최신 무인 원거리 공격기 MQ-9 리퍼(Reaper) 체계

 

최신 무인 원거리 공격기 MQ-9 리퍼(Reaper) 체계

송광섭

체계의 개요

미공군의 최첨단 무인 공격기 MQ-9 리퍼는 중고도 및 고고도에서 장기 체공 능력이 있는 원거리 무인 조종 항공기로서 미군의 합동 작전 수행을 지원하는 과정에서 출현 및 위협하는 적의 전술적 목표물에 대하여 지속적인 추적과 목표물의 공격 및 격파를 수행하는 무인 항공기로서 헌터 킬러(Hunter/Killer)라고 하며, 부차적으로 최신 감지 장치(Sensor

Systems)를 이용하여 정보의 수집, 감시 및 정찰을 수행하며 획득된 정보 자료를 지휘부와 정보 당국에 공급하는 임무를 수행한다. MQ-9의 이름인 리퍼(Reaper)는 원래 해골 모습에 수의를 입고 거대한 낫을 든 서양의 죽음의 신을 뜻하는 말이다. MQ-9 리퍼의 M은 다목적 기종을 표시하며, Q는 무인기를 나타내며, 9는 지정 순위를 의미한다.

MQ-9 리퍼 체계는 성공적인 미군의 1세대 무인 항공기인 프리데이터(Predator-A)의 개량형으로 4-5기의 비행체, 지상관제소(GCS), 통신팀과 현역과 기술요원으로 구성된 지원 인력으로 구성되어 있다. 조종사와 정보처리 요원 2명으로 구성되어 있는 MQ-9 리퍼의 조종사들은 원거리에 위치한 지상 관제소에서 리퍼를 조종하며,  무인 항공기의 작전 지원시 현장 지휘관의 요구에 따라 센서장비와 무장을 선별하여 탑재하므로 다양한 특수작전에 효율적인 무장의 탑재와 운용이 가능하다.

MQ-9 리퍼의 기본 탑재 장비의 구성에는 목표의 획득 및 확인을 위한 강력한 센서 시스템이 탑재되어 있으며, 적외선 센서, 주간 칼라 TV 영상과 영상 강화 신호 TV를 통하여 정찰 영상이 공급되며, 수집된 영상정보는 적외선 비디오로 통합된 영상 혹은 각각 분리된 화상 신호로 전송된다. 레이져 유도 미사일과 JDAM유도를 위한 레이져 거리계와 개구 합성 레이다(SAR)도 탑재되어 있으며 항법 유도를 위한 칼라 영상 카메라도 설치되어 있다.

MQ-9 리퍼는 General Atomic Aeronautical System사에서 생산되는 무인 탐색 공격기(Hunter/Killer Weapon System)계열중의 하나로서 전장이 11m(36ft), 날개 길이 20.1m(66 ft), 높이3.8(12.5 ft),  중량1,676Kg(3,700파운드), 추력이 최대 157 파운드이다. 최대 상승 고도는 15,240m(50,000)이며,  순항 속도는 최대 260 노트(230 mile/hr) 이고, 평균 작전 순항 속도는 150 ~ 179 노트(Kts)이다.  체공 시간은 14시간에 달하며 탑재 무장은 AGM-114 Hellfire Missile,  GBU-12,  GBU-38 JDAM 등 총계 1,701Kg(3,750 파운드)의 무장을 탑재한다. MQ-9 리퍼의 조종 요원은 2명이며, 대당 가격은 6800만불 이다.

개발 배경

미군의 제1세대 무인 정찰기인 Predator-A의 성공으로 지금까지의 정보수집, 감시 정찰위주의 무인기 활용을 한단계 발전 시킨 새로운 형태의 공격용 무인기를 개발하려는 계획으로 MQ-9 리퍼의 개발 개념이 시작되었다.  General Atomic사는 새로운 형태의 Predator개량형인 Predator-B의 개발을 시작하면서 Predator B-001 체계의 개발을 시작하였다. 개량된 Predator B-001은 기존의 Predator 기체에  Honeywell 사의 TPE-331-10T 터보프롭 엔진을 설치하고, 날개 길이를 14.6m에서 20m로 확장하여 속도가 390Km/Hr(220 Kts)에 이르고, 최대 상승고도는 15.2Km(50,00 ft)까지 고고도 상승이 가능하다. 무장 탑재 중량은 340Kg(750 Pound)이며, 체공 시간은 최장 30 시간이 가능하다.

