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[最初 시뮬레이션] 北新型彈道미사일 核彈頭 裝着 時 破壞力|新東亞

[最初 시뮬레이션] 北新型彈道미사일 核彈頭 裝着 時 破壞力

‘스커드’와 比較 不可, ‘次元이 다른 威脅’

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    分析·장영근 航空大 航空宇宙機械工學部 敎授 整理·송홍근 記者

    carrot@donga.com

    入力 2019-06-21 14:00:01

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    • 550~1250㎏ 核彈頭 搭載, 270~550㎞ 射距離, 正確度 10m 打擊 可能

    • 射距離 420㎞는 750㎏ 核彈頭, 射距離 270㎞는 1250㎏ 核彈頭

    • 底角軌道 飛行하다 終末段階서 빠른 速度 落下

    • 飛行高度 낮아 레이더 追跡 및 邀擊 어려워

    • 엄청난 國防費 投入하는 韓國型미사일防禦體系 無力化될 수도

    • 老朽化된 低性能 스커드 빠른 速度로 代替할 것

    노동신문이 5월 5일 ‘북한판 이스칸데르’ 미사일 발사 장면을 공개했다.

    勞動新聞이 5月 5日 ‘北韓版 이스칸데르’ 미사일 發射 場面을 公開했다.

    北韓이 5月 4日, 9日 講院 원산시 虎島半島와 平安北道 構成時 隣近에서 同一한 機種으로 推定되는 短距離미사일 3發을 各各 東海上으로 發射했다. 5月 9日 發射된 미사일 2發은 頂點高度 40~50㎞로 各各 射距離 270㎞와 420㎞를 飛行한 것으로 推定됐다. 

    國防部는 처음에는 彈道미사일이라고 規定했다가 ‘佛像의 發射體(Projectile)’로 訂正했다. 6月 1日 “短距離미사일”(鄭景斗 長官)임을 認定하면서도 彈道미사일인지는 “精密分析 中”이라고 밝혔다. 北韓이 그間 彈道미사일 試驗發射를 잇따라 遂行했지만 大部分 中長距離미사일이었다. 새로운 類型의 短距離미사일 開發은 制限的이었다는 意味다. 그런데 5月 短距離미사일 發射試驗을 한 것이다. 

    北韓이 5月 試驗發射한 短距離미사일은 縱深이 짧은 韓半島 環境에서 엄청난 威脅이 아닐 수 없다. 北韓이 保有한 스커드미사일은 液體推進劑를 使用한다. 液體推進劑 미사일은 燃料 充電에 時間이 걸리는 弱點이 있다. 北韓은 旣存의 老朽化된 低性能 스커드미사일을 新型 短距離미사일로 代替할 것으로 보인다. ‘新型 固體推進劑 短距離미사일’의 特性과 性能을 把握해 威脅에 對應할 方案을 마련하는 것이 무엇보다도 時急하다. 

    시뮬레이션을 통해 北韓이 試驗發射한 新型 固體推進劑 短距離미사일의 飛行軌跡 特性과 性能을 分析했다. 北韓이 5月 發射한 短距離미사일에 對해 韓國에서 이뤄진 最初의 시뮬레이션이다. 只今부터 北韓이 開發한 新型 短距離미사일의 實體에 接近해보자.

    回避機動 遂行 時 ‘類似 彈道軌跡’

    本格的인 分析에 앞서 論難이 되는 彈道미사일의 定義부터 살펴보자. 彈道미사일은 로켓에 依해 推力을 얻어 上昇軌道에서 彈道軌跡으로 飛行하다가 燃燒가 終了되면 慣性飛行을 통해 徐徐히 頂點高度에 到達한다. 以後 別途의 推進시스템에 依한 推力 없이 오직 地球 重力에 依한 自由落下를 통해 彈道軌跡을 그리면서 하강해 地表面에 彈着하는 미사일이다. 



