판보로 에어쇼에서 데뷔한 미래형 전투기 Tempest

판보로 에어쇼 2018 이벤트는 BAE Systems 샬레의 <미래형 전투기 Tempest> 프로그램 공개 행사였다.

판보로 에어쇼에서 공개된 mock-up의 형상이 Tempest 설계의 기본 형상이 된다는 전제로 하면 Tempest는 대형 동체의 장거리 전투기가 될 것이며 고속 비행에 적합한 형상을 갖게 될 것이다.

 Tempest는 미래형 전투기로 지금의 FBW(Fly-By-Wire)와는 다른 새로운 비행제어시스템을 보유하게 될 것이다.

BAE Systems 샬레 직원들에게 이것이 일본이 F-2A/B를 대체할 차기 전투기에 도입하려고 하는 FBL(Fly-By-Light)와 같은 것이 될 것인지에 대해서 문의를 하니 아직 미래형 비행제어체계가 어떠한 방식의 시스템이 될 것인지는 결정되지 않았고 그에 대한 개념 연구를 이제 막 시작했다고 한다.

 Tempest 프로그램을 진행하는 'Team Tempest'는 BAE Systems와 레오나르도(Leonardo), MBDA, 롤스 로이스(Rolls-Royce) 그리고 영국 국방부로 구성되어 있다.

BAE Systems는 Tempest의 미래형 인터페이스 설계와 체계통합, 미래형 비행제어체계 개발과 항공기 형상과 구조 설계, 대응체계 개발 등을 담당하게 되며, 레오나르도의 알레니아 아에르마키(Alenia Aermacchi)와 셀렉스 ES(Selex ES)가 참여한다.

비행제어체계 개발과 항공기 형상, 구조 설계 등은 BAE Systems와 알레니아 아에르마키가 공동으로 담당하며, 미래형 대응체계 개발 등은 셀렉스 ES와 BAE Systems가 공동으로 진행하게 된다.

 BAE Systems와 Selex ES 두 업체는 항공기의 통합전자전/생존체계 개발과 제작 경험이 있으며(예 : BAE Systems의 DEWS, 레오나르도의 Praetorian DASS), 통합자체방어체계에 통합되는 MAWS와 RWR등을 개발, 제작하고 있는 업체이다.

셀렉스 ES의 차세대 AESA 레이더 개발

 셀렉스 ES는 CAPTOR-E(유로파이터), ES-05(그리펜), Seaspray 7000E(AW159), Vixen 1000E 등 다양한 AESA 레이더를 개발, 제작하는 업체로서 장차 Tempest의 AESA 레이더뿐만 아니라 대형 스마트 스킨 복합 RF 센서를 운용할 것이다.

동 시스템은 단순히 AESA 레이더뿐만 아니라 RWR, ECM, 데이터 링크 등으로도 운용이 가능한 시스템이며, 대형 전투기인 Tempest 동체 표면에 배열된 능동배열안테나이기 때문에 안테나 어레이가 크고 배열 소자 숫자와 안테나 배열 간격을 확보할 수 있는 여유가 커서 수신 감도가 매우 우수하고 안테나 이득이 큰 시스템이 된다.

 AESA 레이더로 활용하면 360도 전 공간 스캔이 가능하며 높은 수신 감도와 안테나 이득을 활용하여 강력한 ECCM 성능, 그리고 높은 개구비에 기인하는 정밀한 추적 분해능을 갖게 될 것이다.

 스텔스 항공기 탐지에도 도움이 될 것이기 때문에 카운터 스텔스 체계로도 운용이 될 것이다.

그리고 전자전 체계로 운용되면 높은 안테나 이득과 많은 신호도약 채널을 활용하여 NSR(Noise to Signal) ratio가 높은 강력한 전자전 체계가 될 것이다.

 엔진

 롤스 로이스는 Tempest를 위한 미래형 엔진 개발을 담당한다. 속력과 받음각, 대기밀도 등에 따라 엔진을 최적으로 제어함과 동시에 속력과 고도에 따라 엔진의 특성을 변화, 적응시킬 수 있는 엔진이 될 것이다.

