6세대 전투기

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1. 개요
2. 역사
3. 구분
4. 특징
5. 6세대 전투기 목록
참조

1. 개요

6세대 전투기는 5세대 전투기의 뒤를 잇는 차세대 전투기이다. 미국은 2025년에서 2030년 사이에 6세대 전투기 배치를 계획하고 있으며, 록히드 마틴 F-22 랩터와 같은 5세대 전투기를 대체할 예정이다. 6세대 전투기는 인공지능, 레이저 무기, 무인화, 하이브리드 추진 기술을 특징으로 하며, 미국은 NGAD(차세대 공중 지배) 및 F/A-XX 프로그램을 통해 개발을 추진하고 있다. 한국, 일본을 포함한 다른 국가들도 6세대 전투기 개발에 참여하고 있으며, AI 기술의 발전과 함께 디지털 엔지니어링, 첨단 스텔스 기술, 가변 사이클 엔진 등의 특징을 가질 것으로 예상된다.

2. 역사

미국은 1970년대 세계 최고의 요격기였던 4세대 F-15 이글(1976년 실전배치)과 2000년대 세계 최고의 요격기였던 5세대 F-22 랩터(2005년 실전배치)에 이어, 2025-2030년에 6세대 전투기를 배치하여 30년 주기로 새로운 세대의 최첨단 전투기를 도입할 계획이다. 반면, 한국은 2005년에 4세대 F-15K 슬램이글을, 2019년에 5세대 F-35를 실전배치하였다.

2012년 10월, 프랭크 캔달 미국 국방부 획득기술군수차관은 F-35를 대체할 차세대 전투기 고려를 시작할 시점이라고 언급했다. 대한민국 방위사업청의 방위사업청장은 차관급으로 무기 획득을 주관하며, 미국 국방부 획득기술군수차관 역시 미국 국방부 장관 아래 차관급으로 무기 획득을 담당한다.

2010년 4월, 미국에서 6세대 전투기 계획이 구체화되기 시작했다. 당시 미국 국방항공우주연구소 국방연구부무 플랑드르 윌슨은 레이저 무기, 무인화, 기기 인공지능화 및 하이브리드화 기술을 주목하며, 이전 세대보다 빠르고 민첩하며 강한 전투기 개발 필요성을 강조했다. 2013년 4월, DARPA는 미국 공군과 미국 해군의 6세대 전투기 개념 연구를 시작했다.

2019년 9월 23일, 러시아 세르게이 호흘로프 항공시스템연구소 소장은 6세대 전투기는 자동조종시스템이 장착되는 것이 5세대 전투기와 차이점이며, 다른 모든 성능은 기존 전투기의 순항속도, 기동능력, 스텔스 기능 등을 향상하는 수준이 될 것이라고 설명했다.

2020년 1월 16일, 영국 롤스로이스는 영국, 이탈리아 등이 공동 개발 중인 6세대 전투기 BAE 템페스트 엔진에 탑재될 E2SG(Embedded Electrical Starter Generator) 발전기가 성공적으로 개발됐다고 밝혔다. 2025년 시제기가 나올 BAE 템페스트는 다기능 레이더가 전후좌우에 탑재되어 조기경보기 역할도 수행하며, 기존의 단거리 전투용 기총 대신 레이저 무기가 탑재된다. 롤스로이스는 2014년부터 E2SG 개발을 통해 전력 생산을 늘리고 열 부하를 줄이는 기술을 확보했으며, 신형 발전기를 장착한 엔진은 2021년 첫선을 보일 예정이었다.

2. 1. 미국의 6세대 전투기 개발

미국은 2025-2030년에 6세대 전투기를 배치할 계획으로, 4세대 F-15 이글과 5세대 F-22 랩터를 대체할 예정이다. 미국은 30년 주기로 새로운 세대의 최첨단 전투기를 배치해 왔다.^[92] 2012년 10월, 프랭크 캔달 미국 국방부 획득기술군수차관은 F-35를 대체할 차세대 전투기 고려를 시작할 시점이라고 언급했다.

