해군 구역 방공 구축함과 공군의 연계 작전의 필요성

 상황발생 초기에 공군의 주요 임무 밀도가 높은 상황에서 공군은 가용 전술기의 소티(sortie)를 최대한 효율적으로 운용해야 한다.

이를 위해 공군의 C2 노드와 해군의 C2 노드 간의 유기적인 협력 운용은 필수적이다.

해군이 현재 보유하고 있는 C2 노드는 독도함과 세종대왕급 이지스 구축함 3척이다.

 적대 항공기의 우회 경로 차단과 해상 공역 통제, 탄도 미사일에 대한 조기경보 등의 목적으로 배치된 세종대왕급 구축함을 상시 1척을 배치 할 수 있으며 이를 호위하기 위한 제 7 기동전단 예하 세력 일부가 함께 전개된다.
 
다시 말해 해군 작전사령부 예하 기동전단의 전시 임무 융통성은 높지 않을 것이라 짐작된다.

이지스함이 해상을 통한 우회 경로 차단과 탄도미사일 조기경보를 위해 전진 배치되어 공군의 C2 노드와 연계 운용됨으로써 공군은 상황발생 초기에 공대공 초계 임무에 할당해야 하는 높은 소요 소티를 크게 감소시킬 수 있게 된다.

이는 전선을 유지하기 위한 방어적인 근접항공지원(CAS) 임무와 적의 핵심 공격세력을 격멸하기 위한 전장항공차단(BAI), 전장종심에서의 차단 공격, 대화력전(ATK) 임무 등과 같은 전술적인 임무에 소요되는 밀도 높은 소티 소요를 상당 부분 흡수할 수 있게 된다.

아울러 이와 같이 해군의 구역 방공구축함과의 연계 방공작전을 통해 특정 공역의 방어제공을 위해 배분해야 하는 소티 상당수를 타 임무에 전용하고 공중급유기를 활용함으로써 방어제공과 Kill-box, X-ATK, X-INT 체공대기 소요 소티를 완화함으로써 기계획된 SEAD 임무와 OCA 임무, 탄도 미사일 발사대 타격, 지휘 통제 중추 공격 등에 좀 더 많은 소티를 할당할 수 있게 된다.

이들은 미군의 항공세력이 한국과 한국 주변에 본격적으로 증원되기 전에 한국이 책임져야 하는 임무들이다.

특히 탄도 미사일 발사대 타격과 대화력전 임무 등은 초기의 전략적인 피해를 방지, 또는 최소화하기 위해 신속하게 완수해야 하는 중요한 임무들이다.

한반도 중부 공역의 짧은 종심에 대거 집중될 북한 공군의 항공력을 제거함으로써 중부 공역에서의 절대적인 제공권(Air supremacy), 즉 단순한 항공우세(Air superipty)가 아니라 북한이 중부 공역에서 일체의 항공력 투사가 사실상 불가능한 상태를 최대한 빠른 시간 안에 조성해야 한다.

OCA 임무를 통해 Air supremacy를 달성하는 시간이 빠를수록 중부 공역 방어에 투입해야 하는 소티를 kill box와 BAI등에 전용하여 주요 전선에서의 방어력을 강화하고 아군이 적의 종심으로 기동할 수 있는 발판을 마련할 수 있는 시기를 앞당길 수 있다.

 

해상 C2 노드와 구역 방공체계에 대한 위협

 혹자는 천안함이 북한 잠수정 어뢰에 피격되었던 일을 연상하며 구역 방공 구축함을 주력으로 하여 특정 방공구역의 연속적인 방어 임무를 담당하게 하는 것이 합리적이지 못하다고 생각할 수 있다.

잠수함으로부터의 공격을 인식하고 자함을 방어하는 능력이 부족했던 천안함과 달리, 현대적인 대잠능력을 보유한 한국형 구축함과 대잠헬기로 구성된 1개 분견대(기동전대)를 효과적으로 공격하기에는 북한의 잠수정 역시 성능이 크게 부족한 것이 사실이다.

 이와 같은 해역 함대에 배치된 인천급, 대구급 호위함이 구역 방공임무에 투입된 분견대의 대잠 방어 임무에 로테이션으로 투입될 경우, AW 159 와일드캣 헬기 역시 분견대를 잠수함으로부터 방어하는 경계 임무에 투입될 수 있다.

이들은 해상도가 높은 FLIR와 EO 카메라가 통합된 HIDAS 시스템과 함께 잠망경, 스노켈을 식별할 수 있는 시스프레이 7000E AESA 레이더를 운용하고 있다.

 북한의 소형 잠수함 세력은 현대적인 한국형 구축함과 신형 호위함들에게도 여전히 위협적이지만,북한의 잠수함들 역시 한국형 구축함들을 상대로 전술을 구사하기에는 많은 제한이 있다.