    最近에는 技術이 發展하면서 推力 및 方向制御龍 小型推進시스템 等을 利用해 頂點古都를 낮추고 下降段階에서 回避機動(速力을 增減하거나 進路를 바꾸는 것)까지 遂行하는 類似 彈道軌跡(Quasi Ballistic Trajectory)의 彈道미사일을 開發하는 境遇가 많다. 通常的으로 類似 彈道軌跡을 形成하는 미사일도 彈道미사일로 看做하기에 北韓이 5月 試驗發射한 新型 미사일(美國은 KN-23으로 命名)은 彈道미사일로 分類해야 마땅하다. 

    彈道미사일의 飛行軌跡은 年少終了 時點의 速度, 에너지 및 姿勢 等에 따라 決定된다. 飛行軌跡은 燃燒 終了 時 發射角을 調節하는 方法으로 크게 세 가지로 나눈다. 

    ①高角軌跡 은 彈道미사일을 高閣으로 發射할 때 얻어지며 終末段階에서 빠른 速度(마하 10~20)로 大氣圈에 進入하면서 空氣抵抗에 依해 갑자기 速度가 줄어드는 傾向을 보인다. 2016~2017年 北韓은 舞水端, 火星-12, 14 및 15와 같은 中·長距離미사일을 高角發射를 통해 頂點古都를 極大化하면서 四거리를 最小로 줄여 東海 바다에 떨어뜨렸다. 

    ②底角軌跡 은 彈道미사일의 一般的인 頂點高度보다 훨씬 낮은 高度 內에서 飛行한다. 飛行高度가 낮기 때문에 레이더 探知 및 追跡이 어렵고 相對가 對應할 수 있는 時間이 매우 짧다. 終末段階에서 彈道미사일의 急速한 下降이 可能하도록 機動한다. 

    ③最小에너지軌跡
    은 射距離가 最大로 늘어난다. 

    北韓이 5月 試驗發射한 新型 短距離미사일은 底角軌跡을 使用해 50㎞의 頂點古都를 찍고 下降한 것으로 알려졌다. 50㎞ 以內는 成層圈 領域에 該當하며 熱力學的으로 安定돼 있다. 對流 및 亂流가 發生하지 않으며 空氣密度가 낮아 飛行體·彈頭 誘導 制御에 有利하다.

    美 패트리엇 시스템 無力化한 ‘이스칸데르’와 닮은꼴

    이스칸데르 미사일(왼쪽)과 북한 신형 탄도미사일의 발사 형상 및 밴드 분리 모습.

    이스칸데르 미사일(왼쪽)과 北韓 新型 彈道미사일의 發射 形象 및 밴드 分離 모습.

    北韓이 開發한 新型 短距離미사일은 外部 形象과 낮은 頂點高度 및 四거리 等에서 러시아가 實戰配置 中인 이스칸데르(Iskander)-M 戰術彈道미사일(9K720 또는 SS-26)과 相當히 類似하다. 미사일의 諸元 및 形象뿐 아니라 移動式미사일發射臺(TEL) 車輛도 類似해 이스칸데르 미사일을 模倣해 開發한 것으로 推定된다. 

    이스칸데르 短距離미사일은 1950年代부터 電力化한 低性能의 液體推進劑 미사일인 스커드를 代替하고자 러시아가 開發한 ‘固體推進劑 新型 戰術彈道미사일’이다. 

    이스칸데르의 推進시스템은 50㎞ 以下의 高度를 維持하면서 500㎞ 程度의 四거리를 가지며 낮은 類似 彈道軌跡을 活用할 수 있을 만큼의 充分한 動力을 提供한다. 

    이스칸데르는 現代의 미사일防禦(MD)體系, 特히 美國의 패트리엇 시스템을 無力化하고 目標에 對한 精密한 打擊을 위해 設計된 高精密 戰術彈道미사일이다. 