2010년 4월, 미국에서 6세대 전투기 계획이 구체화되기 시작했다. 당시 미국 국방항공우주연구소 국방연구부무 플랑드르 윌슨은 레이저 무기, 무인화, 기기 인공지능화 및 하이브리드화 기술을 주목하며, 이전 세대보다 빠르고 민첩하며 강한 전투기 개발 필요성을 강조했다. 2013년 4월, DARPA는 미국 공군과 미국 해군의 6세대 전투기 개념 연구를 시작했다.^[92]

미국 공군(USAF)과 미국 해군(USN)은 2030년대에 6세대 전투기를 처음 배치할 것으로 예상된다.^[20]^[21] 미국 공군은 차세대 공중 지배(NGAD) 프로그램을 통해 6세대 제공 전투기 개발을 추진하고 있다.^[22]^[23] 미국 해군은 F/A-XX 프로그램으로, 록히드 마틴 F-35C 라이트닝 II를 보완하고 보잉 F/A-18E/F 슈퍼 호넷을 대체할 예정이다.^[24]^[25]

미국 해군은 2008년에 6세대 F/A-XX 프로그램을 시작했고, 미국 공군은 2010년에 F-X 프로그램에 대한 초기 응답을 모색했다.^[26]^[27]^[28] 2013년 4월, 방위고등연구계획국(DARPA)은 기존 미국 공군과 미국 해군 개념을 통합하기 위한 연구를 시작했다.^[29]

2014년에는 더 광범위한 공격 기술 접근 방식이 제안되었으며, 2016년, 미국 공군은 6세대 전투기에 집중하기보다는 "여러 플랫폼에서 분산된 통합 시스템 네트워크"를 추구하기 위해 이러한 방향 전환을 공중 우세 2030 계획으로 통합했다.^[33] 공군과 해군의 요구 사항은 현재 공식적으로 통합되었으며, 공동 초점은 AI 시스템과 공통 기체에 맞춰졌다.^[34]

보잉, 록히드 마틴, 노스롭 그러먼은 모두 6세대 항공기 개발 프로젝트를 발표했다.^[35]^[36]^[37] 2020년 9월 14일, 미국 공군은 차세대 공중 지배(NGAD) 프로그램의 프로토타입 항공기 구성 요소가 처음 비행했다고 발표했다. 세부 사항은 기밀로 유지되었다.^[38]

2. 2. 대한민국, 일본을 포함한 기타 국가들의 6세대 전투기 개발

대한민국은 6세대 전투기 개발 계획을 추진하고 있으며, 2030년대 중반부터 전투기에 인공지능 기술을 적용할 예정이다. 이를 통해 인공지능은 조종사에게 회피기동 거리, 속도, 방향 등에 관한 정보를 제공하게 된다. 2045년 이후에는 자유의지와 인간 1000명의 능력을 가진 인공지능이 무인기를 단독으로 조종할 수 있을 것으로 전망된다.^[92]

일본은 2010년 6세대 제트 전투기 컨셉인 i3 파이터를 공개했다.^[6] i3는 '''i'''nformed(정보), '''i'''ntelligent(지능), '''i'''nstantaneous(즉시)의 약자이다.^[7] 2020년 4월 1일, 일본의 F-X 프로그램이 발표되었다. 2022년, 록히드 마틴과의 산업 파트너십 철회 이후, 일본은 F-X 프로젝트를 BAE 템페스트 전투기 개발과 합병하여 3개국 글로벌 콤바트 에어 프로그램을 형성했으며, 별도의 드론 개발을 추진하기로 결정했다.

2. 3. 한국의 6세대 전투기 개발 관련 쟁점

대한민국은 6세대 전투기 보유를 위한 계획을 수립하기 시작하여, 2030년대 중반부터 전투기에 인공지능 기술을 적용할 예정이다. 인공지능은 조종사에게 회피 기동 거리, 속도, 방향에 관한 정보를 제공하게 된다. 2045년 이후부터는 자유 의지와 인간 1000명의 능력을 가진 인공지능이 무인기를 단독 조종할 수 있을 것으로 전망된다.^[92] 일본도 6세대 전투기 개발을 단독으로 진행 중이며, 미쓰비시 F-3 전투기를 2020년대 초반부터 설계 및 시험 계획을 확정하여 2024년 시제기 출고, 2028년에 처녀 비행에 돌입할 예정이다. 양산 및 실전 배치는 2031년부터 시작한다.

