오키나와의 아열대 해역 공역에서 작전 능력을 의심받고 있다.

  실제로 해당 공격헬기는 로타 계통의 스트랩 부식으로 인하여 치명적인 사고가 발생하여 아직도 동일 계열의 헬기가 모두 비행중지 상태에 있으며 다른인접국가에서도 꼬리날개 부분에 염분 및 수분에 의한 부식으로 의심되는 문제가 발생하여 가동율이 30% 대까지 저하된 적이 있다.

 

특정부분의 부식에 의한 사고빈발

이러한 사고와 정비문제의 공통점은 모두 특정 부분의 부식에 의한 사고다.

대한민국도 점차 아열대 기후와 유사하게 여름에는 고온과 다습한 날씨로 항공기의 정비에 많은 문제를 야기할 수 있는 기후이며 또한 3면이 바다로 인하여 작전수행간 직 간접적으로 염분 및 습도에 상시 노출되어 임무를 수행하고 있다.

  이러한 관점에서 우리 해병대의 상륙공격헬기 검토시 인접국가 및 미 해병의 사례를 살펴보는 것도 대단히 중요하다고 할 수 있다.

상륙공격헬기는 함상에서 발진하여 해상 공역을 비행하여 바다와 가까운 상륙 지역에서 작전하는 공격 헬기로서 육지 공역에서 작전하는 육군의 공격 헬기와 이질적으로 다른 작전 환경에서 운용된다.

작전 환경뿐만 아니라 정비를 포함한 후속 군수지원 역시 육지로부터 고립된 바다 위의 상륙함 내부에서 운용되기 때문에 육군의 공격 헬기의 그것과 상이한 군수지원체계를 필요로 한다.

이 때문에 해병대의 상륙 작전에 활용되는 공격 헬기는 육군의 공격 헬기의 그것과 다른 작전 환경과 운용 여건을 염두에 두고 설계되어야 한다.

 

AH-1Z 줄루 상륙공격헬기(사진 이승준 기자)
AH-1Z 줄루 상륙공격헬기(사진 이승준 기자)

 

Marinization

오키나와에서 멀지 않은 또 다른  섬나라의 공격 헬기는 해안으로 접근하는 적 상륙정 요격 임무, 그리고 이미 해안에 상륙한 적과 교전할 때 CAS(근접항공지원) 임무 등을 담당한다.

이 때문에 해안 공역 또는 해안 인근 공역에서 주로 작전하는 해당국의 공격 헬기는 해안 상공의 대기 중에 함유된 높은 염도와 강력한 해풍에 자주 노출된다.

또다른 인접국의 경우 공격헬기를 적대 상륙세력을 격멸하기 위한 목적으로 주로 운용하고 있다. 특히 해당 인접국 서부의 도서 지역으로 상륙하는 적대 상륙부대를 격퇴하기 위해 그들 지상작전세력의 서부 방면대에 그들의 공격헬기를 배치하고 있다. 이는 해당 인접국의 공격헬기 역시 해상과 연안의 상공에서 주로 운용되어 강력한 해풍과 고온 다습한 공기, 그리고 염분에 자주 노출된다는 것을 의미한다.

결국 스트랩 팩(strap pack)의 부식과 파손으로 인하여 2018년에 해당국의 공격헬기가 K모 시에서 추락하는 사고가 발생한 후, 해당국은 사고가 발생한 공격헬기 전 기체를 그라운딩하게 된다.

스트랩 팩은 로터의 피치(pitch)를 제어하는 피치 체인지 링키지(pitch change linkage)와 연동된 조종면을 로터 마스트와 연결하는 부품이다. 로터 마스트 회전 중에 로터의 피치를 제어하기 때문에 강력한 기계적인 스트레스가 스트랩 팩에 작용하게 된다.

  특히 앞서 언급한 두 나라의 공격헬기들은 해상에서 작전할 때 강력한 해풍에 노출되며, 이 때문에 아파치의 비행을 해상 상공 또는 해상 인접 공역에서 제어하기 위해 메인 로터와 테일 로터의 기어박스, 트랜스 미션, 그리고 이러한 구동 계통들과 로터를 연결하는 기계적인 connection 등에 높은 기계적인 스트레스가 필연적으로 수반된다.

