스텔스 항공기 설계의 개론

소개

스텔스(Stealth) 항공기 설계의 개론에 대한 자료입니다.

목차

0. 서론

1. 레이더파의 반사와 신호의 제어
1.1 RCS 감소의 효과
1.2 RCS에 영향을 미치는 요소
1.3 RCS를 감소시키기 위한 항공기 설계

2. RCS의 측정
2.1 실기나 모형에 대한 직접 측정법
2.2 실험을 통한 RCS측정
2.3 계산에 의한 RCS의 예측

3. 실제적인 스텔스 기술
3.1 전체 형상(실루엣)
3.2 레이더 흡수물질
3.3 RCS 감소 기술에 기반한 세부 요소 디자인

4. 적외선 신호 제어 4.1 적외선 신호
4.2 적외선 신호에 영향을 미치는 요소
4.3 적외선 신호의 감소를 위한 조치

5. 신호 제어의 비용 대 효과

6. 성능상의 문제점
6.1 항공역학적 성능상의 문제점
6.2 탑재 중량 및 용량의 문제점
6.3 제작상의 문제점
6.4 정비상의 문제점

7. 스텔스기의 미래

본문내용

스텔스 항공기 설계의 개론
0. 서론
전투기의 스텔스성능을 논의하기에 앞서 “왜 스텔스를 필요로 하는가?”라는 문제를 언급할 필요가 있다. 현대전에서 항공기를 탐지하기 위한 가장 유효한 수단은 레이더이다. 이는 레이더에 의한 탐지를 피할 경우 전투기의 생존성을 증대시켜 손실을 줄이고 임무를 성공시킬 가능성을 높이게 된다. 이런 레이더에 의해 통제되는 방공망의 위협이 심각하게 받아들여지기 시작 한 것은 베트남 전부터이다. 그 후 1973년의 중동전에서 당시로서는 최신의 미국제 항공기를 보유하고 있던 이스라엘공군의 손실이 대부분 아랍 측이 보유한 소련제 지대공 미사일에 의한 것이라는 사실에서 레이더 방공망의 위협과 배트남 전쟁을 통해 발전된 대 레이더 재밍시스템이 지대공 미사일에 대한 유효한 대응수단이 되지 못함이 확인되었다. 따라서 유인 전투기가 유효한 공격수단이 되기 위해서는 가능한 적의 레이더 방공망을 회피해야하며, 이를 위한 가장 효과적인 수단은 RCS(Radar Cross Section;레이더 반사 단면적)을 줄이는 것으로 생각되었다. 이에 따라 록히드사의 스컹크웍스팀은 스텔스항공기제작을 위한 첫 단계로 시험기인 `Have Blue`기를 제작하게 된다. 그리고 이로부터 세계최초의 실용 스텔스 전투기 F-117A 전투기(사실 그 임무는 공격기라 할 수 있다)가 제작 되게 된다. F-117A는 파나마 분쟁에 최초로 투입된 이후 걸프전에서의 맹활약을 통하여 그 가치를 증명했고 지금까지 미 공군의 가장 유효한 전술 타격 수단으로 자리 잡고 있다.
[그림 1] 최초의 전투임무 스텔스 항공기 F-117A최근 한국 배치로 관심을 모으고 있다.
1. 레이더파의 반사와 신호의 제어
1.1 RCS 감소의 효과
레이더에 의한 탐지와 추적을 통해 항공기에 가해지는 위협은 다양한 요소로부터 발생한다. 레이더 송신기에서 송출한 레이더 파가 항공기에 반사되어 수신되면, 그 반사된 전파를 분석하여, 항공기의 속도, 고도, 기종 등을 파악하여 대응하는데, 이때, 레이더파를 반사하여 수신기에 탐지되게 하는 기체 면적을 레이더 반사 단면적(RCS : Radar Cross Section)이라고 한다. 물론 이 RCS의 수치가 낮을수록 항공기는 레이더가 항공기를 탐지 할 수 있는 거리는 더 짧아 질 것이다. 레이더 탐지거리는 RCS의 4제곱근(즉, RCS1/4)의 함수이다. 예를 들어 RCS가 1/10으로 감소한다면 레이더 탐지거리는 56%로 감소한다. (R=레이더의 탐지거리, RCS = 레이더 반사 단면적) 여기서 우리는 RCS를 1/10로 줄임으로써 1000m 거리에서 탐지되던 항공기가 560m 까지 탐지되지 않고 접근할 수 있음을 알 수 있으며, 이를 미사일의 사정거리를 고려하여 생각 해 보면, 전술적으로 큰 효과를 발휘할 수 있음을 짐작할 수 있다. 아래의 표는 알려진 항공기별로 RCS와 탐지거리에 관한 수치를 비교한 것이다.

참고자료

· http://www.mediamob.co.kr/noda2015/blog.aspx?id=50447