3. 구분

1세대 전투기: 최초의 제트 전투기, 1940-1950년대, P-80
2세대 전투기: 초음속 전투기, 1950-1960년대
3세대 전투기: 레이더, BVR 공대공 미사일, 1960-1970년대
4세대 전투기: 플라이바이와이어(FBW) 비행 제어 시스템, 다목적 전투기, 1970-1990년대
4.5세대 전투기
5세대 전투기: 스텔스 전투기
6세대 전투기: AI 전투기

4. 특징

6세대 전투기는 5세대에 비해 AI 도입 등 최첨단 소프트웨어 기술의 향상이 핵심적인 특징이다.^[2]

2020년 8월 20일, 미국 국방성의 연구개발을 담당하는 고등방위연구계획국(DARPA)이 주최한 알파도그파이트(AlphaDogfight) 모의 공중전 대회에서 헤론 시스템즈(Heron Systems)가 개발한 인공지능 알고리즘이 F-16 전투기의 5가지 기본 전투기 기동 시나리오 시뮬레이션 전투를 통해 인간 F-16 조종사를 5-0으로 이겼다. 아직 개발 초기 단계에 있지만, 많은 6세대 전투기 개념에 공통적으로 나타나는 몇 가지 뚜렷한 특징들이 발전해 왔다.

5세대 전투기의 공대공 전투 능력, 예상되는 반접근/지역 거부 환경에서의 생존성, 그리고 지상 지원/공격 능력은 향후 위협 환경에 맞춰 강화되고 적응되어야 한다. 초기에는 제공 억제 임무에 초점을 맞추었지만, 근접 공중전의 빈도가 줄어들면서 지상 지원, 사이버전, 심지어 우주전 능력까지 포괄하는 방향으로 확대되었으며, 가시거리 밖 (BVR) 공대공 미사일 능력은 여전히 중요하다. 또한, 유인 및 무인 임무를 수행할 수 있는 유연성과 함께, 다수의 위성 드론 및 지상 센서와 통합하여 고도로 연결된 환경에서 완벽한 "데이터-의사결정"(D2D) 능력을 제공하는 것이 요구된다.^[2]

이러한 역할을 수행하기 위해 예상되는 일반적인 설계 특징은 다음과 같다.^[3]

디지털 엔지니어링(일명 모델 기반 설계)을 사용하여 설계^[4]
고용량 네트워킹, AI, 데이터 융합, 사이버전, D2D 및 전장 지휘, 통제 및 통신(C3) 기능을 포함한 첨단 디지털 기능.
선택적 유인 방식으로, 동일한 기체로 조종, 원격 제어 또는 기내 AI 제어 임무 수행 가능.
향상된 인간-시스템 통합, AI로 강화된 전장 인식을 통해 조종사에게 360도 시야를 제공하고 기존 계기판을 대체하는 헬멧 장착 디스플레이를 통한 가상 조종석.
첨단 스텔스 기체 및 항공 전자 장비.
경제적인 순항이 가능하면서도 필요시 높은 추력을 제공하는 첨단 가변 사이클 엔진.
사거리 증가된 원거리 공격 무기 및 BVR 무기.
레이저 CIWS와 같은 에너지 지향 무기의 잠재적 사용.
비행 필수 작동과 기타 기능을 분리하는 소프트웨어 아키텍처^[5]

이러한 특징 중 일부의 실현 가능성은 불확실하다. 개발 시간과 비용은 실용적인 로드맵을 제시하는 데 주요 요인으로 작용할 것으로 보인다. 일부 관찰자들은 구체적인 요구 사항이 2025년경에 구체화될 것으로 예상한다.^[2] 해군과 공군의 차세대 제트기 개념에 대한 비전에는 상당한 차이가 있지만, 두 기관 모두 몇 가지 기본적인 특성에 동의한다. 여기에는 조종사에게 의사 결정 지원으로 인공 지능을 사용하는 것이 포함되며, 이는 현재의 센서 융합과 개념이 유사하다. 또한 두 군의 항공기 간의 빅 데이터 이동을 허용하는 위치, 항법, 타이밍(PNT) 및 통신 기능도 갖추게 될 것이다.^[39]