결정적으로 해당 부품들에 염분이 침투하는 것을 방지할 수 없기 때문에 지속적으로 부식이 진행된 상태에서 높은 기계적인 스트레스가 가해지면서 부식으로 인한 손실 부위에 과도한 응력 집중으로 인한 기계적인 피로 파괴가 진행되어(6mm 크랙 발생) 결국 추락으로 이어지게 된 것이다.

더욱 큰 문제는 해당 부품들은 최소한 부분 분해 정비 단계에서 점검할 수 있기 때문에 비행 전 후의 점검, 정비 단계에서는 문제를 발견할 수 없다는 것이다. 만약 사고를 유발한 부품들에 발생한 손실을 비행 전 후의 점검 단계에서 찾아낼 수 있었다면 사고를 사전에 방지할 수 있는 약간의 여지라도 있었을 것이다.

이와 같은 사례에서 알 수 있듯이 육지 상공과 환경이 상이한 해상과 연안 상공에서 헬기가 작전할 수 있도록 하는 Marinization은 항공기의 방염, 방수 처리뿐만 아니라 기계적인 응력 집중으로 파손의 위험이 높은 부위의 스트레스를 최소화하고 비행 전 후의 간단한 점검으로도 체크하기 용이한 기계적인 스트럭쳐, 그리고 취약 부분을 간단한 점검으로 상시 체크할 수 있는 정비 개념 등을 포괄하는 것이다.

AH-1Z 줄루 상륙공격헬기 (사진 이승준 기자)
AH-1Z 줄루 상륙공격헬기 (사진 이승준 기자)

 

AH-1Z 줄루 공격헬기 Marinisation 요소

요약하자면 공격헬기의 marinisation이라 함은 다음과 같은 것들을 포함한다는 것이다.

 ● 방염/방수 밀봉


 ● 항공기 운용과 안전에 크리티컬한 부분에 대한 해상 공역에서의 운용과 정비에 최적화한 구조 설계


 ● 주요 임무 장비 특성을 해상 또는 연안 상공에서의 임무에 최적화


 ● 사용하는 탄약(공대지 미사일, 공대공 미사일, 공대지 로켓 등)의 해상 전술 환경에 최적화

  그리고 함정(강습 상륙함)에서 운용해야 하기 때문에 함정에서 운용하기 위한 인증 확보와 함정에 격납하고 신속하게 발진 대기시키기 위한 반자동화된 폴딩(folding), 거친 해상 상황에서 함정이 심하게 요동할 때 항공기를 견고하게 결속하기 위한 결속 장치 등도 marinisation에 포함된다.

  즉, 단순히 간단한 방염 처리와 비행 후 염분 제거만 한다고 해서 marinisation이 되는 것은 아니라는 것이다. 다시 말해서 애초에 함상에서 운용을 염두에 두지 않고 설계된 공격 헬기를 임시로 간단한 방염 처리만 한다고 해서 상륙공격헬기가 되는 것이 아니라는 것이다.
호박에 줄을 긋는다고 수박이 되는 것은 아니라는 말은 정확하게 이런 경우에 해당되는 말일 것이다.


이러한 사실들을 염두에 두고 본고에서는 미 해병대의 주력 공격헬기로 운용되고 있는 AH-1Z 바이퍼(Viper) 공격헬기를 타 공격헬기와 비교 분석함으로써 상륙기동헬기에 필요한 것이 무엇인지 살펴보았다.

 

방염/방수 처리

앞서 '간단한 방염 처리'라고 했지만 사실 방염 처리를 한다는 것도 단순한 것이 아니다. 상륙공격헬기로 설계되지 않은 헬기에 완벽한 방염 처리를 한다는 것은 현실적으로 불가능하다는 이야기이다.

 AH-1Z는 처음부터 해상 작전을 염두에 두고 설계되었기 때문에 방염 처리가 설계에 포함되었다. AH-1Z의 설계에 포함된 각종 방염 처리 기법들은 모두 특허가 걸려있으며, 이를 개발하고 항공기에 적용 인증을 하기 위해 10년의 시간이 소요되었다고 한다. 10년이라는 시간과 특허는 헬기의 방염 처리를 위한 각종 기법과 기술이 생각외로 간단한 것이 아니라는 것을 단적으로 보여준다.

