중국 선양 6세대 전투기 비행 시제기
중국 항공기 설계진이 전투기 날개 내부에 대형 레이더 안테나 배열을 내장하는 새로운 항공기 탑재 레이더 구조를 제안했다. 이 방식이 실현되면 기존에는 전용 레이더 항공기가 담당했던 감시정찰 임무를 비교적 작은 무인항공기도 수행할 수 있을 것으로 보인다. 이 구상은 J-20 5세대 전투기 개발을 담당한 중국항공공업그룹 청두항공기설계연구소 소속 연구진이 10월 10일 중국 학술지 '측정 및 제어 기술'에 발표한 논문에서 제시됐다. 새 체계는 동체 위에 대형 레이더 돔을 설치하는 대신 날개의 넓은 표면을 활용하고 여러 항공기를 연계 운용해 레이더 탐지 범위를 확대하는 방식이다. 이 구상은 전투기 날개뿌리 레이더에 관한 제안으로 널리 해석되고 있지만, 논문이 공중조기경보통제체계의 새로운 구성을 제시한 것일 가능성도 있다.
이번 제안은 여러 대의 비교적 작은 항공기가 협력해 기존에는 한 대의 대형 항공기가 수행해야 했던 탐지·추적 임무를 분담하는 분산형 공중 감시체계로의 전환을 보여준다. 기존 공중조기경보통제기는 대형 레이더 안테나를 탑재하며, 대부분 동체 위에 돌출된 구조물 안에 레이더를 설치한다. 이러한 체계는 광범위한 지역을 감시하고 아군 항공기들의 작전을 지휘할 수 있다. 그러나 이를 운용하는 특수 항공기는 가격이 비싸고 적에게 쉽게 노출되며, 운용에 적합한 비행장도 필요하다. 여러 무인항공기에 레이더 기능을 분산하면 소수의 고가치 감시정찰기에 대한 의존도를 낮추면서 작전 운용의 유연성을 높일 수 있다.
중국 연구진은 레이더 안테나와 제어 전자장비, 관련 장치들을 항공기 날개 내부에 직접 통합하는 방안을 제안했다. 안테나의 전파 방사면은 항공기가 수평비행할 때 아래쪽을 향하도록 배치하고, 날개의 외부 형상을 따라 보호 덮개를 설치하는 방식이다. 이렇게 하면 기존처럼 동체 위에 레이더 돔을 설치하거나 부피가 큰 외부 장치를 장착하지 않고도 비교적 넓은 안테나 개구면을 확보할 수 있다. 그러나 날개 단면이 상대적으로 얇다는 점은 상당한 기술적 과제다. 고성능 레이더에 필요한 안테나 모듈과 전원장치, 냉각장비, 기타 구성품을 설치할 공간이 제한되기 때문이다.
이번 구상의 핵심은 항공기의 기동을 이용해 레이더 탐지 방향을 바꾸는 방식이다. 안테나가 날개 내부에 내장돼 정상적인 수평비행 중 아래쪽을 향하기 때문에 효과적으로 표적을 탐지할 수 있는 방향에는 제약이 따른다. 연구진은 항공기가 45도 이상 롤 기동을 실시해 날개를 기울이면 레이더를 하늘의 다른 구역으로 향하게 할 수 있다고 제안했다. 이러한 기동에 레이더 빔의 전자식 방향 제어를 결합하면 기존에는 효과적인 탐지 범위 밖에 있던 구역까지 탐색할 수 있을 것으로 예상된다. 이를 위해 항공기는 비행경로와 레이더 지향 방향, 배정된 감시 구역 사이에서 균형을 맞춰야 한다. 동시에 표적을 정확하게 추적할 수 있도록 충분한 비행 안정성도 유지해야 한다. 여러 항공기가 서로 다른 구역을 감시할 수 있지만, 전체 탐지 범위는 항공기들의 편대 배치 형태와 협조 수준, 신속한 정보 교환 능력에 따라 달라진다.
날개뿌리 레이더 개발은 결코 전례가 없는 일이 아니다. 이미 러시아가 실전 배치한 Su-35와 Su-57 전투기에 이러한 방식이 적용됐다. 다만 러시아군에서 이 방식이 어느 정도 성과를 거뒀는지는 알려지지 않았다. 중국은 2010년대 중반 Su-35 전투기 24대로 구성된 1개 연대분을 도입했기 때문에 관련 기술을 분석할 기회를 확보했다. 중국의 날개뿌리 레이더 통합 방식은 러시아보다 훨씬 발전한 자국 방위산업의 기술 수준을 바탕으로 상당히 더 정교할 가능성이 높다. 중국 방위산업계는 상황인식 능력을 높이기 위해 다양한 새로운 방식을 개발해 왔다. 신형 KJ-3000 공중조기경보통제체계에는 완전히 독창적인 복합형 표적 추적체계가 적용됐다. 능동전자주사식 위상배열 레이더를 수용한 회전식 레이더 돔을 이용해 단일 안테나의 개구면 크기를 최대한 확보함으로써 극히 먼 거리에서도 스텔스 표적을 탐지하도록 설계됐다.