미 공군은 F-X에 스텔스 기술을 매우 중요하게 여기는 반면, 미 해군은 F/A-XX가 속도와 탑재량을 희생할 정도로 생존성에 집중해서는 안 된다고 강조한다. 이전의 F-22 및 F-35 개발 프로그램은 비용을 증가시키고 도입을 지연시키는 새로운 기술에 의존했지만, 공군은 실제로 항공기 제작을 시작하기 전에 가능한 한 많은 프로토타입 제작, 기술 시연 및 시스템 엔지니어링 작업을 포함하는 위험 감소의 체계적인 경로를 따르려고 한다. 6세대 타격 능력은 단일 타격 항공기의 잠재적 능력에 내재된 한계를 넘어선 것으로 구상된다. 6세대 전투 인지 능력은 주요 공중 감각 시스템으로 시작하여 지상 기반 탐지 및 거리 측정 기술과 주요 및 지원 항공기 탑재 센서 간의 실시간 데이터 연결, 첨단 통신 기능, 인공 지능을 활용하여 실시간 데이터 변환 및 조종사 상황 인식을 최적화하고 작업량을 줄이는 데 중점을 둔 렌더링 기능, 잠재적인 근우주 능력, 기존 타격/대치 거리 연장, 지상 대 공중 방어 자산과의 원활한 협력 및 유인, 옵션 유인, 무인 및 대기 옵션으로 항공기를 배치하는 능력으로 시작하여 광범위한 시스템의 극장 전체 통합을 필요로 할 것이다.^[40]

2015년 3월, 해군은 차세대 전투기에 대한 2016년 공동 대안 분석(AoA)을 잠재적으로 발표하기 위해 공군과 협력하고 있다고 밝혔다. 공동 AoA를 수행한 다음 각 군에 적합한 군사 솔루션을 정의할 수 있다. 해군은 슈퍼 호넷과 EA-18G 그라울러의 다양한 옵션을 통해 전투기의 역량을 대체하는 데 집중하고 있다. AoA는 엔진 기술, 기체 금형, 광대역 및 IR 스텔스, 전자기 스펙트럼을 지배하는 새로운 방법을 포함한 여러 다른 설계 및 기술 노력과 병행하여 진행될 것이다. 해군의 계산의 일부는 F-35C가 항공모함 항공단에 대한 중요한 전방 센서 노드로 어떻게 작동하는지에 기초할 것이다. 5세대 F-35C가 자체적으로 할 수 있는 것보다 더 큰 기능을 제공하기 위해 나머지 항공단과 어떻게 통합되는지가 6세대 F/A-XX에 도움이 될 수 있다.^[41] 해군 항공기는 슈퍼 호넷에 비해 속도와 항속 거리가 크게 증가할 것이다.^[42]

2015년 4월, 전략예산평가센터(CSBA)는 차세대 미국 공군 전투기는 작고 기동성이 뛰어난 전통적인 전투기보다 더 크고 폭격기에 가까워야 한다는 보고서를 발표했다. 1965년 이후 1,450건 이상의 공중전 교전을 분석한 결과 장거리 무기와 센서가 도그파이팅의 빈도를 극적으로 감소시킨 것으로 나타났다. 전자 및 적외선 센서와 고속 무기를 사용하는 방공 시스템의 증가로 인해 작은 크기, 높은 속도 및 기동성에 의존하는 전통적인 설계는 관련성이 떨어지고 요격하기 쉬울 수 있다. 결과적으로 CSBA는 향상된 센서, 시그니처 제어, 네트워크 상황 인식 및 감지되거나 추적되기 전에 교전을 완료하기 위한 매우 장거리 무기에 의존하는 훨씬 더 큰 전투기를 구축할 것을 제안한다. 더 큰 비행기는 전투 지역에서 더 멀리 배치할 수 있는 더 넓은 범위를 가지며, 더 큰 레이더 및 IR 감지 기능, 더 크고 장거리 미사일(장거리 교전 무기)을 탑재할 수 있다. 하나의 기체에 여러 역할을 수행하기 위한 다양한 부착물을 장착할 수 있다. 대륙간을 횡단하는 소수의 크고 중무장한 전투기의 개념은 장거리 타격 폭격기의 개발과 연결될 수 있다.^[43]