 AH-1Z에 도입된 방염/방수 처리 기법 중 공개된 것 몇가지를 소개하자면, 점검창에 결속되는 모든 개스킷(gasket)들을 모두 부품과 에폭시(epoxy)등의 고분자 소재로 밀봉하는 작업이 조립 공정에 포함되어 있다. 각 부품마다 사용되는 에폭시의 무게와 두께 등이 모두 설계 상으로 정량화되어 있으며, 설계 상에 규정된 제원대로 밀봉하기 위해서는 그에 맞는 기자재를 필요로 한다.

이렇게 개스킷들이 모두 두꺼운 에폭시로 도포된 후 개스캣들이 들어가는 결합구에 결속되면 점검창이 밀봉되면서 점검창 내부가 외부로부터 완전히 차폐되어 염분과 물을 포함한 이물질들이 점검창 내부로 침투할 수 없게 된다. 이와 같이 밀봉된 점검창은 부분 점검 정비, 또는 창정비 전에는 일체 개봉하지 않기 때문에 에폭시로 밀봉된 상태가 유지된다.

그리고 외부로 돌출된 부품들을 모두 징크-크로메이트(zinc-chromate) 도료로 도포하는 것 역시 방염 방수 처리에 해당된다.

이런 국지적이고 부분적인 방염 방수 처리뿐만 아니라 AH-1Z 항공기 동체 자체에도 염분과 수분의 침투를 차단하기 위한 도포 처리가 되어 있다.

AH-1Z의 동체는 복합 소재로 제작되어 있다.  해당 복합 소재는 AH-1Z의 기본 공허중량을 체적에 비해 낮게 만듦으로써 AH-1W의 최대이륙중량(14,750 파운드)보다 무려 25% 증가한 AH-1Z의 최대이륙중량(18,500 파운드)에서 페이로드를 크게 확보하는 한편,  수분과 염분에 대한 동체의 저항성을 크게 만든다.

  이처럼 AH-1Z는 동체 자체가 이미 수분과 염분에  노출되어도 견고하게 버틸 수 있도록 제작되었다. 그리고 부식에 대한 저항성이 강한 AH-1Z의   복합소재 기체표면에 추가적으로  부식방지를위해 1차적으로 노란색의 특수 부식방지 기초 페인트(Primer) 를 칠한다음 2차적으로 흑색의 기초 페인트(Primer)를 추가적으로 칠하는 과정을 거친다고 한다.

  흔히 표면의 방수 방염 코팅은 특수한 페인트를 동체에 한 번 바르는 것 정도로 쉽게 생각하지만 이처럼 실제로는 여러 단계의 공정을 거쳐서 marinization의 일부인 항공기 표면 보호 처리가 완성되는 것이다.

  항공기 동체 재질과 방염 방수 차폐 물질의 상호 접착성과 전기적, 화학적 상호 반응성 등을 모두 포괄적으로 고려하여 항공기 재질과 밀봉 물질 간의 상호 반응성을 완화하고 양쪽 모두와 견고한 접착성을 유지할 수 있는 물질을 먼저 기반 물질로 도포하여 항공기 표면에 고착시킨 후, 그 위에 본격적으로 marinization을 위한 차폐 물질을 도포하는 작업을 하는 것이다.

  이러한 2가지의  내부식 기초 페인트를 칠한 다음 비로소 3번째 헬기의 색깔을 나타내는 특수한 페인트로 마감을 하게 된다. 즉 복합소재에 3겹의특수한 페인트로 기체 표면이 완전히 염분과 수분등으로 부터 보호될 수 있도록 내 부식성 작업이 이루어 진다고 한다. 

그리고 marinization으로 인하여 AH-1Z 항공기 내부의 배선 등이 외부의 수분, 염분, 이물질 등으로부터 완벽하게 격리되었음에도 불구하고 동체 내부의 배선과 항전 장비 LRU(Linear Replacement Unit)들도 모두 marinization을 위한 차폐 코팅 처리가 되어 있다.

이와 같이 무수히 많은 결속 부품들을 일일히 밀봉 처리하는 것을 그와 같은 작업이 설계에 반영되지 않은 일반 공격 헬기에 시행하는 것은 불가능하다.

우선 헬기를 완전히 분해하여 결속 부품들을 일일히 밀봉하는 작업부터 가능하지 않다. 그리고 상륙공격헬기로  대부분의 공격 헬기는 방염 밀봉 공정이 설계에 반영되지 않았기 때문에 밀봉을 해야 하는 부품이 무엇인지 파악하고 분석하는 작업을 새롭게 해야 하며, 이것 역시 불가능하다.