이후 General Atomic사는 Predator B-001의 개량형 개발을 두 방향으로 동시에 시작하였다.  Predator B-002 계열은  터보팬 엔진을 장착하고 고도 18.3 Km(60,000 ft)의 상승 능력을 가지며 12시간의 체공이 가능한  RQ-1 Predator C 로 개발되었다. 다른 방향의 개량형 Predator B-003 계열은 새로운 동체를 채택하여, 25.6m (84 ft) 날개 길이와 터보 프롭엔진을 장착하며 1,360Kg(3,000 Pound)의 무장 탑재 능력과 최대 상승 고도가 15.8Km(52,000 ft)에 이르며 36 시간의 체공 시간을 갖는다. 2001년 11월 미 공군은 성능확인을 위한 Predator B-003 두대에 대한 구매 및 생산 계약을 체결하고 2002년 최초의 시험기를 인도 받아 성능 시험에 들어 갔다.

시험 비행 동안에 체공시간 연장을 위하여 리퍼의 무기탑재 공간의 정비와 외부 연료 탱크 부착 등 개량을 통하여 1,000 파운드의 무장을 하고, 두개의 외부 연료 탱크를 부착하여 최대 42시간의 체공 시간을 기록하였으며, 표준 설계 무장 상태에서는 12시간의 체공이 가능하다. GBU-12 Pave way 레이져 유도 폭탄, AGM-114, AGM114IIP Stinger AAM과  GBU-38 JDAM 등의 탑재 무장에 대한 운항시험도 성공적으로 완료되었다. 2009년 까지 미공군은 9대의 MQ-9 리퍼를 보유하고 있으며, 2009년에 미 공군은 MQ-9 리퍼에 대한 대량 생산 여부를 결정하게 된다.

첨단 기술의 적용

MQ-9 리퍼에는 Predator A의 119 Hp 피스톤 엔진 대신에 950 축마력(SHp)의 터보프롭 엔진이 설치되어 상승 고도를 두배로 높이 상승할수 있으며 순항 속도도 두배로 비행할수있다. 탐지 레이다는 AN/APY-8 Lynx II SAR가 장착되어 60평방 Km 를 1분이내에 탐색이 가능하며, 해상도1 m이상의 움직이는 물체의 확인이 가능하다.   TESAR 레이더는 해상도 1ft의 정밀도로서 이동 물체를 탐지할수 있으며,  MTS-B 20 전자 광학(EO) System은 10Cm 까지의 해상도로 지상의 물체를 식별하며, 탐색, 식별, 추적이 가능하며, 특히 시간적 중요성이 있는 전술 목표물의 식별 능력을 갖고 있다. 

또한  L-3 TCDL(Tactical Common Datalink)체계를 연동 시켜 전술 데이터를 실시간으로 전술 통신망으로 중계하며, 적외선 전방 주사장비(FLIR, Forward Looking Infrared)와 GMTI(Ground Moving Target Indicator)를 통하여 지상의 목표물을 추적 감시할 수 있다.   MTS-A(Multi-Spectral Targeting System) 장비는 야간 작전에 있어도 목표물의 확인이 가능하며, 목표물의 정밀 평가가 가능하도록 적외선 영상 데이터로 영상신호를 변환할 수 있다.  통신망으로서 UHF, VHF 무선망, 150 해리(Kts)를 연결하는 C-Band 가시권 데이터 통신망과 UHF와 Ku-Band의 위성 통신망을 구비하여 각종 전술 정보 및 지령을 송수신 할 수 있다.

MQ-9 리퍼는 장갑을 관통할 수 있는 레이져 유도 미사일인 AGM-114 Hellfire미사일을 최대 14발 장착하고 작전을 수행할 수 있으며, JDAM과 신형 소구경 폭탄(SDB)을 적재하고 미 본토 혹은 현지 작전 본부에서 조종하는 지령에 따라 14시간 이상 작전 할 수 있는 능력을 갖추고 있다.