    이스칸데르는 彈頭 分理 없이 終末段階에서 마하 6~7 程度의 極超音速으로 飛行한다. 이 速度는 邀擊미사일體系인 패트리엇 시스템보다 빠르기에 邀擊이 쉽지 않다. 또한 非行의 終末段階에서 回避起動을 遂行할 수 있으며 이는 邀擊미사일에 依한 邀擊 成功 確率을 最少化한다. 러시아는 2006年부터 이스칸데르 미사일을 實戰配置하고 있으며 現在도 戰力化를 進行 中인 것으로 알려졌다.

    2014年부터 短距離미사일 20發 넘게 發射

    北韓은 2014年부터 飛行距離 200㎞, 頂點高度 50㎞ 水準의 短距離미사일을 20發 넘게 持續的으로 試驗發射해왔다. 最近 5年間 여러 次例의 地上燃燒試驗 및 試驗飛行을 통해 高性能의 新型 短距離미사일 技術 및 性能을 增進하고 檢證해온 것으로 推定된다. 

    試驗飛行을 繼續하던 中 2018年 2月 ‘北韓軍 建軍 70周年 記念 閱兵式’에서 갑작스럽게 올해 5月 發射한 短距離미사일과 크기 및 形象이 類似한 短距離彈道미사일을 처음으로 선보였다. 

    南北 및 北·美 頂上會談 等으로 미사일 試驗發射를 中斷하다가, 2019年 2月 하노이 北·美 頂上會談이 노딜(No Deal)로 끝나면서 5月 新型 短距離미사일 試驗發射를 遂行한 것으로 보인다. 

    地上試驗 및 事前의 非公開 飛行試驗을 통해 信賴性을 確保한 後 彈道미사일 試驗發射를 公開的으로 遂行하는 게 北韓의 패턴이었다. 特히 5月 9日 發射한 彈道미사일은 平北 構成時에서 東쪽으로 發射해 內陸을 貫通했기에 相當한 水準의 自信感 없이는 試驗發射를 하기 어려웠을 것이다. 

    北韓의 新型 短距離미사일과 類似한 低各의 飛行軌跡 및 終末段階에서 回避起動이 可能한 彈道미사일로는 引渡의 프리트非 短距離 地對地彈道미사일이 있다. 

    印度는 1980年代 프리트非Ⅰ을 開發했다. 1990年代부터 實戰配置된 프리트費는 Ⅱ 및 Ⅲ까지 派生型 미사일이 開發됐다. 프리트非Ⅱ는 미사일防禦體系를 回避할 能力을 保有한 것으로 알려졌다. 射距離 250㎞로 分析되나 2011年 350㎞로 試驗發射한 前例가 있다. 搭載 可能한 彈頭重量은 500~1000㎏ 範圍이며, 核彈頭 高爆彈 集束彈을 裝着할 수 있다. 

    彈頭 分離가 없는 프리트非 彈道미사일의 底角 飛行軌跡 및 終末段階에서의 回避起動을 보여주는 <그림2>를 통해 北韓의 新型 戰術 短距離彈道미사일의 飛行軌跡을 推定해볼 수 있다. 

    5月 4日, 9日 發射된 北韓의 新型 短距離彈道미사일에서 두 가지 飛行軌跡을 特定할 수 있다. 

    ①底角軌跡 一般的인 彈道미사일과 다르게 四거리에 비해 매우 낮은 50㎞의 頂點高度에 到達한 後 地表面에 彈着했다. 彈道미사일을 底角으로 發射하면 頂點高度가 낮아져 레이저 探知가 어렵다. 邀擊을 위한 對應 時間이 매우 짧아지는 것이다. 

    ②回避機動 北韓 朝鮮中央TV가 言及한 ‘특수한 飛行柔道方式’은 回避起動이 可能하다는 意味로 解釋된다. 또한 이스칸데르 彈道미사일을 模倣해 開發했을 可能性이 높은 點 等을 考慮할 때 新型 彈道미사일은 回避機動 能力을 保有하고 있다고 볼 수 있다. 韓國의 미사일防禦體系 構築에 對應한 方案으로서 回避起動을 考慮했을 것이다.