그리고 각 부품마다 그에 맞는 marinization 기법을 고안하고 필요한 제원을 산출해야 하며, 무엇보다 설계에 없는 이와 같은 작업들을 새롭게 함으로써 발생하는 무게 증가 등에 대응하려면 AFCS(Automatic Flight Control System)의 비행제어 알고리즘도 다시 설계해야 한다.

요약하자면 처음부터 marinization이 설계 요구에 반영되지 않은 대부분의 공격 헬기들을 AH-1Z와 같이 완전하게 marinization이 되어 있는 항공기 수준으로 해상 상공 작전 환경에 적응시키는 것은 불가능하다는 것이다.

 AH-1Z는 이처럼 여러 단계에 걸쳐서 다양한 부품과 항공기 전체에 marinization 차폐가 적용되었기 때문에 해상 상공의 염분과 수분뿐만 아니라 사막의 저고도 대기 중에 분포하는 대량의 먼지 등 각종 이물질의 기체 내부 침투를 차단할 수 있다.

  덕분에 AH-1Z는 해상 공역을 통해 상륙작전지역으로 투사되는 임무뿐만 아니라 대기 중의 먼지 함유량이 큰 사막에서도, 그리고 높은 기온에 습도가 높고 강우량이 많은 아열대의 우림 지대 상공에서도 작전 가능한 공격 헬기가 되었다.

즉 marinization의 일환으로 도입된 각종 차폐 설계 덕분에 AH-1Z는 단순히 해상과 연안 환경에만 특화된 것이 아니라 중동의 사막과 아프가니스탄의 힌두쿠시 산맥의 고산 지대 등과 같은 다양한 환경의 전장 어디에서든지 운용 가능한 헬기가 된 것이다.

그리고 이처럼 완전하게 외부의 이물질을 항공기 내부로부터 격리할 수 있고 부식이 되지 않기 때문에 AH-1Z를 심지어 격납고 외부에 장기간 대기시키면서 운용하는 것도 가능하다고 한다.

AH-1Z 줄루 상륙공격헬기.(사진 이승준 기자)
AH-1Z 줄루 상륙공격헬기.(사진 이승준 기자)

 

 marinization을 위한 구조 설계

앞서 타 기종의 공격 헬기가 스트랩 팩과 테일로터 기어박스 부식과 피로 파괴로 인하여 추락하거나 가동률 유지에 심각한 문제점이 발생한 사례에 대해서 언급하였다.

 AH-1Z는 구동 계통에서 스트랩 팩과 베어링 대부분 배제하고 대신 플렉스 빔(Flex beam)을 도입함으로써 역시 염분과 수분으로 인한 부식 여지를 제거하였으며, 동력 계통에서 구동 계통을 거쳐서 로터로 동력이 전달되는 과정에서 과도한 기계적 스트레스가 발생할 요소도 제거하였다.

이와 같은 혁신적인 구조 설계는 로터 구동에 관여하는 일련의 체계들의 구조를 단순화함으로써 해상 공역 또는 연안 공역에서 운용할 때 염분 등이 침투할 수 있는 여지를 최대한 배제하고 있다. 다른 일반 기종과 비교시 로터 구동 계통의 구성 부품 종류가 무려 73%가 감소하였다.

이처럼 단순화를 통해서 해상 작전 환경에서 기계적인 신뢰성을 극대화하고, 정비 점검 소요를 최소화함으로써 비행 전후의 간단한 점검과 정비에서도 로터 구동 계통을 간편하게 점검할 수 있도록 함으로써 비행 후에 곧바로 약간의 기계적인 문제도 곧바로 발견하여 조치할 수 있도록 한 것이다.

 AH-1Z에 도입된 함상 운용 최적화 정비 솔루션은 이에 그치지 않는다. 제작사의 기술 인력의 지원을 받을 수 있는 지상의 기지와 달리 고립되어 있는 함상에서는 함내 자체 인력만으로 정비를 할 수 있어야 한다.

