스텔스에 대해서 알아보자(스텔스 기술, 스텔스 원리, 스텔스 기능, 스텔스의 한계, F-117, 스텔스 레이더)

스텔스에 관한 아주 전문적인 글을 개드리넷에서 보고 다같이 공유하고자 퍼왔습니다.

문제가 될 시 삭제하겠습니다.

출처 : http://www.dogdrip.net/132043963

스텔스에 대해서 이야기 할 껀데양!

문제가 하나 있어양! 스텔스에 대해서 이야기 하기 전에 대부분의 사람들은 레이-다에 대해서 먼저 배워야 되양!

이유인 즉슨, 현재의 기술로는 가시광선에서 벗어나는 기술따윈 없고 - 있긴 하지만 실험실에서도 완벽히 구현되지 않은, 미확인 단계 - 

시야 외의 장거리 발견 기술은 사실상 레이더 이외에는 그 전달 속도가 더럽게 느리거나 제약사항이 굉장히 크기 때문에

사실상 현대의 색적기술은 레이더에 많이 의지하고 있고, 그에 따라 스텔스 역시 레이더에서 벗어나는데 주안점을 두고 있기 때문이에양!

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1. 레이더에 대한 환상

레이더에 대해서 이야기 하기 전에, 제일 먼저 말해야 될것이 

'님들이 이제까지 게임, 영화에서 보아온 레이더의 개념은 머가리 속에서 지워라.' 가 될 것. 

이유인 즉슨, 영화나 게임에서는 레이더 화면을 지속적으로 바라보아야 할 일이 없기 때문에 '짧은 시간 내에 많은 정보를 전달' 할 것에 주안점을 두고 

화면설계를 해놔서 사실상 실제로는 현용이던 과거던 레이더라고 보기 어렵고, 그나마 지휘통제실에서 볼 수 있는 전술상황판과 비슷하다고 할 정도이기 때문. 

너무나도 기초적인 레이더가 적을 찾는 방식에 대해서 이야기를 하자면, 

특정 방향으로 전파를 쏘고, 그 전파가 물체에 부딪혀서 돌아오면 그 전파를 바탕으로 '저어기에 무엇이 있다' 라고 알려주는 물건인데, 

위에서 말한 미디어에서의 레이더는 '저거슨 전투기고, 저거슨 땅크고, 저거슨 목표물이여!' 라고 친절하게 타겟 마크를 붙여주거나 

각종 표시로 매우 친절하게 다 가르쳐 주는데, 실제로는 그렇지가 않음. 

<진짜 레이더의 작동 화면>

물론 이거슨 군용이 아닌 상용 레이더 화면이고, 개중에서도 상당한 구식의 레이더 화면이라고 보면 될 것. 

그나마 레이더의 환-상을 깨부수는데 있어서 매우 적절한 것이기에 일단 가지고 옴.

즉, 전파에 부딪히는 물체가 어디어디에 있다. 라는 것을 보여주는것에 불과한 물건임. 

그래서 레이더를 먹통으로 만들고 싶으면 그냥 레이더의 전파 수신부 앞에 거어대한 벽을 세우면 그 벽 뒤로는 아예 못본다고 보면 됨.

-물론 전파의 대표주자인 '빛'에서도 알 수 있다시피 어느정도 보이기는 허다. 이 문제는 중학교 과학 교과서에 빛의 이중성이니 뭐니 했던 것을 떠올리면 됨.

위쪽이 좀 심하게 구식인데, 실제로 현재 선박이나 항공기에 달려 있는 레이더는 물체가 있다는 것 뿐만 아니라, 

해당 물체가 레이더에 포착된지 얼마나 지났는지, 그리고 해당 물체가 움직이고 있는지, 움직인다면 예상 이동방향과 속력은 얼마인지를 분석해주고, 

이쪽과 충돌할 수도 있는지 없는지는 구분을 해 줘. 

문제는 이게 결국은 전파를 통한 파편적인 정보에 불과하기에 결국은 사람이 직접 레이더 화면을 보고 판단을 내리거나, 

눈으로 확인한 다음에 어떻게 할 지를 정하는것. 