    ‘全혀 다른’ 彈道미사일

    이스칸데르의 底角軌跡 및 回避機動 能力을 參照해 北韓이 5月 發射한 미사일의 飛行軌跡 및 性能을 시뮬레이션을 통해 分析하기에 앞서 新型 短距離彈道미사일의 大略的인 飛行軌跡을 먼저 推定해보자. 

    5月 9日 發射된 新型 短距離彈道미사일은 頂點高度 50㎞에 射距離 270㎞ 및 420㎞의 結果를 보여줬다. 이는 一般的인 彈道미사일을 正常軌跡으로 發射했을 때보다 낮은 高度를 維持하면서 低各發射를 遂行했음을 나타낸다. 

    <그림3>을 살펴보면 理解가 쉽다. <그림3>에서 (a)는 頂點高度 50㎞, 射距離 270㎞의 飛行軌跡에서 回避起動을 한 境遇와 回避起動을 遂行하지 않는 境遇, 正常軌跡으로 發射한 境遇를 假定해 同一한 四거리의 最小에너지軌跡과 比較한 것이다. 

    (b)는 頂點高度 50㎞, 射距離 420㎞의 飛行軌跡에서 回避起動을 한 境遇와 回避起動을 遂行하지 않는 境遇, 正常軌跡으로 發射한 境遇를 假定해 最小에너지軌跡과 比較한 것이다. 射距離가 固定됐을 때 彈頭重量이 가벼워지면 頂點高度는 더욱 上昇할 것이다. 

    <그림3>의 모든 飛行軌跡은 正常的인 彈道軌跡이 아닌 頂點古都를 50㎞ 水準 以下로 維持하도록 한 低各軌跡의 ‘類似 彈道軌跡’ 또는 ‘準彈道軌跡’을 보여준다. 回避機動 時에는 頂點高度에 到達한 後 彈道미사일 下段의 조종면 制御 또는 小型 구동기를 통한 推力偏向으로 急上昇(Pull-up) 또는 級下降(Pull-down) 起動을 遂行해 滑走 區間을 一部 가지면서 四거리를 늘리는 것으로 推定된다. 

    北韓 新型 短距離彈道미사일이 邀擊回避 起動을 하면서 高度를 높이는 팝업(Pop-up) 機動 能力을 保有했는지는 現在로서 알 수 없다. 彈道미사일이 飛行高度를 높이는 理由는 終末速度의 增加와 密接한 關聯이 있으나, 팝업 起動 過程에서 오히려 邀擊미사일에 打擊 機會를 提供할 수 있다는 短點이 있다. 이와 類似한 槪念인 急上昇은 高度를 높이기 위한 目的보다는 水平飛行(滑空)의 前 段階 또는 不規則한 軌跡 패턴을 위한 用途로 쓰일 可能性이 클 것으로 推定된다. 

    結局 이番에 北韓이 發射한 新型 短距離彈道미사일은 固體推進劑를 使用하며 移動式 發射臺(TEL)에 搭載돼 發射되기에 發射 準備時間이 짧으며 低各으로 發射해 레이더가 早期 探知하기가 어렵다는 것은 確實하다. 다만 公開된 데이터만으로는 急上昇, 級下降, 垂直落下(Dive) 等의 邀擊回避 機動能力을 保有했는지 判斷하기 어렵다. 

    낮은 頂點高度와 初步的인 回避機動 能力을 가졌다고 할지라도 現在 韓國이 保有한 邀擊미사일로 對應하기에는 相當히 까다로운 彈道미사일로 推定된다. 旣存의 스커드와 같은 短距離미사일과는 全혀 다른 새로운 機種의 彈道미사일로 우리에게는 새로운 威脅이 登場한 것이다.