즉, 함상 운용을 염두에 두지 않고 설계된 대부분의 공격 헬기들은 부대에 파견되어 상주하는 외부 민간인 인력의 지원을 받을 수 있기 때문에 굳이 부대 자체 인력만으로 모든 단계의 정비를 해결하기 위한 정비 설계가 필요하지 않은 반면, AH-1Z는 함내의 부대 자체 인력과 시설, 기자재만으로 창급 정비(오버홀)을 제외한 모든 단계의 장비를 함내에서 자체적으로 해결할 수 있도록 설계되었다.

 

최적화된 로터 형상 설계

 AH-1Z에 도입된 marinization 설계는 로터에서도 찾아볼 수 있다.

해상에서 헬기가 비행할 때 강력한 해풍으로 인하여 로터가 강력한 간섭을 받으면서 심한 플랩핑(Flapping) 현상이 발생할 수 있다. 이는 비행 안전을 위협하고 해상에서 운용되는 헬기는 이 문제를 반드시 극복해야 한다.

AH-1Z는 주날개 플랩핑(Flapping)을 방지하기 위한 장치가 설치되어 있는데 미 해병 조종사에 의하면 함상에서 강력한 로타 브레이크와 주날개 플래핑 방지 장치가 없을 경우 시동 정지간 강한 돌풍으로 주 회전익의 플랩핑(Flapping)에 의해 날개가 헬기 동체를 손상시킬 수도 있다는 것이다.

함상운용에서 가장 중요한 부분은 로터 날개를 접을 수있는 Blade folding 장치이다.

 AH-1Z의 주날개를 접는 장치는 반자동( Semi Automatic)으로 약 2-4분내에 신속하게 주 날개를 접거나 임무수행을 위해 펼 수 있다고 한다. 상대적으로 수동으로 주날개를 접거나 원상태로 복귀시킬 경우 정비사들이 주날개 부분의 동체에 올라가서 긴 시간 동안 수동으로 작업을 해야하기 때문에 작전적 측면에서 유사시 신속하게 임무수행하는데 큰 애로사항으로 대두될 가능성이 높다.

 AH-1Z에는 함상에서 강풍과 돌풍및 파도에 의한 배의 움직임으로 부터 신속하게 헬기로타를 정지시키기 위한 강력한 주 날개 브레이크(Rotor Brake) 장치가 장착되어 있다. 이것 역시 AH-1Z가 함상 운용에 특화된 면모라고 할 수 있다.

 AH-1W를 전면적으로 재설계하여 AH-1Z를 개발하면서 AH-1Z는 AH-1W와 많은 부분이 바뀌면서 사실상 AH-1W와 다른 항공기가 되었다.

특히 AH-1Z의 로터 블레이드는 AH-1W의 그것과 완전히 다르다. 로터 블레이드의 숫자도 AH-1W의 그것(로터 블레이드 2개)보다 더욱 증가한 4개이며, 로터 블레이드의 공력 특성도 다시 설계되었다. 즉, AH-1Z의 로터 에어포일은 AH-1W의 그것과 전혀 다르며, 공력적으로 더욱 향상되었다.

이러한 설계 개선으로 인하여 AH-1Z는 지면효과(HOGE)가 전제되지 않는 해상 공역에서의 최대 이륙 중량이 AH-1W보다 더욱 증가하였다. 이로 인하여 증가한 페이로드를 더욱 효과적으로 사용하기 위해 AH-1Z의 설계에는 무장이 탑재되는 양쪽 스터브 윙 내부에 연료 탱크가 추가되었다. 이에 따라 AH-1Z는 항력이 큰 해상 공역에서도 높은 페이로드를 가지고 긴 체공 시간동안 작전할 수 있는 공격헬기가 되었다.

 

해상 작전 환경에 특화된 임무 장비

최근 K모국의 첨단 공격헬기의 핵심 임무 장비 중 하나인 Ka 밴드 화력통제레이더의 해상 표적 탐지, 식별에 문제가 있다는 것이 드러난 바 있다.

 K모국이 보유한 해당 공격헬기  36대 중 각 편대(1개 편대에 6대의 공격헬기가 편성되어 있다. 즉,  36대를 운용하는 2개 대대에 총 6개 편대가 편제되어 있다)의 편대장기에 Ka 밴드 사통 레이더가 탑재되어 있다. 이는 각 편대에서 편대장기가 화력통제 레이더가 탐지하여 식별하고 추적하여 생성한 데이터를 편대원 항공기 5대에 배포하는 체계로 운용됨을 의미한다.