이렇게 물체가 뭔지 어떤지 정확하게 판단하는것은 레이더 화면을 직접적으로 바라보는 사람이 하는 일이고, 

레이더 기계는 사실 그 역할을 어느정도 보조해주는 것에 불과한 정도. 물론 군용으로 쓰이는 고오급의 소프트웨어들은 오차의 범위를 극단적으로 

줄여주긴 하지만, 결국 해당 물체가 무엇인지는 사람이 판단하게 되어있음. 

께임이나 영화에서 처럼 레이더에 포착되자 마자 '저거슨 적군이고, 모델은 무엇이며, 이쪽과의 거리가 얼마다!' 하고 정확하게 짚어주는게 아님. 

물론 해당 레이더 화면을 보고 사람이 판단한 뒤에 소프트웨어를 조작, 아군에 정보를 전달시켜서 그런 정보를 공유하게 할 수는 있겠지만, 

이쯤 되면 사실 지휘통제실의 레벨이지 군용장비에 탑승하고 있는 조종사가 보고 있는 레이더의 화면은 아니지.

그렇지만 조금만 생각해서 군용장비를 운용하고 있는 조종사의 시점에서 생각해보면 장비 운용하기도 바쁜데 

적이 무엇인지까지 파악해라니 심한것 아니겠냐. 그래서 등장한 것이 데이터 링크 시스템. 

즉, 레이더를 돌려서 물체를 포착해 내면, 그 정보는 고대로 지휘통제실로 곧장 날아가고, 

지휘통제실에서는 이병들이 타준 커피를 맛나게 빨아먹고 계실 간부님들이 그 장비가 무엇인지 판단하고 

상병들이 그 데이터를 입력하고, 해당 정보를 다시 일선에 있는 전투장비에 보내주는 식으로 운용되고 있음.

이렇게 되면 이제 우리가 흔히 미디어에서 본 '레이더' 화면을 현실에서나마 구현이 되는데, 

이쯤 되니까 사실 잡음이 끼는 레이더 화면같은건 떄려치우고 그냥 지휘통제실에서 분석해준 화면을 따로 띄우는 식으로 가는지라....

2. 스텔스의 시작

이런 레이더의 등장은 2차세계대전부터였고, 당연히 그때부터도 레이더를 피하기 위한 노력은 시작되었음.

특히 레이더의 태생적인 문제인 '전파를 쏜다 -> 부딪혀온 전파를 분석한다' 라는 점 때문에 

레이더를 키고 돌아다니면 일반적인 레이더의 탐색거리보다 훨씬 멀리서부터 탐색이 가능하기 때문에 

제일 먼저 사용된 것이 제일 선두에 있는 함선 딱 한대만 레이더를 가동하고, 그 뒤에 따라다니는 함선들은 그 함선에서 제공해주는 

정보만 이용하고, 자신들의 레이더는 꺼버리는 식으로 운용을 하기도 했징.

항공기의 경우에는 애시당초 그때 당시에는 대부분의 항공기에 레이더를 달 수 없었던 관계로 그런짓은 안했는데, 

알루미늄이 전파의 반사율이 더럽게 높다는 것을 이용, 알루미늄 가루를 하늘에 흩뿌려서 레이더 자체를 먹통으로 만드는 짓을 했어.

그리고 이게 흔히 우리가 아는 '채프'의 시초. 

<미 공군 훈련의 채프 테러를 당한 기상관측 레이더의 화면>

그리고 비행기에는 전파를 흡수하는 물질을 조금이나마 바르기 시작했는데, 대표적으로 흑연 가루 같은 것들이지. 

이게 발전해서 현대의 전파흡수도료가 된 것이고. 

그러나 당시에는 레이더가 막 등장했을 때라 레이더의 성능이 뛰어난 것도 아니였고, 기술개발적인 측면에서도 다른 쪽이 훨씬 급했기에 

스텔스에 대한 연구는 딱 요정도에서 끝남. 

3. 레이더의 발전, 그리고 스텔스의 발전.

2차대전이 끝나고, 레이더가 일제의 해군을 털어먹는데 톡톡한 영향을 끼치고, 런던 공습까지도 확실하게 막아낼 수 있었던 원동력이였으며,

폭격기의 패러다임까지 바꿀 정도로 지대한 공헌을 한 물건이라는 것을 전훈삼는것과 동시에, 이게 기상관측같은 상용적인 면에서도 

굉장히 쏠쏠하다는 것을 깨닫자, 레이더 기술은 굉장한 투자를 받음과 동시에 엄청난 발전을 이루게 되었지. 

