<정충신의 밀리터리 카페>KAI, 美 미래헬기 슈퍼콥터 벤치마킹 ‘차세대 고기동헬기’ 개발한다

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 소형 군집드론을 활용한 수리온 기반 유무인 복합운영체계(MUM-T) 개념도. 조진수 한양대 교수 제공

▲KAI ‘소형 군집드론 활용 수리온·LAH 기반 유무인 복합운영체계’ 개발 추진
▲차세대 고기동헬기, 수리온 성능개량 통해 UH-60급 개발 목표

국산 헬기 수리온의 성능개량을 통해 UH-60 블랙호크급 중형기동헬기를 목표로 한 ‘차세대 고기동헬기 사업’이 추진된다. 고기동헬기는 기존 헬기보다 작전반경, 속도 등 성능을 2배로 향상시키는 것이 목표다. 내년 3월 ‘UH-60 성능개량’이냐 ‘성능개량형 수리온’ 대체냐의 결과에 따라 우리 헬기 전력증강사업 운명도 결정될 것으로 예상된다. UH-60 노후화로 조종사 안전을 위해 더 이상 결정을 미룰 수 없는 상황이다.

미국 육군은 미래전 작전개념 변화에 따라 다영역작전 수행을 위해 UH-60, OH-58 등 헬기를 미래형 슈퍼콥터(Supercopter)로 교체하고 센서, 항전 등 주요장비를 공통화는 등 2030년대를 대비한 ‘차세대 수직이착륙기 개발(FVL·Future Vertical Lift)’ 사업에 속도를 내고 있다. 미 육군은 2018년 미래사령부를 창설해 단일영역에 국한되지 않고 지상 해상 공중 사이버 우주 등 5개 영역에 걸쳐 동시적으로 수행한다는 미래전 다영역작전 개념에 따라 FVL 사업을 추진, 경쟁 시험비행을 거쳐 최종 기종 결정을 앞두고 있다.

한국항공우주산업(KAI)은 최근 미 육군의 FVL 프로그램을 벤치마킹해 한국판 헬기전력증강 프로젝트인 ‘차세대 고기동헬기’ 사업을 추진하는 청사진을 제시했다. 정부가 항공산업 육성 차원에서 국가정책사업으로 추진할 것으로 기대를 모으고 있다.

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 이스라엘 IAI사 ‘미니 하피’를 국산화한 발사형 무인기를 탑재한 LAH(소형무장헬기)기반 유무인 복합운영체계(MUM-T) 개념도. 조진수 한양대 교수 제공

◇성능개량형 수리온, 세계 최강 기동헬기 UH-60 대체 가능할까

군 당국은 2013년 6월 UH-60 139대(육군 113대, 해군 8대, 공군 18대) 성능개량 사업 소요결정을 내렸다. 하지만 수차례 사업지연으로 UH-60 성능개량 2차 선행연구결과 사업비용이 약 70% 상승함에 따라 방위사업청은 특수작전기 36대를 제외한 기본기 103대를 수리온으로 대체하는 안을 제시했다. 소요군은 검토결과 현재 운영되는 수리온의 제약사항이 해소되면 수리온 대체를 반대할 이유가 없다는 의견을 제시한 것으로 알려졌다. KAI는 수리온의 가장 결점인 ‘낮은 기동성’ 문제는 기어박스(Gearbox) 국산화를 통해 출력을 현재의 1만9200파운드(lbs)에서 UH-60급 2만2000파운드로 확대한다는 방침이다. KAI는 첨단 항전장비 확보로 기어박스 출력이 확대되면 UH-60 대비 야간 및 악천후에도 임무수행이 가능해 임무수행 능력과 생존성을 강화할 수 있다는 점을 부각시키고 있다. 그동안 조종사들이 불만사항으로 제기한 진동문제, 동체크랙, 윈드실드, 결빙 등의 결함은 개선 조치가 완료됐다.

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 스콜스키-보잉의 차세대 장거리공격헬기 ‘SD-1 디파이언트’.