그리고 과거 피격되었던 천안함과 달리 공군과 연계하여 구역 방공임무에 투입되는 방공 구축함들은 북한 잠수정의 공격으로부터 상당한 수준의 생존성을 보유하고 있다.

일례로 오래 전에 해군에서는 북한 소형 잠수정보다 월등히 우수한 소나 체계를 보유한 손원일급(214급) 잠수함으로 세종대왕급 구축함을 모의 공격하는 훈련을 실시한 바 있다.

해당 훈련에서 손원일급 잠수함은 장거리 진행되는 저주파 대역 신호를 탐지할 수 있는 예인소나(TAS-90)와 중저주파 대역 신호를 탐지할 수 있는 측면배열소나(FAS)를 보유하고도 세종대왕급 구축함을 원거리에서 탐지하기 어려웠다고 한다.

이는 세종대왕급 구축함이 대형함이기 때문에 저주파 소음 차폐에 충분한 공간을 할애하였으며, 무엇보다 COGAG 추진방식의 세종대왕급 구축함의 추진체계는 저주파 소음을 만드는

디젤 엔진이 없이 가스터빈 엔진 (LM2500 엔진 4기) 으로만 구성되어 있기 때문이다.

이 때문에 모의 교전 시 현대적인 소나 체계를 보유한 214급 잠수함으로도 세종대왕급 구축함을 효과적으로 탐지하기 어려운 상황이 조성되었던 것이다.

당연히 저주파 소나 등을 보유하지 못하며, 214급 잠수함의 함수소나(CSU-90)보다 기술적으로 크게 뒤떨어진 소나를 탑재한 북한 잠수정은 원거리에서 세종대왕급 구축함을 탐지하지 못하고 잠망경에 크게 의존할 수 밖에 없다.

 

공군의 E-737 공중조기경보통제기와 해군의 KD-3 세종대왕급 이지스 구축함

 세종대왕급 구축함이 특정 방어제공구역에 대한 방어세력과 전역 C2 노드로 운용될 때 공군이 운용하는 대표적인 C2 노드인 E-737 피스아이(Peace Eye) 공중조기경보통제기(이하 조기경보기)와 연계 운용이 이루어질 때 효과적으로 운용될 수 있다.

이와 같은 연계 운용은 양자의 장점과 단점이 서로 다르기 때문이다. 양자는 주로 Link 16 기반 네트워크를 통해 연결된다. 양자의 장점으로 각자의 단점을 보완하고, 양자의 장점들을 모아서 시너지 효과를 구축하는 것이다.

이지스함의 경우 넓은 공간에서 대량의 표적을 추적하고 레이더와 데이터 링크(Link 16)로 아군 항공세력에 대한 상황인식을 확보할 수 있는 반면, 레이더의 탐지 수평선 너머의 표적은 비교적 높은 고도의 표적도 탐지하기 어렵다.

E-737의 경우 L 밴드를 사용하는 AESA 레이더를 운용하기 때문에 이지스함의 S 밴드 위상배열레이더보다 더욱 높은 고도의 전리층까지 커버할 수 있으며(즉 커버할 수 있는 고도가 더욱 높다), 무엇보다 고고도에서 비행하는 항공기(조기경보기)에 통합된 대형 AESA를 운용하기 때문에 탐지 수평선 제약이 거의 없으며, 항공기 자체가 이동하여 사각 지역도 레이더의 스캔 가능 공간 안에 포함시킬 수 있다.

이같이 E-737에는 이지스함의 단점을 보완할 수 있는 장점이 많다. 반면 E-737의 한계를 이지스함의 장점으로 보완할 수 있는 여지도 많다.

우선 이지스함의 AN/SPY-1D(V) 레이더가 스캔할 수 있는 공간 체적은 E-737의 MESA 레이더의 그것보다 크다.

 이지스함에 탑재된 4기의 AN/SPY-1D(V) 위상배열레이더와 E-737의 MESA 레이더로 방대한 공간에 걸친 상황인식을 확보하면서 이지스함은 E-737의 그것보다 더 넓은 공간에 걸쳐 상황인식을 확보할 수 있다.

그리고 S 밴드 대역의 AN/SPY-1D(V) 레이더가 E-737의 L 밴드 MESA 레이더보다 더욱 밀도 높은 표적 추적이 가능하다.

E-737의 MESA 레이더는 서로 다른 위상변조가 이루어지는 다수의 메인 채널을 보유한 AESA 레이더이기 때문에 (SPY-1D(V) 레이더는 PESA 레이더) 서로 다른 채널의 위상변조를 이용한 빔 포밍 기법 측면에서는 더욱 선진화된 시스템이다.