    性能 分析을 위한 諸元 推定 및 시뮬레이션

    러시아 이스칸데르 彈道미사일을 模倣해 北韓이 새로 開發한 新型彈道미사일의 飛行 特性 및 性能을 本格的으로 分析해보자. 

    現在까지 公開된 미사일의 特性 데이터는 頂點高度, 射距離, 미사일의 外形 및 推定 諸元(미사일 形象을 통해 1段 로켓모터의 크기 推定 可能), 推力偏向을 爲한 제트 베인(Jet Vanes) 및 姿勢制御用 날개(功力을 利用해 方向 制御), 固體推進劑 로켓모터(燃燒가스 形象 및 色깔로 推定), 移動發射臺를 利用한 發射 等이다. 

    分析이 要求되는 特性 데이터는 飛行時間(發射에서 彈着까지), 終末段階에서의 速度, 飛行軌跡, 固體로켓모터의 性能 데이터(推力, 燃燒時間) 等이며, 現在까지 公開된 데이터로는 回避機動에 依한 終末段階의 飛行軌跡 特性을 確認할 수 없기에 彈道미사일의 正確한 飛行軌跡을 決定하기는 어렵다. 다만, 終末段階의 回避機動 프로파일을 除外한 全體的 彈道軌跡의 形象은 解釋的으로 分析이 可能하다. 

    1段 推進劑로켓 모터가 分離되고 彈頭만 彈着하는지, 아니면 스커드미사일과 같이 1段 로켓의 分理 없이 미사일 胴體가 彈着하는지도 不分明하다. 하지만 이스칸데르 彈道미사일이 彈頭가 分離되지 않은 채 一體型으로 彈着한다는 事實과 北韓 言論 媒體에서 單 分離에 對한 言及이 없는 것으로 볼 때 彈頭 分理 없이 一體型으로 飛行하고 彈着하는 것으로 推定할 수 있다. 

    只今부터 누인 글씨體로 敍述하는 部分은 性能 分析 시뮬레이션을 위한 諸元 推定 및 家庭을 整理한 것으로 內容이 어렵게 느껴지는 讀者는 읽지 않고 건너뛰어도 無妨하다.

    이스칸데르 미사일의 提示된 諸元을 바탕으로 北韓 新型彈道미사일의 길이는 7.2m, 直徑은 0.95m로 假定했다. <그림4>가 北韓 新型彈道미사일의 推定 諸元이다. 1段 固體推進劑 로켓의 길이는 3.5m, 中間團(Interstage) 길이는 1.2m, 나머지 페어링과 中間段을 包含하는 彈道미사일의 上端部는 2.5m로 假定했다. 

    固體推進劑의 直徑 및 길이는 로켓모터 케이스 및 絶緣層(Insulation Layer)의 두께를 除外하고, 로켓모터 上下部의 半球形 돔 形象 等을 考慮해 直徑 0.9m, 길이 3m의 실린더 모터 케이스로 假定해 分析했다. 固體推進劑의 點火를 위한 點火裝置 및 그레인(Grain)의 比率은 별(Star) 形象의 그레인을 假定하고 理想的인 推進劑 두께 비가 0.3~0.4 程度인 것을 勘案해 推進劑의 壁 두께와 그레인 最大 半徑의 비를 0.3으로 假定했다. 北韓 新型 短距離미사일의 로켓모터는 北極星 1號의 固體推進劑 로켓 및 推進劑 諸元과 比較해 1段 固體推進劑의 燃燒時間을 40秒로 假定했다. 

    로켓의 固體推進劑로 使用되는 脫水酸化부타디엔(HTPB)의 密度는 約 1750㎏/㎡, 二重基底 推進劑(Double-based Propellant)의 密度는 1500~1600㎏/m3으로 알려져 있다. 北韓의 固體推進劑 技術能力 및 開發 水準을 考慮해 旣存 北極星-1 SLBM(潛水艦發射彈道미사일)과 類似하게 新型彈道미사일의 推進劑 HTPB의 密度는 1600㎏/m3으로 假定했다. 固體推進劑 모터의 길이, 直徑 및 密度를 基準으로 新型 彈道미사일의 推進劑 質量을 計算했다. 