소형헬기 UH-1H를 대체하기 위해 개발된 수리온이 세계 최강 기동헬기인 UH-60 기술을 따라잡기는 역부족이라는 지적도 만만찮다. 초기 개발 당시 불완전한 수리온을 경험한 일부 조종사들은 수리온의 성능개량이 가능하겠느냐는 의문을 제기해왔다. 한국국방연구원(KIDA)의 올 3월 검증 결과 획득비·운영유지비 측면에서 성능개량형 수리온이 1조∼3조 원 차이로 비용 측면에서 UH-60 성능개량 사업에 비해 불리한 것으로 나타났다. 차세대 해병대 공격헬기로 성능이 검증된 미국산 AH-1Z 바이퍼 공격 헬기도 도전장을 내밀고 있다.

우리가 보유한 UH-60 블랙호크는 구 기종으로, 단종에 의한 부품 확보 등에 어려움이 가중되고 있다. 수리온에 비해 가동률이 지속적으로 하락 추세가 약점이다. 수리온은 근접·보급 지원으로 가동률이 80% 수준. 국방과학연구소(ADD)의 올 5∼8월 분석결과 기어박스와 자동비행조종장치(AFCS) 국산화와 F5 연료탱크, GPS항재밍 기능 등이 추가된 성능개량형 수리온이 UH-60의 임무를 대체하는 것이 가능하다고 판단했다. KIDA 역시 같은 판단이다. 산업연구원(KIET)의 올 4∼7월 경제성 비교분석결과, 산업파급효과는 수리온 9조2000억 원, UH-60 성능개량 2조4000억 원으로 수리온이 6조8000억 원이나 높게 나타났다. 고용유발효과 역시 수리온 3만3000명, UH-60 5800명으로 2만7200명 많은 것으로 조사됐다. 수리온 사업비용 대부분은 230개 국내 협력업체에 지불된다. 국산헬기 발전을 위해 국산헬기 비율은 미국 러시아 프랑스가 93∼99%, 이탈리아(47%) 독일(50%) 스페인(56%)에 비해 우리는 19%에 불과하다. 군용 외에 민수용 헬기의 국산헬기 비율을 높여야 헬기 전력증강을 통한 항공산업 육성이 가능하다는 게 KAI 측 논리다.

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 벨의 차세대 장거리공격헬기‘ V-280 밸러’

◇차세대 고기동헬기 사업 및 유·무인 복합운영체계(MUM-T)

KAI는 U최근 2021∼2030 항공산업발전 기본계획에 반영할 것을 정부에 건의했다. 국가정책사업으로 정식 결정되면 수리온 헬기 부품 완전 국산화 등을 통해 고기동헬기 사업이 본궤도에 오를 것으로 기대된다. 차세대 고기동헬기 사업이 확정되면 육군의 신속대응·특수작전부대 공중기동작전용 헬기 확보사업에 탄력이 붙게 된다. 차세대 고기동헬기 사업 성공의 열쇠는 현재 수입에 의존하는 기어박스 및 보조비행조종장치(AFCS) 등 핵심기술 개발이 필수적이다. 이와 함께 수리온 및 소형무장헬기(LAH)를 기반으로 소형 군집드론(벌떼드론) 및 발사형 무인기 등이 협업해 정찰·자폭용으로 활용하는 유·무인 복합운영체계(MUM-T)개발 사업도 병행한다는 구상이다.

내년 상반기 합참이 장기소요를 확정할 예정인 ‘차세대 고기동헬기 사업’은 미국 FVL 사업 및 육군의 운용개념을 고려한 요구성능을 검토하고 있다. 속도 250노트(knot), 이륙중량 2만8000파운드, 항송시간 25시간, 수직상승률 170m, 제자리비행 6000피트 등이다. 내년 장기소요로 반영되면 2024년까지 개념설계를 거쳐 구동·로터 계통, 핵심구성품 개발 기간을 거쳐 2036∼2045년 시제기를 제작한다는 청사진이다. 한국항공우주학회장을 지낸 조진수 한양대 교수는 ‘헬기 전력증강과 연계한 항공산업 발전방향’ 발제를 통해 ‘수리온 기반 MUM-T’와 ‘LAH(소형무장헬기) 기반 MUM-T’ 등 유·무인 복합운영체계 개념을 헬기 전력 증강 방안으로 제시했다. ‘수리온 기반 MUM-T’는 수리온의 군집 제어, 임무영역 탐색 등 운용기술을 개발하고, 수리온과 연계된 소형 군집드론을 전개해 정찰·자폭용으로 활용하는 것이다. 드론 성능은 시속 50㎞, 30분 이상 비행능력을 갖춘다. LAH 기반 MUM-T는 신속시범획득사업 등을 통해 이스라엘 IAI사의 ‘미니 하피(Harpy)’ 기반 국산 무인기를 개발, 시속 100㎞, 2시간 이상 성능을 갖춘 발사형 무인기를 정찰·자폭용으로 활용한다는 계획이다.