2016년 11월, 미 공군 과학 자문 위원회는 2030년까지 배치될 장거리, 초음속 속도, 스텔스 및 기동성을 결합한 ''침투형 대공''(PCA) 플랫폼에 대한 연구를 발표했다.^[44] PCA는 특히 중국 인근의 공군 기지를 사용할 수 없는 상황^[45]이나 공중 유조선이 파괴된 경우^[46] 태평양을 가로질러 장거리를 비행할 수 있는 훨씬 더 긴 범위를 갖게 될 것이다. 또한 러시아 또는 중국 깊숙이 폭격기를 호위할 것이며, 예상되는 위협에는 첨단 네트워크 방공 레이더가 포함된다. S-400 미사일 시스템과 같은 저주파 또는 초고주파 레이더에 대한 스텔스를 포함할 것이며,^[47] 이는 수직 안정판이 없는 기체를 필요로 한다. 또 다른 요구 사항은 F-22와 같은 현재의 제공권 전투기보다 훨씬 더 큰 탑재량이다. 가변 사이클 엔진 기술은 대안이 매우 큰 항공기일 경우^[46] PCA에 대해 고려 중인 옵션이다.^[48]

현재 엔진은 비행 성능의 단일 지점에서 가장 잘 작동하는 반면, 6세대 엔진은 모든 속도 또는 고도에서 최적의 효율을 제공하여 더 넓은 범위, 더 빠른 가속 및 더 큰 아음속 순항 효율을 제공하는 가변 사이클 엔진을 가질 것으로 예상된다. 이 엔진은 초음속에서는 터보제트처럼 작동하도록 스스로 구성되고, 저속에서는 고 바이패스 터보팬처럼 작동하여 효율적인 순항을 할 것이다. 이 엔진 유형을 사용하는 항공기는 초음속 순항 능력을 사용할 수 있을 것이다. 이 기술은 가변 엔진 전환 프로그램(AETP)에 따라 공군에서 개발 중이며, 가변 사이클 엔진 (VCAT) 프로그램에 따라 해군에서 개발 중이다. 공군은 2018년까지 마일스톤 A 결정을 목표로 하고 있으며, 2021년까지 생산 버전을 준비할 수 있다. 차세대 엔진 개발과 관련된 회사로는 제너럴 일렉트릭과 프랫 & 휘트니가 있다.^[49] 위험 감소는 2012년에 시작되어 엔진 개발이 2020년경에 시작될 수 있다. 해군은 2028년에 전투기를, 공군은 2032년에 전투기를 도입할 때 엔진을 준비할 예정이다.^[50]

공군은 저전력 조명과 고전력 무기로 모두 레이저에 관심을 갖고 있다. 2013년 11월, 공군 연구소는 군사적으로 유용한 구성, 잠재적인 문제 및 해결책, 비용 추정치에 대한 자세한 설명을 담은 정보 요청(RFI)을 발표했다.^[51]

미국 공군의 마이크 호스테지 장군은 6세대 전투기를 결정할 특징은 미정이라고 언급했지만,^[75] 6세대 전투기는 장거리 항속 거리와 고성능을 목표로 첨단 엔진을 채택할 것으로 예상된다. 2012년 시점에서는 위험을 줄이기 위해 엔진 개발은 2020년경에 시작할 수 있으며, 2028년에 해군, 2032년에 공군에 도입 시작할 예정이다.^[76]

2013년 11월, 공군 연구소는 2030년 이후의 차세대 제공 전투기에 탑재 가능한 레이저 병기의 요구 정보 (PFI)를 공개했다. 공군은 3분야의 레이저에 관심을 보였다: 조사, 추적, 목표 포착과 적의 센서 무력화를 위한 저출력; 접근하는 미사일로부터의 방어를 위한 중출력; 그리고 적의 항공기나 지상의 표적을 파괴하기 위한 고출력이다. 레이저는 시스템 제어는 해수면으로부터 65,000 ft 고도에서, 속도는 마하 0.6에서 마하 2.5로 작동한다.