    通常的으로 核彈頭는 直徑 90㎝, 무게 1000㎏ 以內이나 北韓이 核彈頭 小形化 및 輕量化를 통해 直徑 60㎝, 무게 500㎏ 以內의 核彈頭를 製作해 彈道미사일에 搭載가 可能하다고 假定한다. 北韓 新型 彈道미사일의 直徑은 最大 0.95m며 彈道미사일 上端部 直徑(0.5~0.65m)에 核彈頭 搭載를 위해서는 小形化가 必須的이다. 北韓은 2016年 3月과 2017年 9月 核彈頭를 公開한 바 있으며 그로부터 數年이 지났으므로 核彈頭 小形化에 成功했을 可能性을 排除할 수 없다. 따라서 新型 彈道미사일에 核彈頭를 搭載한다는 假定下에 시뮬레이션을 遂行했다.


    射距離 270㎞, 420㎞ 시뮬레이션

    5月 9日 北韓이 平安北道 構成時 隣近에서 發射한 彈道미사일 2發은 各各 270㎞, 420㎞를 飛行한 것으로 推定됐다. 270㎞는 서울, 420㎞는 美軍基地가 있는 烏山, 平澤과 陸·海·空軍本部가 있는 계룡대를 겨냥했다고 볼 수 있다. 各各 270㎞, 420㎞를 飛行한 新型 彈道미사일에 對해 다음과 같은 飛行 시나리오를 假定할 수 있다. 

    [시나리오 1-1] 底角發射를 통해 50㎞의 頂點高度 및 270㎞의 四거리를 갖는 類似 彈道軌跡을 形成하며, 下降段階에서 조종면(또는 小型推進시스템)을 利用해 回避機動(Pop-up)을 遂行하며 彈着하는 境遇. 

    [시나리오 1-2] 底角發射를 통해 50㎞의 頂點高度 및 420㎞의 四거리를 갖는 類似 彈道軌跡을 形成하며, 下降段階에서 小型推進시스템(또는 조종면)을 利用해 回避起動을 遂行하며 彈着하는 境遇. 

    [시나리오 2-1] 50㎞의 頂點高度 및 270㎞의 四거리를 갖는 類似 彈道軌跡을 形成하면서 回避機動 없이 地表面에 彈着하는 境遇. 

    [시나리오 2-2] 50㎞의 頂點高度 및 420㎞의 四거리를 갖는 類似 彈道軌跡을 形成하면서 回避機動 없이 地表面에 彈着하는 境遇. 

    [시나리오 1]은 頂點高度 50㎞의 低各軌跡으로 飛行하면서 下降段階에서 조종면(또는 小型推進시스템)을 利用해 回避機動(Pop-up)을 遂行하며 四거리를 늘려 地表面에 彈着하는 境遇이고, [시나리오 2]는 頂點高度 50㎞의 低各軌跡을 그리면서 回避機動 없이 類似 彈道軌跡으로 地表面에 彈着하는 境遇다. 

    [시나리오 1]의 回避機動은 中間段階 以後 下降段階에서 조종면(또는 小型推進시스템)을 利用한 邀擊回避 機動의 軌跡을 描寫한다. 頂點高度 以後 急上昇(Pull-up)-級下降(Pull-Down) 起動을 遂行한다고 假定했으며, 彈道미사일의 實際 軌跡은 더욱 더 不規則하고 複雜한 特性을 보일 것으로 推測된다. 