덕분에 인간의 시야로는 멀리 봐 봤자 50km정도에 불과하던 탐색거리를 레이더는 수백, 수천 km까지 파악 할 수 있게 되었고,

500km 거리의 탁구공만한 물체조차도 레이더에서 잡아낼 수 있는 정교함까지 갖추게 되었지. 

-물론 실제로 그정도로 레이더를 민감하게 조정하면 근접한 물체들은 조딱크게 나오거나 수증기같은 물질까지 포착해서 잡음이 너무 

 강하게 보이기 때문에 '할 수 있다.' 정도이지 '그렇게 쓴다' 는 아님. 여읔시 돈을 쳐발라서 만든 고급 소프트웨어라면 그런 잡음을 

 줄여낼 수 있겠지만.

상황이 이렇게 돌아가니, 동서고금을 막론하고 가장 효과적인 전술로 평가받던 '기습'이라는 말이 사라질 위기에 처하게 되자

이런 꼴을 도저히 버틸수 없었던 높으신 분들은 '닥치고 레이더에 안 걸리는 기술을 만들어 내놯!' 하면서 스텔스 기술 역시 발전하게 됨. 

제일 먼저 연구된 것이 역시 전파흡수 물질을 이용한 전파흡수도료인데, 

군용기에 사용되어도 그냥 도료를 덧바르는 것이니 비행기의 항공특성을 심하게 변형시키지도 않고,

선박에도 충분히 사용될 수 있었으며, 땅크나 건물에도  사용될 수 있을 정도여서 가장 범용성이 높았기 때문인데,

범용성이라는 좋은 장점이 있지만, 성능이 만족할 만한 정도로 획기적으로 레이더의 포착범위를 줄여주는 것이 아니였기 때문에

곧장 다른 방식의 스텔스 기술이 연구되기 시작했음. 다만 효과가 없는게 아니니 계속해서 사용되고 발전하는 중. 

이쪽의 경우에는 국가마다 그 조합법이 다른지라 극비의 기술 취급을 받고, 덕분에 생산량 역시 극비 취급. 

덕분에 스텔스 도료의 개발은 각 국가에서 알아서 이게 좋나 저게 좋나 쿵덕쿵덕 매일같이 실험중이고. 

어디가 성능이 좋냐 하는 것도 딱히 구분이 힘든 것이, 결국 스텔스성을 판단하는데서는 '완제품'으로 판단하기에 도료만 가지고 얼마나 

스텔스성이 올라갔는지는 파악하기 힘든 문제가 있엉. 다만 '구식' 취급을 받고 공개되는 물건들을 분석해보면 여읔시 미제다...

흔히 스텔스 전투기니 뭐니 할때 '운용비' 드립이 나오는 결정적인 이유이기도 한데, 

스텔스 도료는 계속해서 덧발라줘야 하는 물건이고, 심지어 그 내구성마저도 일반적인 도료보다 약한 탓에 한두시간마다 계속해서 발라줘야하는데 

당연히 비싼지라 일반적인 전투기들 보다는 운용비가 매우 비싸지지. 

이 문제는 최근들어 '덧칠할 필요 없는 전파흡수물질'이 개발된 덕분에 천천히 해결되는 중인데, 

전파흡수율이 도료보다 조금 좋지 않은 편인데다가 결국 몇 군데에는 도료를 칠해줘야 하는 문제까지 있음에도 

이쪽으로 기존의 스텔스기들을 개량할 정도인것을 보면 그 유지비가 상당히 부담되는 수준인듯. 

다음으로 많이 사용되는 것이 톱날 형상의 구조. 

이쪽은 간단하게, '전파는 직진하잖아? 그리고 레이더는 전파가 되돌아 와야 하잖아?' 라는 발상에서 시작된 것인데, 그림으로 보면 단박에 이해가 됨.

아주 간단한 원리였고, 근본적으로 레이더의 포착을 막아 낼 수 있긴 했는데.....

큰 문제가 하나 발생함. 

정작 스텔스라는 기술이 가장 필요한 비행기에 이 짓을 하면 날아다니기가 굉장히 힘든 날틀이 된다는것. 

덕분에 레이더에 포착되면 가장 위험한 부분이나, 전파 반사율이 굉장히 높은 부분에 조금씩 사용되는 수준에 그치는 정도. 