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 벨의 차세대 공격정찰기 ‘벨 360 인벅터스’(위)와 시코스키의 ‘ 레이더-X’(아래).

◇2030년에 대비한 육군의 FVL 사업 　

미 육군은 아파치 공격 헬기의 임무 부담이 커지는 등 부작용이 많아 이를 대신할 차세대 공격정찰기( FARA·Future Attack Reconnaissance Aircraft) 사업을 2018년부터 추진해왔다. 2019년 초기 사업자로 벨, 보잉, 시코르스키가 포함됐다. 가장 먼저 시제기를 선보인 시코르스키(현재 록히드 마틴 소유)는 이 회사가 개발 중인 S-97 레이더의 경량 공격 헬기 버전인 ‘레이더(Raider)- X’를 개발했다. 레이더 X는 서로 반대 방향으로 회전하는 동축 반전식 메인 로터와 꼬리 부분에 앞으로 나가는 힘을 내는 로터를 탑재해 최대 이륙 중량과 속도를 동시에 높인 X2 기술을 적용했다. 탑승 인원은 무장병력 포함 8명. 최대이륙중량 1만4000파운드. 디지털 설계, 제작기술 적용으로 생산 및 성능개량 통한 비용이 절감됐다. F-35처럼 록히드마틴이 개발한 최신 전투기술을 적용한 첨단 항공기로 개발하고 있다.

OH-58을 제조한 벨은 스텔스 외형을 지닌 복좌형 공격 헬기인 ‘벨 360 인빅터스(Invictus)’를 공개했다. 벨 360 인빅터스는 최고 시속 370㎞의 속도와 250㎞의 전투 행동반경을 지니고 있으며 작전 지속 시간은 90분 정도다. 20 기관포와 로켓탄 및 미사일을 내부 무장창과 날개에 장착할 수 있다. 경량 헬기라 무장 탑재량은 640㎏ 정도로 적은 편이다. 2021∼2022년 2년간 시제기를 개발한다. 최종 승자가 가려지지 않은 가운데 기존 OH-58을 능가하는 최첨단 헬리콥터 성능이 기대된다.

차세대 장거리공격헬기 (FLRAA·Future Long Range Assault Aircraft) 사업은 블랙호크를 대체할 새 틸트로터(tilt-rotor) 헬기를 선정, 점진적으로 블랙호크 등의 헬기를 대체해 나가게 된다. 시콜스키-보잉 팀의 ‘SB-1 디파이언트(Defiant)’와 벨헬리콥터-록히드마틴 팀의 ‘V-280밸러(Valor)’ 모델 중 하나를 선정할 계획이다. 틸트로터는 프로펠러를 하늘로 향하게 해 수직으로 이착륙할 수 있도록 한 회전날개 기술이다. 최종 선정 팀이 시콜스키의 UH-60 블랙호크, 보잉사의 AH-64E아파치, CH-47 치누크, OH-58 키오와 헬리콥터를 대체하게 된다. 2018년 12월 시제기롤 선보인 ‘SB-1 디파이언트’는 무장병력 12명, 최대이륙중량 3만파운드급으로 2019년 3월 초도비행, 10월말 5번째 시험비행을 거쳤다. ‘V-280 밸러’는 무장병력 14명, 최대이륙중량 3만 파운드급으로 목표성능 기준 부산에서 비무장지대(DMZ)까지 2시간 30분간 연료 재급유 없이 비행 작전수행이 가능한 수준이다. 2028년 전력화 예정인 FARA는 연간 30여 대, 2030년 전력화 예정인 FLRAA는 연간 30∼60대 생산될 예정이다.

정충신 선임기자 csjung@munhwa.com