그러나 기본적으로 L 밴드를 사용하는 시스템이기 때문에 그보다 더욱 높은 주파수와 2개 이상의 PESA 레이더의 메인 채널(즉 2개 이상의 메인 채널)을 이용한 빔 포밍이 가능한 세종대왕급 이지스 구축함이 전반적으로 표적 추적 정밀도와 각도 분해능(특히 수직각도 분해능)면에서 좀 더 앞선 것으로 짐작된다.

요약하면 구역 방공임무와 공중위협에 대한 조기경보임무 수행 시에 공군의 E-737 조기경보기와 해군의 세종대왕급 이지스 구축함을 Link 16 데이터 링크를 통해 연계 운용을 하게 되면 두 체계의 방대한 규모의 공간 감시 능력을 통합하면서 이지스함은 보다 넓은 구역의 감시 능력과 밀도 높은 표적 추적 능력을 제공할 수 있다.

 E-737은 세종대왕급 구축함이 레이더로 커버하지 못하는 탐지수평선 너머의 사각 공간 감시 능력과 성층권에서의 더욱 고도가 높은 공간 감시 능력을 통합조기경보를 위해 제공, 기여할 수 있다.

양자의 ECCM 능력이 강력하다는 것 역시 E-737과 세종대왕급 구축함의 연계 운용 시에 시너지 효과를 만들 수 있는 요소이다.

E-737의 MESA 레이더는 다중의 메인 채널을 보유한 AESA 레이더이다.

레이더 전체가 사용하는 주파수를 여러 채널에 분할하여 할당하고, 각 채널에 주파수를 할당하기 위한 디지털 코드를 사용하여 각 분할 대역마다 사용 채널을 불연속적으로 변경하고, 각 채널에서도 할당받은 분할 대역에서 중심 주파수를 변조함으로써 강력한 ECCM 성능을 확보하는 시스템이다.

MESA 레이더가 출력이 큰 대형의 레이더라는 것 역시 MESA에 대한 전자교란을 어렵게 하는 이유 중 하나이다.

 강력한 레이더를 사용하여 광역의 공간에 걸친 상황인식 확보가 가능하며 강력한 ECCM 성능까지 보유한 체계 2 가지(E-737, 세종대왕급 구축함)를 연계 운용함으로써 강력한 적대적 전자전 환경에서도 방대한 공간에 대한 상황인식을 확보하여 구역 방공임무를 수행하고, 아군 항공세력에 대한 조기경보제공과 지휘통제를 수행할 수 있다.

 이와 같이 방대한 규모의 공간에 대한 상황인식을 확보하며, 그것도 스캔 가능한 공간 전체를 동시에 스캔하며 대량의 표적을 동시에 추적할 수 있는 E-737과 세종대왕급 이지스 구축함을 연계 운용함으로써 양자의 상황인식능력을 극대화하는 것은 조기경보제공과 함께 아군 항공세력에 대한 지휘 통제 역량을 극대화하기 위함이다.

한국 공군이 Link 16 데이터 링크의 데이터 송수신 체계인 AN/USQ-140(V) MIDS-LVT(Low Volume Terminal)이 통합된 F-15K를 도입한 것을 시작으로 E-737, AW159 와일드캣(Wildcat), FA-50, P-3CK, F-16PBU, AH-64E등 Link 16 데이터 링크를 보유한 다양한 항공기들이 한국 공군에 도입되었다.

KF-16 역시 업그레이드를 통해 고유 가입 코드를 가지고 Link 16 데이터 통신 네트워크에 가입할 수 있게 된다.

 한국 공군의 KC-330 공중급유기와 F-35A(MADL 광대역 위상배열 데이터 링크와 별개로 Link 16도 보유) 역시 Link 16 데이터 링크를 운용하는 항공기들이다.

이러한 메커니즘으로 Link 16의 C2 노드는 Link 16뿐만 아니라 Link K 가입자까지 간접적으로 네트워크에 포함시켜 지휘 통제를 할 수 있게 된다.

공군의 E-737과 해군의 세종대왕급 구축함은 바로 이와 같은 C2 노드의 역할을 담당한다.

다시 말해서 E-737과 세종대왕급 이지스 구축함은 단순히 각각 공군과 해군의 자산이 아니라 3군 합동자산 이다.

E-737과 세종대왕급 구축함은 Link 16 네트워크의 C2 노드로서 수행하는 지휘 통제 임무는 Link 16 네트워크를 통해공유한 트랙과 자체적으로 생성한 방대한 트랙들을 동시에 관리하고, Link 16의 PPLI 메세지와 함께 활용함으로써 이루어진다.

