탐지수단의 발전으로 인해 항공기 및 유도무기의 생존성이 위협받고 있으며 이에 대응하는 피탐지 감소기술의 개발이 요구된다. 그러나 비행체 피탐지 감소기술은 기술 선진국이 엄격히 통제하는 핵심기술로 KFX(Korean Fighter eXperimental), UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehicle), ALCM(Air-Launched Cruise Missile) 등 항공기 및 유도무기 개발 사업에 적용하기 위한 국내 독자개발이 필요하다. 국내에서는 특화연구센터 연구를 통해 가시, 적외선, 레이더, 수중 각 분야별 피탐지 감소기술이 요소기술단위로 연구되었으며, 본 특화연구실 설립을 통해 기존기술의 발전과 더불어 항공기 및 유도무기에 특화된 비행체 스텔스 기술을 개발하고자 한다.
설립 필요성
다중대역 활용 최신 유도무기체계 대응 피탐지 감소기술 개발. KFX, UCAV, ALCM 등 국내 독자 개발 무기 적용. 항공기 및 유도무기 등의 비행체 특화 피탐지 감소기술의 개발.
기대효과
전력증강 측면
- 항공기 및 유도무기 특화 피탐지 감소기술을 개발함으로써 KFX, UCAV, ALCM 등 국내 독자 개발 항공/유도 무기체계 생존성 향상에 기여
- 수출통제 대상인 저피탐 요소기술 확보를 통해 스텔스 항공기, 유도 무기체계의 독자개발 능력을 확보하여 획기적인 군 전력증강에 기여
과학기술 측면
- 항공 피탐지 감소 관련 요소기술을 확보함으로써, 향후 국내 저피탐 비행체 개발에 필요한 기반기술 구축
산업경제 측면
- 기술이전이 불가능한 피탐지 감소기술 국내개발을 통해 국내 관련 산업 활성화에 기여
- 피탐지감소 요소기술 개발로 국내 저피탐 비행체 성능을 향상시킴으로써 관련 무기체계의 수입대체효과 및 방산수출 증대효과에 기여
AL- 01 : 주기 공극 구조 저주파 흡수체 및 초고온 소재 전자기적 특성 연구
기존의 스텔스 항공 무기는 X-band를 중심으로 스텔스 성능의 설계가 이루어져 왔으며, 이에 대항하여 스텔스 감지 시스템은 저주파 대역의 전자파 레이더를 활용하여 조기 경보 시스템을 구축하고 있다. 국내에서 S-band와 C-band에서의 스텔스 기술에 대한 연구는 최근 관심을 받고 있으나 더 낮은 주파수 대역에서의 스텔스 기술 구현 가능성에 대한 연구가 필요하다. 허니콤과 같이 소재 내부에 주기적인 공극을 포함하는 구조는 광대역 흡수 성능의 구현 잠재력이 큰 것으로 확인되었으며, 적절한 손실 재료의 검토와 함께 저주파대역에서의 전자파 흡수체 구현 가능성에 대한 연구가 수행되어야 한다.
한편, 스텔스 항공 무기의 전방위 스텔스 성능을 위해서 엔진 노즐에서의 스텔스 성능이 중요하나 고온으로 인해 기존 폴리머 복합재 기반의 전자파 흡수 구조는 적용이 어려우며 세라믹과 같이 내열성이 강한 재료를 활용한 새로운 연구가 필요하다. 고온용 전자파 흡수 구조의 연구는 기존의 연구와 달리 소재의 온도에 따른 전자기적 특성의 변화를 평가하고 전자파 흡수 구조를 설계에 활용할 효율적인 방안에 대한 연구가 선행되어야 향후 고온 환경을 고려한 전자파 흡수 구조를 개발할 수 있다.
AL- 02 : 플라즈마 기반 항공기 능동형 피탐지 감소 기술 연구
저피탐 항공기의 3차원 임의곡면에서의 추가적인 RCS (Radar Cross Section) 감소효과가 필요하며 비행 환경(운용고도, 속도 등)을 고려한 피탐지 감소기술의 타당성 검토가 요구된다. 저피탐 항공기의 RCS는 대상의 형태와 표면에 의하여 주로 결정되며, 플라즈마 기술은 표면에서의 전자기파 감쇄를 조절할 수 있는 기술이다. 항공기 및 유도무기의 RCS를 0 dBsm 이하로 유지하기 위해서는 능동적인 감쇄에 대한 조절이 필수적이다. 이에 더하여 개발된 항공기 RCS 저감 기술을 검증하기 위해서는 측정뿐만 아니라 대형 구조 전자기 해석 알고리즘을 사용해야 하는 상황이다. 하지만 국내는 물론 국외를 포함하여도 항공기 등의 대형 구조를 정확하면서도 안정적으로 해석할 수 있는 공인된 기술은 찾기 쉽지 않은 현실이므로, 플라즈마 기술의 적용 시 항공기와 같은 전기적 대형 구조의 전자기파 산란 해석을 위한 검증 코드 개발 병행 또한 필요하다.