앞서 언급한 인접 섬나라가 보유한 공격헬기(K모국보다 한 단계 아래의 구형)  경우에는 IDM으로 배포하고, K모국과 모 섬나라의 공격 헬기의 경우에는 Link 16의 STANAG 5516 프로토콜의 J3.0 메세지와 J3.1 메세지로 reference point와 emergency point 공유하며 J3.5 메세지로 지상 이동 표적 트랙과 고정 표적 좌표를 공유한다. 해상 표적 트랙은 J3.3 메세지로 배포하고 공유한다.

이러한 화력통제레이더를 핵심 임무 장비로 운용하여 생성한 식별 정보와 좌표, 트랙을 이와 같이 편대원들에게 배포, 공유하는 이와 같은 체계는 해상 상공에서 작전할 때 제대로 운용되기 어렵다는 것이 드러난 것이 최근 밝혀진 동형 레이더 문제의 핵심이다.

그리고 Ka 밴드 레이더는 파장이 짧은 Ka 밴드(wavelength : 7.55mm ~ 1.11Cm)에서 작동하기 때문에 해무가 잦은 서해 공역에서 RF 신호 산란 등의 문제가 발생하고 탐지거리 감소가 문제가 될 수 있다. 가장 큰 문제는 파고가 일정 수준 이상 높아지면 파장이 매우 짧은 해당 레이더가 파도와 해상 표적을 용이하게 삭별하기 어려울 수 있다는 점이다.

해당 장비는 marinization에 지장을 초래한다는 점도 문제이다. 동 레이더와 그 밑에 통합된 RFI 장비(해당 공격헬기는 BAE Systems에서 제작하는 고성능 RWR과 별개로 탐지된 RF 신호의 방탐을 위한 RFI도 별도로 보유하고 있다)는 정밀 전자장비임에도 불구하고 해상 상공에서 비행 시에 대기가 함유하는 염분 등에 노출되어 있기 때문에 해상 상공 비행 횟수가 증가하면서 고장이 발생할 여지가 있다. 정밀 전자장비와 소금물은 서로 상극이라는 것은 더 말할 필요도 없는 상식이다.

해당 공격헬기의 또 다른 표적 획득 장비인 EO/FLIR의 경우에도 사용하는 적외선 대역이 해무가 농밀한 환경에서 신호 왜곡이 발생할 수 있는 대역이기 때문에 해상 공역에서 운용 시에 성능 감소가 우려된다.

반면 AH-1Z의 경우 해상 상공 비행 시에 염분 노출에 취약하고 해상 표적 식별에 문제가 있는 단파장 RF 장비(Ka 밴드 레이더) 대신 해상과 연안 표적 탐지와 식별에 특화된 EO/IR 장비인 AN/AAQ-30 TSS(Target Sight System)을 사용함으로써 해상 공역 비행 시의 전자장비 고장 여지를 즐이고, 해상과 연안에서 더욱 우수한 표적 식별 능력을 보유하고 있다.

해당 장비는 앞서 언급한 비교 장비가 장파장 IR 신호를 사용하는 것과 달리 중파장 IR 신호를 사용함으로써 바다에서 발생하는 장파장 IR 배경 노이즈를 원천적으로 걸러낼 수 있으며, 해무가 농밀한 환경에서 IR 신호 수신 감도가 우수하다. 이는 중파장 IR 신호가 대기 중의 수분 입자 함유량이 높을 때 산란과 에너지 손실이 적기 때문이다.

 

함정 운용 인증과 상호 운용성

후텐마 개방 행사에서 만난 미 해병 항공대 AH-1Z  조종사는 함상 운용을 위한 인증(verification)과 이를 위한 평가(evaluation)가 완료된 항공기만 함정에서 운용할 수 있다는 점을 역설하였다. 단순히 평온한 해상 상태에서 상륙함에서 이착륙을 하는 것에 그치지 않고 sea-state가 매우 높을 때에도 상륙함에서 이착륙이 가능하고 상륙함에서 비행 전 후의 정비와 부분 분해 정비, 엔진 교체, 무장 탑재 등 일체의 운용이 가능하려면 상륙함에서 운용 가능하다는 인증을 받아야 한다는 것이다.

 AH-1Z는 처음부터 상륙기동헬기로 개발되었기 때문에 이와 같은 인증을 받기 위한 요소들이 모두 설계에 반영되었으며, 미 해병대에서 전력화되기 전에 상륙함 운용 인증을 이미 획득하였다.