작전 및 전술 특성

MQ-9 리퍼는 Predator A 보다 15배의 무장을 탑재할 수 있으며,  속도는 3배의 속도로 순항할수 있는 능력을 보유한다. 2003년 이라크 전 개전 초기에 평균 300기의  JDAM을 F-16과 F-15 전투기를 사용하여 투하하였으나, 그 후 전쟁이 지속되자 하루에 3-4기의 JDAM이 투하되었으며,  아파카니스탄 전투에서도 초기에는 이라크전보다 다량의 JDAM이 투하되었으나 그 후 하루에 5-7기의 JDAM이 사용되었다.  그러므로 5-7대의 MQ-9 리퍼를 운용할 경우, 일일 평균 출격 비율에서 5-7대의 F-16, F-15를 대치하는 전술적 효과를 가져 올 수 있으며, 더구나, 2명의 리퍼 조종사는 미국 본토에서 위성 통신망을 통하여 MQ-9   리퍼를 원격 조종이 가능하므로 인력과 예산 대폭적으로 절감하는 효과를 가져 온다.  특히,  F-15, F-16 유인 전투기는 목표 상공에서 30분에서 최장 1시간 이내에 작전을 완료하고,  연료 재 주입을 위하여 기지로 귀환하거나 공중 급유를 위한 지점까지 비행하여야 하나, 리퍼는 최장 14시간 동안 목표 상공 현장에서 장기 체공 작전이 가능한 전술적 이점을 갖는다.  반면,  리퍼의 최대 약점은 리퍼의 순항 속도가 500Km/hr 으로 저속이며 피격의 위험이 상존하여 MQ-9에 대한 보호 및 엄호 수단이 필요하므로, 지상이나 상공에서의 비상사태에 대비하여 급속 발진할 수 있는 유인 비행기 편대를 상시 유지하여야 하는 번거로움이 있다.

2007년도 초 미 공군은 최초로 무인 비행기로 구성된 비행단을 구성하여 창설된 432 비행단은 8개 대대로 구성되어 있다. 각 대대에는 6기의 Predator A,  MQ-9 리퍼 1대와 1대의 예비기로 구성된 총 12-24기의 무인기를 보유하고 있으며, 400-500명의 지원 인력으로 구성되어 있다.  432 비행단은 총 60대의 Predator A와  6대의 MQ-9 리퍼를 보유하며 이중 66%가 해외의 작전에 참가하고 있다.

MQ-9 리퍼는 고성능의 센서 장비를 탑재하고 최장 24시간 작전을 수행하는 개념으로 운용하기 때문에 공중급유기 비행 지원을 필요로 하지 않으며 Sniper XL과  Litening 같은 Targeting Pods 를 고도 20,000 ft 이상에서 투하할 수 있으므로 적군의 대공 무기의 요격 고도를 벗어나서 필요한 시간에 필요한 목표에 타격을 할수 있으므로 유인 전폭기의 작전에 비하여 10%정도의 비용으로 작전을 수행할 수 있다. 또한, MQ-9 리퍼는 완전한 이동성을 보장하므로 C-130 수송기에 모든 체계의 이동이 가능하도록 현장에서 분해, 이동 및 조립과 발진이 가능하다. 리퍼는 통상 2,000ft의 활주로에도 이착륙이 가능하며 가시거리 데이터 통신이나 Ku-Band 위성 통신망으로 임무를 통제할 수 있다.

Predator A가 1995년 보스니아 전투에서 성공적인 정찰 및 감시활동을 한 이래로 운용의 노우하우를 발전시켜 미공군은 MQ-9 리퍼 체계를 진정한 무인 공격기인 Hunter and Killer의 특성을 구비한 차세대의 항공 무기체계로 완성하려는 야심찬 계획을 가지고 있다. 미 공군은 2011년경에 Predator A에 대한 구매를 중단하고 MQ-9 리퍼를 구매하기 시작할 예정이며, 그 이후에도 MQ-9 리퍼에 대한 개량을 위한 연구개발 투자를 계속할 예정이다.

이미 2001년 2월 Predator A 를 이용한 Hellfire C 미사일 발사 시험이 네바다주의 넬리스 공군 기지에서 성공하였으며, 이어서 2002년 8월에는 노드롭 그루만사에서 제작한 특수폭탄의 낙하 실험과 소형 무인기(UAV)의 발사 시험이 있었고,  2002년 11월 예멘에서 테러리스트가 탑승한 민간 차량을 Predator A 에서 Hellfire 미사일을 발사하여 파괴한 실전 경험이 있다. 

미래의 발전 방향

MQ-9 리퍼 체계는 2009년부터 대량 생산에 들어갈 예정이며, 그 이후에도 MQ-9 리퍼 체계의 개량을 위한 연구 개발은 계속될 예정이다. MQ-9 리퍼의 주계약자인 General Atomic는 기체와 운항시스템, 전자 광학 장비 분야는 Versatron/Wescam사, Northrop Grumman의 합성 개구 레이다(SAR),  L-3 Communication사의 광대역 위성 통신, 보잉사의 작전 기획 및 계획 시스템(Mission Planning Consol)과 전술 데이타 처리 장치 등 각종의 특수 기술 분야에 대한 지속 적인 개량이 이루어질 예정이다.