AL- 03 : 배기가스 성분 및 유동상태 조절 기반의 플룸 IR 저감기술 연구
현재 운용 중인 대부분의 Anti-Aircraft 열추적 미사일과 공기흡입 추진방식 유도무기에 대한 탐지 시스템은 엔진 배기가스 중의 이산화탄소와 수증기에 관련된 3-6 μm 밴드의 IR 신호를 탐지하는 2세대 InSb 기반의 Seeker 형태이다. 그동안 중적외선 영역에서의 엔진 배기가스 플룸에 의한 IR 신호를 줄이기 위해 형상 변형 노즐 등의 후방동체 노즐 형상을 대폭적으로 변경하는 기술이 주로 사용되어 왔다.
항공기 엔진 배기가스는 상대적으로 고온이므로 IR 저감시 신호감소 효과가 크지만, 기존의 IR 저감기법은 고비용, 중량증가, 추력패널티 등을 수반할 뿐만 아니라, 기존 전투기나 유도무기에는 적용하기 어려운 문제가 있었다. 따라서, 기존의 단점을 해소시키기 위해 후방동체 노즐형상을 대폭적으로 변경할 필요가 없고 비행 중 수초-수십초 대의 원하는 시간동안 적용할 수 있는 엔진 배기가스 성분 및 유동상태 연계 조절을 통한 플룸 IR 신호 저감기술이 필요하다.
AL- 04 : 방사율 및 온도제어 카멜레온 방식 IR 저감기술 연구
근 레이더 피탐지감소기술의 발달로 IRST(InfraRed Search & Track) 등의 적외선 센서를 사용해 비행체를 탐지하고자 하는 노력이 지속되고 있다. 이에 비행체의 적외선 피탐지감소기술이 절실히 요구되는 상황이다. 그러나 전자주사식(AESA) 레이더 등 각종 전자장비와 고추력 터보팬 엔진 등 각종 고발열 장비들의 탑재로 인해 비행체 내부의 발열원이 크게 증가하는 추세에서 최신 비행체의 IR 신호를 저감하기 위해서는 기존의 저피탐기술을 뛰어넘는 능동형 비행체 IR 저피탐기술의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 IR 신호를 결정하는 중요요소인 방사율과 온도에 대해 각각 비행체 방사율을 저감하는 표면구조와 비행체 내부 열유동을 통한 내부 온도 제어기법을 개발하고 이를 토대로 방사율 및 온도제어 카멜레온 방식의 비행체 IR 저피탐기술을 개발하고자 한다.
AL-05 : 원전계 RCS 추출을 위한 근전계 RCS 데이터 처리기술 개발
후 국내 개발예정인 다양한 스텔스 유/무인 항공기의 RCS 측정을 위해서는 정확도 향상 및 보안 유지를 위해 실내 시험시설이 요구되며 전 세계적으로 근전계 시스템이 사용되고 있다. 하지만 근전계 시스템을 구현하기 위해서는 기본적으로 근전계 이미징 기술 및 근전계-원전계 데이터 처리 기술 등이 필요하다. 특히 3차원 bistatic RCS 계산을 위해서는 매우 정교한 수학적 알고리즘 기반의 대용량 고속 계산이 필요하지만 국내에서는 이러한 기술의 기반이 매우 취약한 상태이다. 또한 측정 가능한 축소모델의 개발을 통한 근거리장 측정 기술의 타당성 및 원천 기술 확보도 필수적이다.
이에, 본 연구에서는 실기체 및 축소모델의 실내 근전계 RCS 측정 시스템에 필요한 근전계-원전계 RCS 데이터 처리 기술에 대한 사전 기술조사, 원천기술 개발, 최적화 등에 대한 연구를 수행하고, 이를 바탕으로 한 근전계-원전계 RCS 데이터 처리 원천 기술을 국내에서 확보하고자 한다.
작성일 : 19-07-09 16:23
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