KF-21 시제기가 공개되었던 지난 9일. 중국의 군사영상뉴스 채널인 JS7TV에서 의외의 영상을 공개했다. 중국이 자랑하는 스텔스기 J-20의 내부무장창에서 그들의 또 자랑거리인 장거리 공대공 미사일인 PL-15를 발사하는 장면을 최초로 공개한 것이다. PL-15는 개발 초기 사정거리가 무려 350Km라고 주장하던 것이 2015년이 지나서는 300Km, 이번 영상공개에서는 200Km라고 내려서 공개를 했다.
현재 사정거리 200Km에 달하는 서방제 미사일은 우리가 이번에 KF-21에 달 목적으로 들여오는 영국제 미티어와 미국의 AMRAAM-120D 버전이 있다. 미국이 280Km의 AMRAAM-260을 개발하고 있지만 이것은 2026년 이후에나 등장할 것이라고 한다.
J-20에 장착된 자국산 AESA 레이더인 KLJ-5는 미국의 F-22나 F-35에 들어가는 것과 같은 갈륨비소(GaAs) 소자의 레이더다. (일각에서는 질화갈륨이라고 하는데, 이를 확인할 길이 없어다) 한국이 개발한 질화갈륨(GaN) 반도체를 이용한 AESA 레이더에 비해 효율이 많이 떨어진다. 미국도 질화갈륨 소자 AESA레이더는 그들의 최신예 스텔스기인 F-22나 F-35 이후에 개발되어 그것들에는 장착되지 않았고, 스텔스기 까지 잡겠다고 4.5세대기로 마개조를 하고 있는 F-16V 바이퍼에 장착을 하고 있다.
J-20의 덩치가 폭격기 만큼이나 커진 이유는 엔진과 레이더의 돔을 작게 만들수 없어 커질 수 밖에 없었다. KLJ-5의 경우 갈륨비소 소자가 1,800개, F-22에 들어가는 AN-APG77v1 레이더의 경우 2,200개, F-35A에 들어가는 AN-APG81v1의 경우 1,200개라는 점을 고려하면 꽤 집적률이 높다고 볼 수 있다. 그런데 단순히 그런 수치적 데이터만으로 분석할 수 있는게 아니다. AESA 레이더는 반도체 소자를 이용해 강한 레이더전파를 만들어 방사하는데 여기서 반도체에는 열이 많이 발생한다. 반도체가 이 열을 견디는 성능도 뒤따라야 하지만 이 열을 식히는 냉각 기술이 필요하다. 이게 또 쉽지 않은 기술로서 중국의 레이더니 전투기 동체가 왜 커져야 했는지를 가늠할 수 있는 부분이다.
우리가 개발한 질화갈륨 소자는 지금까지 미국이나 일본 등이 개발한 질화갈륨 반도체 특허를 피해 개발하면서 신기술이 들어갔다. 다이아몬드 기판 공법이라는 우리만의 새 기술인데, 이 방법으로 개발한 우리 질화갈륨 소자는 미국제나 일본제에 비해 열전도율이 5배, 전력증폭률은 2배가 향상되었다고 한다. 똑 같은 갯수의 소자를 사용해도 그만큼 훨씬 강한 전파를 쏠 수 있다는 말이고, 그만큼 멀리 볼 수 있다는 말이다. 그래서 스텔스기 까지 잡을 수 있다는 말이 나오고 있는 것이다.
문제는 소프트웨어 기술이다. 레이더 수신부에 잡힌 신호중에 유용한 정보를 감별해 내야 하고, 그것을 조종사에게 정확히 분석해 표시해 줄 수 있는 처리가 필요하다. 워낙 다급했던 중국은 러시아의 많은 가스를 구매해 주는 조건으로 경제난에 처해 있던 러시아를 꾀어 가까스로 SU-35 24대를 구입할 수 있었다. 그러나 러시아는 자국산 Irbis-E 형이 아닌 다운그레이드형 레이더를 제공했고 부품마다 열어 보면 파괴되도록 조치를 취해 제공을 했다.
결국 중국은 이스라엘에 접근해 겨우 기술을 습득할 수 있었으나 미국의 통제를 받는 이스라엘이 그 기술을 중국에게 있는 그대로 줬을리 없다. 어쨌든 그런 우여곡절 끝에 겨우겨우 습득한 기술로 개발한 것이 J-20에 장착된 KLJ-5 AESA 레이더다.
소자수도 더 많고, 소형화, 냉각기술, 소프트웨어 모든면에서 뛰어난 F-22가 유럽의 유로파이터나 라팔등 레이더파 저반사 세미스텔스 기술이 들어간 전투기를 약 200Km 밖에서 탐지할 수 있다고 한다. 유로파이터나 라팔은 레이더반사면적(RCS)이 1제곱미터다. 우리 KF-21은 0.5 제곱미터라고 발표하고 있으나 실제로는 그 보다 작을 것이라 한다. 그렇다고 본다면, 중국의 KLJ-5 레이더로는 200Km에서 4.5세대기를 탐지할 수 없다는 결론이 나온다. 중국이 발표한 스펙을 믿어준다 해도 4.5세대기를 탐지할 수 있는 거리는 140킬로 미터다. 그러니 레이더 반사면적이 유럽의 4.5세대 전투기의 절반 이하인 우리 KF-21을 포착하기 위해서는 훨씬 가까운 거리로 접근해야만 한다.
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