    北韓의 新型 短距離彈道미사일에 對해 現在까지 公開된 데이터가 相當히 制限的이기 때문에 分析 結果에 誤差가 存在할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

    北韓 新型 彈道미사일 性能 分析 結果

    核彈頭 質量의 變化(450~1050㎏)에 따라 頂點高度 到達 以後 急上昇, 級下降 等의 邀擊回避 起動을 遂行해 四거리를 늘린 境遇인 [시나리오 1]과 邀擊回避 起動을 遂行하지 않는 [시나리오 2]로 나눠 分析을 遂行했다. 

    現在까지 [시나리오 1]의 回避機動에 對해 公開된 데이터가 存在하지 않는다. 다만 新型 彈道미사일의 形象으로 推測할 때 조종면 機動 또는 小型推進시스템을 利用한 回避起動이 豫想된다. 따라서 [시나리오 1]의 시뮬레이션 床에서 回避機動 詩 若干의 推力을 提供하도록 設定했다. 

    <票1>이 [시나리오 1] 및 [시나리오 2]의 시뮬레이션 分析 結果를 보여준다. 시뮬레이션 結果 新型 彈道미사일은 核彈頭 質量이 450~1250㎏으로 變化함에 따라 射距離 範圍는 下降段階에서 回避起動이 있는 [시나리오 1]의 境遇 頂點高度 50㎞를 固精해 射距離 284~535㎞로 分析됐으며, 回避起動이 없는 [시나리오 2]의 境遇에도 頂點高度 50㎞를 固精해 265~472㎞의 四거리를 얻었다. 

    北韓 核彈頭 무게를 750㎏로 假定하면 [시나리오 1]의 境遇 射距離 428㎞, [시나리오 2]의 境遇 射距離 374㎞의 結果를 나타냈다. 5月 9日 發射된 射距離 420㎞의 彈道미사일이 이에 該當한다. 萬一 回避起動을 하지 않을 境遇 420㎞의 四거리를 얻기 위해서는 核彈頭 무게가 550㎏이어야 할 것으로 推定된다. 核彈頭 무게를 1250㎏으로 늘렸을 때는 [시나리오 1]의 境遇 射距離 284㎞, [시나리오 2]의 境遇 射距離 265㎞ 結果를 얻었다. 이 四거리는 5月 發射된 射距離 270㎞의 境遇와 類似하다. 따라서 1250㎏의 核彈頭를 搭載하는 境遇에는 回避機動 與否와 相關없이 射距離 270㎞를 獲得할 수 있을 것으로 分析됐다. 

    또한 新型 彈道미사일의 彈着까지의 飛行時間 및 落下速度를 導出한 結果는 다음과 같다. 新型 彈道미사일의 飛行時間은 飛行 데이터 基準(射距離 270㎞/頂點高度 50㎞) 時 回避起動을 하는 [시나리오 1]에서 233秒, 回避起動을 하지 않는 [시나리오 2]에서 231秒로 모두 約 4分의 結果를 나타났다. 

    落下速度는 平均的으로 [시나리오 1]의 境遇 2.45㎞/s(마하 7.2), [시나리오 2]의 境遇 1.92㎞/s(마하 5.64)로 差異를 보였다. 이는 [시나리오 1]에서 邀擊回避 機動 具現을 위한 若干의 推力이 提供되면서 旣存 [시나리오 2] 彈道미사일보다 가속돼 速度가 빨라진 것으로 判斷된다. 一般的으로 알려진 이스칸데르-M의 飛行 特性과 關聯해 邀擊回避 起動을 통해 終末段階에서의 速度가 마하 10까지 到達한다는 評價도 存在한다. 

    彈頭質量을 변화시켜 [시나리오 1-1] 및 [시나리오 1-2]를 分析한 結果 彈頭重量 750㎏ 以下일 境遇 回避機動 軌跡이 크게 變化하는 것을 볼 수 있으며, 이는 四거리 420㎞의 回避起動을 基準으로 1段 로켓모터 諸元을 適用했기 때문에 같은 推力 提供 時 彈頭質量을 줄인 境遇가 軌跡에 影響을 많이 받아 이와 같은 結果가 나온 것으로 보인다.