 이들을 중심으로 하는 네트워크 참여자들은 C2 노드에서 전송받은 C2 노드의 PPLI 메세지 중 C2 노드의 좌표 정보와 메세지 신호 도래방위를 바탕으로 Link 16에 의해 좌표정보가 계산되고, 이를 자신의 자체적인 항법체계가 산출한 항법 정보와 대조할 수 있다.

 이지스함을 C2 노드로 하는 네트워크에 가입한 아군 항공세력들은 자체 항법체계로 산출한 좌표를 보정하기 위한 기준 좌표로 이지스함의 좌표 정보를 사용할 수 있다.

C2 노드인 E-737과 이지스함이 자체 레이더로 커버하는 공간 내부의 아군 항공작전세력들의 PPLI 메세지에 포함된 각 항공기들의 기종, 콜사인, 기종임무(예 : 대잠헬기, 전투기, 대잠초계기 등), 임무(예 : CAP, BARCAP, Fighter Sweep, 공대함, 대잠 등),임무 간의 연계 정보, 연료 정보, IFF 정보 등을 자체적인 위상배열레이더 등으로 추적하여 생성한 트랙들과 함께 관리하여 우선적으로 교전해야 하는 위협, 핵심임무세력에 대한 위협 등과 교전할 수 있도록 지휘 통제한다.

그리고 PPLI 메세지에 포함된 네트워크 참여 항공세력들의 좌표, 고도, 헤딩, 속도 등의 데이터를 바탕으로 각 항공세력들에 할당된 공간 내부에서 작전할 수 있도록 관제하고 허가받지 않은 공간으로 아군 항공세력이 진입하지 않도록 관제한다.

 E-737과 이지스함의 C2 노드로서의 지휘 통제 임무에는 관제하는 구역 내부의 항공세력들의 공간 할당과 관제도 포함되어 있다.

예를 들어서 대잠임무를 수행하는 항공기들을 보호하기 위해 PPLI에 요격기로 시현되는 항공기들 중 사고, RTB(기지 귀환) 등의 메세지를 전송하지 않은 작전 가능 항공기들을 지휘 통제하여 적대 세력으로 식별된 트랙 넘버 중 아군 대잠세력을 위협하는 트랙들에 대응할 수 있도록 한다.

이 때 C2 노드는 Non C2 노드인 대잠세력과 임무 연관관계(호위 임무)로 PPLI에 나타나는 편대들의 작전 영역을 대잠 항공기들의 작전 공간과 분할하고 이들이 서로의 작전 공간을 침입하지 않도록 PPLI의 항법 정보와 이들을 자체 광역스캔 레이더(MESA 레이더, SPY-1D(V) 레이더)로 컨택한 정보를 바탕으로 관제하게 된다.

E-737과 세종대왕급 이지스 구축함 두 가지 C2 노드를 연계 운용하는 것은 양자의 광역 스캔 능력 장점을 서로 융합하여 상황인식을 확장하고 시너지 효과를 창출하기 위함이다.

그리고 E-737과 이지스함이 대량의 트랙과 PPLI 메세지를 관리하는 능력을 결합함으로써 복잡하고 밀도 높은 위협 상황에서 다수의 아군 항공작전세력들을 효과적으로 지휘하고 관제하는 것도 이와 같은 C2 노드간의 연계 운용의 중요한 목적이라고 할 수 있다.

대형의 L 밴드 AESA 레이더를 공중에 띄움으로써 탐지수평선의 제약과 지형적인 마스킹을 극복할 수 있으며 넓은 초계 구역을 고속으로 이동하기 때문에 실질적인 광역 상황인식능력에서는 앞서있는 조기경보기 E-737은 내부에 통합된 컨솔 숫자가 10개 정도이기 때문에 전체적으로 더욱 규모가 큰 관제 능력(관리 가능한 트랙의 숫자와 지휘 통제가 가능한 아군 항공기 숫자 등)을 보유한다른 C2 노드(예 : MCRC, 이지스 구축함)와 연계 운용된다.

  특히 세종대왕급 구축함의 경우에는 E-737이 L 밴드 MESA 레이더로 추적하는 트랙들을 복수 이상의 S 밴드 위상배열레이더로 중첩 추적함으로써 E-737과 공동으로 생성하는 대량의 트랙들의 품질을 개선할 수 있다.

그리고 더욱 많은 트랙과 네트워크 가입자들을 관리할 수 있기 때문에 자체적으로 생성한 트랙들과 E-737로부터 제공받은 트랙들 중 자체적으로 교전해야 하는 트랙을 추출하고 나머지 대량의 트랙들에 대한 교전을 지휘 통제할 수 있다.

이와 같은 대규모 지휘 관제 능력은 복잡하고 밀도 높은 전역에서 다양한 임무를 수행하는 대량의 항공작전세력들을 효과적으로 지휘 통제하기 위해 필수적 이다.

[디펜스투데이]