물론 공기저항에 대한 제약이 상대적으로 덜한 장비(대표적으로 선박)에는 굉장히 많이, 그리고 널리 쓰이는 기술.

이런 꼼수적인 방법이 동원될 대로 동원되다가, 갓 콤-퓨타의 등장으로 그 시도가 확실하게 바뀌게 되었징.

'레이더에 포착되지 않는 형상'을 만들 수 있게 되었기 때문. 

사실 그 이전부터도 실험은 되고 있었는데, 특정 모양의 물체를 레이더에 노출시키면서 어떤 모양이 레이더에 그나마 작게 나오나를 

계속해서 실험하고 있었음. 물론 이런식의 실험이 으레 그렇듯 완벽한 단순 노가다라서 그 발전속도가 굉장히 지연되고 있었지만

컴퓨터의 발전으로 전파의 반사를 충분히 계산 할 수가 있게 되면서부터는 그런 단순노가다를 떄려치고 이제 설계단계에서부터 

'이렇게 만들면 레이더에 잘 안걸림!' 하고 만들 수 있게 되었다는것. 

< 스텔스 성능에 몰빵한 첫 기체. F-117>

이렇게 스텔스에 주안점을 두고 만들다 보니, 스텔스성 하나는 끝내주게 좋았는데,

일례로 위의 F-117의 경우에는 비행기 그 자체의 전파 반사율보다 조종사의 헬멧이 레이더에 더 크게 나오는 의문의 사태가 벌어지기도 해서

헬멧조차도 전파 흡수물질로 새로이 제작하고, 조종석의 유리도 전파를 투과시키지 않도록 새로 제작하는 헤프닝을 겪기도 했을 정도. 

그리고 이렇게 만들어 보니 또 문제가 발생했는데, 이렇게 스텔스에 너무 몰빵하니 정작 비행성능면에서는 좋다고 말하기 힘들어져버렸다.... 

다만, 이쪽의 경우에는 '더 이상 발전하기 힘든 정도'를 보았다고 할 수 있어서 

최근의 기체는 '비행성능을 최대한 덜 희생시키면서도 레이더에 잘 안 걸리게 하는' 쪽으로 설계를 한다고 보면 됨.

덕분에 저 '최초의 스텔스기'는 현재 미군 채강의 기체인 F-22와 견주어도 스텔스성이 더 좋거나 같다고 할 정도. 

그리고 '날아댕길 필요가 없는' 애들은 그런 제약을 벗어던지고 스텔스 형상을 취하기 시작했는데, 

건물이야 그냥 지하에 짱박으면 그게 훨씬 좋은 편이고, 전차의 경우에는 레이더보다 열에 의한 탐지를 우선적으로 고려해서 설계되는지라, 

주로 선박에 많이 적용되는 편인데, 선박의 근본적인 댑따 크다는 문제 때문에 그 효과 역시 떨어지는 편. 

그래도 선박의 경우에는 파도로 인해서 레이더의 탐지 범위가 공중보다는 짧은 편이라서 스텔스의 필요성이 상대적으로 떨어지지만, 

비행기에 적용 할 수 없었던 기술들을 마구잡이로 잡아넣을 수 있다는 장점으로 5만톤짜리 쇳덩어리를 3천톤짜리 어선정도로 

레이더에 탐지되는 마-법을 부릴 정도는 되어가고 있음.

3-1 엥? 스텔스? 그런게 필요한가?

번외의 이야기로, 스텔스라는 것이 어디까지나 근본적으로 레이더에 의한 포착이라는 것에 대한 발상으로, 

'레이더를 의미없게 하면 괜찮지 않음?' 이라는 식의 발상이 태어났는데....

원시적으로는 처음에 언급한 채프를 제일 앞쪽의 비행기가 살포하고, 그 뒤를 우르르 따라다니면 레이더고 나발이고 

우리 포착할 수나 있냐? 라는 식의 전술이였는데, 이쪽의 경우에는 결국 어디로 가는지는 보여주기 때문에 기습의 효과가 떨어지고, 

그렇게 되면 근접 방공망에는 어쩔 수 없이 갈려들어간다는 측면에서 그 효용성이 상대적으로 떨어졌음. 

그래서 이번에는 아예 '상대방이 쏘는 레이더 전파를 증폭해서 도로 쏴 주는' 기술이 등장. 

