조형희 延世大 敎授가 24日 열린 '코리아매드사이언티스트콘퍼런스'에서 스텔스 技術에 對해 發表하고 있다. 映像 캡처.
航空機나 軍艦, 誘導彈 等 軍用 武器體系를 만들 때 敵의 레이더 電波를 吸收해 監視網에서 探知되지 않도록 하는 技術을 ‘스텔스’ 技術이라고 한다. 레이다 電波를 吸收하는 構造나 素材가 活用된다. 그동안 戰鬪機 爲主로 適用됐던 스텔스 技術이 最近 들어 陸軍 武器體系에도 適用되고 있다. 熱을 感知하는 赤外線과 電磁波를 活用한 레이더를 한꺼번에 回避할 수 있는 스텔스 技術 必要性도 커지고 있다.
24日 서울 城北區 所在 韓國科學技術硏究院(KIST) 존슨講堂에서 열린 ‘코리아 매드 사이언티스트 콘퍼런스’에서는 스텔스 技術을 主題로 前날에 이어 세 番째 세션이 進行됐다. 主題發表에 나선 스텔스 關聯 專門家들은 陸軍 武器體系에 適用될 수 있는 스텔스 技術을 紹介하고 赤外線과 電磁波 探知를 同時에 避할 수 있는 스텔스 技術의 陸軍 武器體系 適用 必要性이 커지고 있다고 목소리를 냈다.
陸軍과 國家科學技術硏究會가 共同 主催한 이番 行事는 美 國防部가 科學者들이 紹介하는 尖端 技術을 듣기 위해 여는 ‘매드 사이언티스트 콘퍼런스’를 모델로 삼고 있다. 2019年 첫 開催 以後 네 番째로 열린 이番 行事는 ‘未來全義 게임체인저를 主題로 進行돼 軍 關係者와 硏究者들 50餘 名이 參席했다.
旣存 陸軍 武器體系에서 스텔스 技術은 兵士가 敵의 눈에 띠지 않도록 하는 데 集中됐다. 赤外線 카메라나 夜視鏡 等이 나오면서 兵士를 쉽게 認知할 수 있게 됐기 때문이다. 兵士의 몸에서 나오는 熱로 放出되는 赤外線을 어떻게 감추느냐가 關鍵이다. 탱크나 裝甲車, 無人機, 헬기 等 陸軍 武器體系가 多樣化하면서 電磁波 基盤의 레이더 探知를 避하는 스텔스 技術도 重要해졌다.
發表에 나선 조형희 연세대 機械工學部 敎授는 “陸軍 武器體系에서 스텔스는 兵士, 電車, 飛行體 關聯 스텔스 技術로 各其 다르게 開發되고 있는데 各 分野 特性을 反映해 적합한 스텔스 技術을 開發해야 한다”며 國內에서 開發된 主要 스텔스 技術을 紹介했다.
兵士들을 對象으로 한 스텔스 技術은 兵士 人體의 各 部位가 發散하는 熱에너지 領域을 分析하는 水準까지 進步했다. 身體의 모든 部分마다 모델링을 통해 體溫이 어떻게 바뀌는지를 分析하고 水分 蒸發, 땀 排出, 血管 擴張, 血液 移動 等의 變化를 考慮한다. 基礎 代謝量과 運動量을 計算해 身體 各 部位의 溫度 變化를 모델링하는 것이다. 이를 통해 兵士의 軍服 着用에 따른 溫度 變化를 分析하고 放出되는 赤外線을 줄이는 放射율 低減 코팅 技術을 開發했다.
조 敎授는 또 無人機 等 飛行體의 境遇 實際 飛行時 各 部位別 溫度를 分析해 赤外線 信號 特性을 把握했다. 分析 結果 赤外線 信號가 가장 크게 나오는 곳은 曲面部였다. 엔진에서 發生한 熱이 排出되는 吸排氣構圖 마찬가지다. 吸排氣區 最適 形象設計 硏究와 赤外線 低減 物質로 만들어 붙일 수 있는 패치 技術을 開發했다. 여기에 敵의 레이더가 쏘는 電磁波를 攪亂시키는 메타物質을 適用해 赤外線 監視와 레이더 探知를 同時에 回避할 수 있는 ’스텔스 메타物質‘을 開發했다. 메타物質이란 自然的으로 存在하지 않는 特性을 具現하기 위해 設計된 物質로 흔히 人爲的으로 빛을 굴절시켜 事物을 보이지 않도록 하는 ‘透明망토’ 具現이 可能한 物質로 알려져 있다.
조 敎授는 “結局 레이더와 赤外線 監視를 回避하는 스텔스 메타物質 開發 必要性이 커질 수밖에 없다”며 “開發한 스텔스 메타物質의 境遇 레이더 電磁波를 90% 以上 吸收하고 赤外線 信號를 95% 以上 줄이는 性能이 나오고 있는데 이를 업그레이드해 軍이 使用할 수 있는 技術이 될 수 있도록 할 것”이라고 밝혔다.
최태인 韓國機械硏究院 波動에너지極限制御硏究段 硏究委員은 硏究團이 開發한 電磁波 吸收 技術을 紹介했다. 崔 硏究委員은 “地上武器體系는 隱蔽나 掩蔽가 容易한 地上 環境으로 스텔스 技術 適用 要求가 相對的으로 적었지만 攻擊헬기, 無人機, 對戰車誘導武器 等 威脅에 對備해 陸軍武器體系 스텔스 技術 適用 必要性이 커지고 있다”며 “特히 電磁波 레이더의 境遇 레이더 信號 反射 方向을 바꾸는 構造 設計와 電磁波 吸收體 救助 開發이 同時에 이뤄져야 한다”고 說明했다.
硏究團은 전도성 잉크를 利用한 電磁波 吸收體 構造를 2018年에 開發했다. 이 技術은 레이더에서 나오는 電磁波를 96% 假量 吸收할 수 있다. 전도성 잉크 代身 꿈의 素材로 불리는 그래핀 패턴을 使用해 새로운 構造를 開發하는 同時에 메타物質의 技術的 어려움을 解決하는 硏究도 進行中이다.
최태인 硏究委員은 “結局 電磁波 反射를 다른 方向으로 보내거나 吸收하는 物質과 構造 硏究, 赤外線 監視와 電磁波를 同時에 減殺할 수 있는 技術이 具現돼야 스텔스가 可能할 것”이라고 强調했다.