    ‘스커드’와는 比較할 수 없는 ‘새로운 威脅’

    결론적으로, 北韓의 新型 短距離彈道미사일은 底角軌跡으로 頂點高度 50㎞ 以下에서 飛行하는 境遇, 邀擊回避 機動 時 550㎏의 彈頭質量을 搭載하면 約 500㎞의 四거리를 飛行할 수 있다. 

    底角軌跡으로 發射해 頂點高度가 相對的으로 낮고 萬一 回避起動을 해 終末段階에서의 軌跡이 不規則的이라고 해도, 基本的으로 彈道軌跡에 基盤을 둔 類似彈道軌跡(Quasi Ballistic Trajectory)을 나타내기에 新型 短距離미사일은 彈道미사일로 定義하는 것이 妥當하다. 

    550㎏의 彈頭를 搭載하고 最小에너지軌跡(正常軌跡)으로 飛行하면 頂點高度 124㎞, 射距離 550㎞를 飛行할 수 있다. 5月 9日 試驗發射 때 보여준 射距離 420㎞, 頂點高度 50㎞의 飛行軌跡은 邀擊回避 機動 時 750㎏ 程度의 彈頭質量을 搭載한 것으로 推定할 수 있다<표3>. 또한 頂點古都를 50㎞로 固定하고 射距離 270㎞를 얻은 飛行軌跡은 邀擊回避 機動 時에 1250㎏ 程度의 큰 彈頭質量을 搭載한 것으로 推定된다<표2>. 

    結局 新型 短距離彈道미사일은 550~1250㎏의 核 또는 在來式 彈頭를 搭載하고 270~550㎞의 四거리에 位置한 目標를 正確度 10m 水準에서 打擊할 수 있을 것으로 推定되며, 이는 非武裝地帶(DMZ) 隣近의 移動發射臺에서 發射할 때 主要 軍事施設인 계룡대, 平澤 美軍基地, 사드 配置 地域, 彈道彈 早期警報 레이더 配置 地域 等을 攻擊할 수 있음을 의미한다. 

    問題는 低各軌跡으로 飛行하기에 地上이나 艦艇에 配置된 레이더에 依한 探知 및 追跡이 어렵다는 點이다. 特히 終末段階에서 빠른 速度로 落下하므로 韓國이 保有한 邀擊미사일의 制限된 速度로는 邀擊이 더욱 어렵다. 確認된 것은 아니지만 이스칸데르 미사일과 같이 下降段階에서 回避起動이 可能하다면 엄청난 國防費를 投入해 開發 中인 韓國의 미사일防禦體系 自體가 無力化될 수도 있다. 

    北韓의 新型 短距離彈道미사일은 旣存 短距離彈道미사일인 低性能의 求刑 스커드를 빠른 速度로 代替할 것이다. 또한 미사일 攻擊의 迅速性, 卽應性, 打擊 正確度, 미사일防禦體系 無力化 側面에서 스커드 미사일과는 比較도 안 되는 새로운 次元의 威脅이 될 것이다. 새로운 彈道미사일에 對한 情報 獲得 및 詳細 分析을 통해 早速히 對應 戰略을 構築해야 한다.


    장영근 | 北韓의 新型 短距離彈道미사일에 對한 시뮬레이션을 韓國에서 最初로 遂行한 장영근 航空大 航空宇宙機械工學部 敎授는 美國 버지니아텍과 테네시대에서 航空宇宙工學 碩·博士學位를 取得한 航空宇宙工學者다. 韓國航空宇宙硏究院 衛星事業部 責任硏究員으로도 일했다.



    송홍근 편집장

    송홍근 編輯長

    Alex's husband. tennis player. 午後햇살을 사랑함. 冊 세 卷을 냄. ‘北韓이 버린 天才 音樂家 精麤’ ‘統一先進國의 戰略을 묻다’ ‘DOG’

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