 엔진 바이패스비를 변화시키되, 비행 속력과 고도에 최적화된 값으로 변화시키기 위한 제어 알고리즘이 도입될 것이다.

이같은 바이패스 최적화를 엔진 압축기와 터빈 등을 최적으로 제어하는 것과 연동되는 통합 엔진제어체계가 Tempest의 엔진에 도입될 것이다.

 이 외에도 대추력 확보를 위한 효율적인 압축기를 설계하고 코어의 높은 내압성, 내열성 확보와 함께 엔진 경량화를 동시에 달성할 수 있는 신소재 개발도 Tempest의 엔진 개발 프로그램에 반영될 것이다.

 참여업체

 Team Tempest에 참가하는 업체는 BAE Systems와 레오나르도, 롤스로이스, MBDA에만 한정되지 않을 것이다.

규모의 경제 구축과 새로운 기술의 도입, 개발 역량 강화 등을 위하여 새로운 업체가 Team Tempest에 침여할 수 있도록 할 계획이다.

 F-2A/B를 대체할 차기 다목적 전투기 개발을 유럽 업체와 공동으로 진행하는 방안도 고려하고 있는 일본에게도 Tempest 프로그램을 공동으로 진행하여 일본형 전투기를 파생시키는 방안도 가능하다고 한다.

<BAE Systems의 증강현실,인공지능,콕핏>

 Tempest에는 기존의 전투기 인터페이스와 전혀 다른, 증강현실(AR : Augmented Reality)과 인공지능(AI)을 사용한 미래형 HMI(Human-Machine Interface)가 도입될 예정이다.

 판보로 에어쇼 2018에 마련된 BAE Systems 샬레에서는 BAE Systems의 3차원 증강현실 솔루션으로 BAE Systems의 CMWS와 ATIRCM 등을 증강현실 모의 전장에서 입체적으로 체험할 수 있는 코너가 마련되었다.

이같은 BAE Systems의 증강현실 기술과 인터페이스 구축 기술이 Tempest의 인터페이스 구축에도 활용될 것이다.

 BAE Systems 샬레에서 공개된 Tempest의 mock-up을 살펴보면 cock-pit이 없다.

Mock-up이기 때문에 없는 것이 아니라 실제 Tempest에도 하드웨어적인 cock-pit은 없을 것이라고 한다.

대신 Tempest의 조종사가 착용하는 HMDS가 증강현실 인터페이스 도구로 활용될 예정이라고 한다.

 Tempest의 조종석을 살펴보면 cock-pit이 있어야 할 자리가 텅 비어있다.

Tempest의 HMDS는 이곳에 증강현실 cockpit을 시현하고, 조종사는 증강현실로 구현된 모의 LAD 그래픽을 통해 직관적으로 구성된 정보들을 제공받고 증강현실에서의 그래픽 cock/pit을 제어하여 Tempest와 인터페이스를 하게 된다.

 이같이 실제 cock-pit 하드웨어가 전혀 없이 HMDS가 시현하는 증강현실의 가상 cock-pit을 통해 항공기와 인터페이스를 하는 체계를 Wearible cockpit이라고 한다(가상의 cockpit 증강현실을 구현하는 것이 조종사가 착용한 HMDS이기 때문).

 단순히 조종석의 증강현실 영상 투사 공간에 그래픽을 시현하는 것뿐만 아니라 조종사의 증강현실에서의 모션을 HMDS가 정밀하게 추적하여 인터페이스에 반영하는 것이 함께 구현되어야 한다.

 Tempest의 혁신적인 면모는 이같은 미래형 증강현실 인터페이스뿐만 아니다. 필요에 따라서는 Tempest가 무인전투기로도 운용할 수 있게 개발될 것이다.

Tempest에 인공지능(AI) 기술도 적극 반영될 것임을 의미한다. 조종사가 Tempest에 탑승하여 유인 전투기로 운용될 때에도 Tempest를 HMI와 함께 AI 알고리즘도 함께 사용함으로써 유무인 복합 전투기로 운용될 수 있다.

[디펜스 투데이]