MQ-9 리퍼는 각군의 작전 특성에 부응하여 특성화 되어 개발되고 있다.  공군의 MQ-9 리퍼 체계와는 다르게 해군의 Mariner 체계는 해군의 항공모함을 중심으로 광역 해상 정찰 작전을 수행하는 체계로 개발될 것이다. Mariner체계는 동력으로 터보프롭 엔진을 사용하며, 항공모함 탑재를 위하여 날개를 분리하거나 접을 수 있으며 착륙 장치인 랜딩기어는 강도가 보강되고 착륙시 기체의 포획을 휘한 후크(Arresting Hook)를 추가로 장치한다. 외부의 비행 동체 표면 형상을 해상 기동에 적합하게 최적화 하고, 탑재 공간 6개소를 유지하므로서 총 1,360Kg(3,000 Pound)의 탑재 능력을 가지며, 또한 연료 탑재량을 증가시켜 최장 49시간의 체공 시간을 확보하도록 설계 되어 있다.

NASA는 초기의 Predator B-002형의 터보팬 엔진 시스템에 대하여 관심을 가졌으나 GA-ASI 회사의 리퍼의 비무장 형인 Altair 를 차용하여 각종 시험에 사용하고 있다. Altair는 초기에 개발된  Predator B 모델과는 다르게 날개 길이가 20ft가 길어 86 ft 이며, 총 비행체의 중량이 7,500 파운드에 달한다. NASA의  Altair MQ-9  리퍼는 캘리포니아 재난국의 요청으로 대형 산불인 에스페란자(Esperanza Fire) 화재 현장에 대한 탐사를 16시간 수행한 후 정찰 정보를 이용하여 화재 구역을 지도로 작성하여 대형 산불 진화에 사용한 경력이 있다.

국토 안보부(Homeland Security )는 미국과 멕시코 국경을 감시하기위하여  Predator B를 구입하여 MQ-9 CBP-101 로 명명하여 사용하고 있다. 2005년 10월부터 마약 및 불법입국자 정찰활동을 시작하여 959시간 정찰 비행을 하였으며, 정찰 결과로 2,309명의 범인 체포와 8,267 Pound 의 마약을 압수하는데 중요한 역할을 하였다. 이러한 성공적인 리퍼의 운용 결과 국토 안보부는 두 번 째 기체를 구입하여 CBP-104로 명명하여 사용하고 있다.

국토 안보부는 2006년부터 2007년 회계 연도에 걸쳐서 9,800만불의 예산을 확보하여 4대의 리퍼를 확보하는 계획을 가지고 있다. 국토 안보부의 리퍼는  Lynx SAR, AX-15

Payload, ARC-210 Radio와 통신장비, Ku-Band 위성 통신망과 유도 조종 Network, 전자 광학 탐지 센서(EO Sense) 장비인  MTS-A EO/IR 등 각종 첨단 센서를 장착하고 있다.

MQ-9  리퍼는 영국과 호주 해군에 유일하게 구매되었으며, 영국은 2006년 11월 두 대의 MQ-9 리퍼를 구매하여 영국의 Canberra PR9 정찰기를 대체하려는 계획을 가지고 있으며, 호주 해군은 MQ-9 리퍼의 해군 형 무인기인 Mariner를 시험용으로 구입하여 광대한 호주의 해안선을 따라 불법 어로, 마약 밀수의 감시와 불법 이민자의 감시에 사용할 수 있는 MQ-9 리퍼 무인 항공기의 능력을 시험하고 있다. 호주의 Mariner 리퍼는 호주 해군의 Armidale급 순시선과 해역 방어 사령부와 합동 작전을 수행하고 있다. 

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General Atomics MQ-9 Reaper

GENERAL CHARACTERISTICS

Contractor: General Atomics Aeronautical Systems Incorporated

Landing Type: runway

Launch Type: runway

Power Plant: Honeywell TP331-10 turboprop engine, 670 kW

PERFORMANCE

Ceiling: 50,000 ft (15 km)

Endurance: 15 h

Range: 3682 mi (3200 nautical miles)

Fuel Capacity: 1,300 kg (3,907 lb)

Length: 11 m (36 ft)

Payload: 1700 kg (3800 lb)

Weight: 1676 kg (3700 lb) empty; 4760 kg (10,500 lb) max [14]

Wingspan: 20 m (66 ft)

Velocity: 400 km/h (250 mph, 220 knots)

ARMAMENT

4x AGM-114 Hellfire air to ground missiles

2x GBU-12 Paveway II laser-guided bombs

COST

Unit cost: USD 8 million (approximate, varies by configuration)

 

                                             [MQ-9 Reaper UAVs 2007]