상륙공격헬기로 개발되지 않은 대부분의 공격헬기들은 이러한 인증을 획득하기 위한 시험 평가를 받아야 한다.

그리고 AH-1Z와 같은 상륙공격헬기들을 제외한 대부분의 공격헬기들은 함상 운용 인증을 위한 요소들이 설계에 반영되지 않았기 때문에 함상 운용 인증 평가를 통과할 수 없다.

상륙함 운용 가능 인증을 획득하기 위해서는 헬기의 항전장비와 정밀유도탄약 등과 상륙함의 전자장비 사이의 EMI/EMC, sea-state가 높아서 함정의 요동이 심할 때 안정적인 착륙이 가능하도록 항공기와 함정의 3차원 거동(roll, pitch, yaw)에 항공기의 착륙 모드 비행 제어 동조, 함정의 항공기 유도 체계와 항법 체계(IFF Mode 2를 사용한 항공기 기종과 테일넘버 확인, IFF Mode C 또는 Mode S, TACAN, PAR 등) 운용 가능 여부 그리고 제한된 함내 공간에서의 운용 적합성 등을 모두 검증을 받아야 한다.

추가적으로 공격헬기의 경우 미사일, 로켓트, 및 채프/플레어 무장을 하고 각종 전자장비를 작동한 상태에서 함상에 이착륙을 하게 되는데 이때 각 함정의 다양한 전자장비와 상호 간섭을 일으킬 가능성에 대해 검증되어야 한다고 한다.

만일 이러한 부분이 확인되지 않을 경우 헬기의 로켓이나 플레어 등이 우발적으로 발사될 수 도 있으며 헬기나 또는 함정의 전자장비들이 서로 영향을 미쳐 비정상적인 기능발휘가 될 수도 있다고 한다.

그리고 sea-state가 매우 높을 때 항공기를 함정에 견고하게 결속할 수 있는지 여부도 매우 중요하다.

 AH-1Z 헬기는  함상에 단단하게 결박하기 위한 장치(Mooring)의 고리들이 헬기 주 골격에 연결된 강한부위에 제작단계 부터 장착되어 심지어 태풍 속에 항해하는 상륙함 내부에서도  갑판에 단단하게 고정될 수 있다.

  실제 조종사의 이야기에 따르면 AH-1Z에는 스키드 방식의 강착장치가 결합되어 좁은 갑판에서 헬기의 스키드만 갑판위에 단단히 결박하고 동체의 후미는 갑판을 벗어나더라도 헬기가 고정이 된다고 한다.

즉 좁은 갑판에서최대의 공간을 활용하기에 적합하다는 것이다.
  그리고 꼬리 날개쪽에 바퀴가 달린 다른 헬기의 경우 동체가 완전히 함상내에 계류되어야 하기 때문에 상대적으로 공간활용 측면에서 불리하다고 한다.

한국 해병대는 미 해병대와 함께 연합상륙작전을 해야한다. 그러므로 한국 해병대가 운용할 공격헬기는 미 해군의 상륙함에도 착함할 수 있어야 한다. AH-1Z는 당연히 이미 미 해군 상륙함에서 운용되는 공격헬기이기 때문에 이 문제에 대해서 더 말할 필요없이 완벽하지만 함상 운용을 위해 개발되지 않은 대부분의 다른 공격헬기들은 미 해군 상륙함에 sea-state가 악화되었을 때 이착함을 할 수 없다.

 

마치며

항공기는 최초 설계시 어떠한 목적을 가지고 어떠한 작전환경에서 임무를 수행하도록 설계 및 제작을 했는지가 대단히 중요하다.

해상에서 운용되는 헬기는 특수한 자연 환경과 함상이라는 협소하고 각종 전자장비의 운용이 밀집된 환경을 고려하여

해상화(Marinization)되고 임무수행을 위한 각종 장치와 성능을 보유하게 된다.

이러한 기본 설계 개념은 쉽사리 변경하기 어려우며 육상에서 운용하도록 개념이 정립되고 설계 및 제작된 헬기를 해상에서 운용하도록

개조시에는 많은 기술적 도전과 성능의 발휘가 제한될 수 밖에없을 뿐 아니라 정비 및 안전적인 측면에서도 위험을 감수해야한다.

[디펜스투데이]


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