이렇게 하면 상대방은 레이더에 '이게뭐얔ㅋㅋㅋㅋㅋ' 식의 테러를 당하기 떄문에 레이더가 쓸모 없어지는것. 이것이 바로 재밍이고, 

이쪽은 굉장한 실용성이 있었기에 이제는 아예 '통신까지 방해하잨ㅋㅋㅋㅋ'식으로 발전해서 '전자전'이라는 새로운 지평을 열고 있지.

<재밍당하는 레이더. 운용병 입장에서는 빡칠 수 밖에 없을듯>

4. 스텔스의 한계

그런데 여기까지 이야기하면서 계속해서 이야기 하였던 것 처럼, 스텔스는 본질적으로 '레이더에 작게 나오게 한다' 만 가능한것이 

지금의 기술이야. 즉, 스텔스가 없으면 한 몇백km부터 오는걸 알 수 있지만 스텔스를 달면 수십, 수km거리에서나 레이더에 

간신히 포착이 되는 정도. -사실 이정도쯤 되면 그냥 눈으로 먼저 볼 수 있을 정도 - 

완전히 레이더에서 사라지는 기술이 절대로 아님. 마! 우리 스텔스기는 A급 레이더 아니면 안보여 임마! 하는게 아니라, 

A급 레이더가 아닐 경우에는 레이더가 무의미할 정도로 근접해야 포착되거나, A급 레이더라 할지라도 운용 소프트웨어나 운용병이 

'어? 이거 잡음인가?' 할 정도로 작게 보이게 하는 기술이 스텔스라는 것. 

그렇기 때문에 스텔스는 레이더의 위치를 먼저 파악하고, 레이더가 깔린 사이사이를 지나가서 최대한 멀리서 몰래몰래 들어가서 

레이더의 등장 이후 사라질 뻔 했던 '기습공격'을 성공시킬 수 있는 능력을 말하는 것이라고 할 수 있지. 

실제로 위에서 말한 스텔스에 몰빵한 F-117의 경우 100여대의 전투기들이 동시에 달려들어도 실패한 폭격작전을 

단 8기의 F-117이 성공하는 놀라운 전과를 보여주기도 했지만, 

코소보 전쟁에서 숨어있다가 기습적으로 레이더를 키고 발사한 근거리 미사일에 격추되는 모양새를 보이기도 했어.

- 다만 이 쪽은 정확한 격추 실정은 군사기밀로 분류되어 밝히지 않고, 단편적인 인터뷰나 추측으로만 이야기 되는중.

그래서 이러한 스텔스를 무력화 하기 위해서 레이더망을 굉장히 촘촘하게 깔거나, 

아예 일반적인 군사목적으로 사용되는 전파가 아닌, 다른 전파를 사용함으로써 스텔스성을 잃게 만들기도 하는데, 

저런 전파의 경우에는 그 정확도가 굉장히 떨어진다는 점 역시 공존하기 떄문에 스텔스성을 완벽하게 잃는다고는 할 수 없지.

그리고 역발상으로, 레이더의 민감도를 극대화시킨 다음에 '안보이는 부분'을 찾으면 거기에 스텔스기가 있다는 식으로 찾아내는 기술 역시 연구중인데,

이쪽은 아직 실험단계라서 실용성이 얼마나 될지는.....

한편, 로씨야 아조씨들은 '전파를 되돌아가지 않게 하는 플라즈마막 기술을 개발했다!' 라고는 하는데,

이쪽은 레이더의 본질을 보면 알겠지만, 일반적인 스텔스와는 달리 '레이더에 절대로 걸리지 않는' 수준의 스텔스라는 이야기인데, 

이놈의것이 무엇인지 전혀 보여주지 않는 관계로 뻥인지 진짜인지조차 모르겠고, 실제로 쓸 수 있는지조차 모름. 있다고 하니까 그런가보다 하는 정도. 

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사실 개인적으로는 전문분야가 아니기 떄문에 내용이 조금 부실하고 틀릴 수 있습니다.

그나마 '이정도는 알면 좋은것' 수준에서 끊은 내용도 있고, 더 깊게 이야기 했다가는 산으로 간다는 문제 떄문에 생략한 이야기도 있습니다.

과장...은 살펴보니 조금 있긴 하네요 허허허