2015년 4월에는 전략 예산 평가 센터(CSBA)는 차세대 미국 공군의 전투기는 기존의 소형이고 기동성이 뛰어난 전투기보다 크고, 더 폭격기와 비슷해야 한다고 결론짓는 보고서를 발표했다. 1965년 이후 1,450회 이상의 공대공 전투 분석 결과, 장거리 병기 및 센서에 의해 격투전의 기회가 극적으로 감소했다는 것이 밝혀졌다. 전자 장치와 적외선 센서와 고속 병기를 사용하여 강화된 방공 시스템에 의해, 소형, 고속, 그리고 기동성에 의존하는 기존의 설계는 연계가 적고, 요격이 쉬울지도 모른다. 그 결과, CSBA는 감지 또는 추적되기 전에 임무를 완료하기 위해 대폭 강화된 센서, 열선 제어, 네트워크 연결 상황 인식, 및 초장거리 병기에 의존하는 유의미하게 대형 전투기의 구축을 시사하고 있다. 대형 항공기는, 항속 거리가 길고, 전투 지역에 장시간 주둔하는 것이 가능하며, 대형 레이더 및 적외선 감지 기능을 갖추고, 대형 및 장사정 미사일을 운반할 수 있을 것으로 예상된다. 하나의 기체는 여러 역할을 수행하기 위해 다양한 부착물을 장착할 수 있다. 그리고 소수의 대륙 간 비행 능력을 갖춘 중무장한 군용기는 그 자체가 장거리 타격 폭격기 개발로 이어진다.^[77]

또한, 인공지능 등에 의한 전투기의 완전 무인 자율 제어를 가능하게 하는 시스템의 탑재도 언급되고 있다.^[78]

5. 6세대 전투기 목록

기종	개발국	개발 기업	현황	비고
F-X	미국	보잉, 록히드 마틴	계획 일시 중단^[69]	미국 공군 주도, F-22 후계기
F/A-XX	미국	보잉, 록히드 마틴	개발 중	미국 해군 주도, F/A-18E/F 대체, F-35C 보완
미코얀 MiG-41	러시아	미코얀	개발 중	MiG-31 후계기^[86]
J-36	중국	청두 항공기 공업 집단	실증기 시험 비행 중	전익기, 삼각익, 삼중 엔진(트리플 벡터링 엔진), 액티브 에어플로우 제어 시스템^[70]
선양 6세대 전투기	중국	선양 항공기 공업 집단	실증기 시험 비행 중	후퇴익, 쌍발 엔진, 무미익 구조^[71]
미래전투항공체계(FCAS)	프랑스, 독일, 스페인	다쏘 항공, 에어버스	개발 중	2029년 초도 비행, 2040-45년 운용 개시 목표^[80]
GCAP	영국, 이탈리아, 일본	BAE 시스템스, 레오나르도, 미쓰비시 중공업	개발 중	2030년 초도 생산, 2035년 초도기 납입 예정^[81]
ADF 전투기	대만		개발 중
KF-XX	대한민국		개발 예정	KF-21 블록3 혹은 완전히 차별화된 새로운 개발 프로젝트
AMCA Mark 2	인도		개발 예정

참조

_[1] 웹사이트 Japan, U.K. to Work Together on Sixth Generation Fighter Development https://www.popularm[...] 2022-07-22
_[2] 서적 Baker 2018
_[3] 웹사이트 What to Expect from Sixth-Gen Aircraft https://www.national[...]
_[4] 웹사이트 Future fighter program poses key test for US Air Force’s design method https://www.defensen[...]
_[5] 웹사이트 UK Employs Artificial Intelligence To Support Development Of Its 6th-Gen Fighter Program, Tempest https://www.eurasian[...]
_[6] 간행물 The research and development vision of a future fighter (Japanese) https://www.mod.go.j[...] MoD 2013-12-05
_[7] 뉴스 Japan's new stealth fighter is a futuristic marvel http://theweek.com/a[...] War Is Boring 2016-02-08
_[8] 간행물 UK sets out post 2030 combat aviation force structure http://www.janes.com[...] IHS 2014-08-19
_[9] 뉴스 Let's Have a Look at the "Tempest", UK's 6th Generation Combat Aircraft Mock-Up Unveiled at the Farnborough Air Show https://theaviationi[...] 2018-07-17
_[10] 뉴스 Let's Have a Look at the "Tempest", UK's 6th Generation Combat Aircraft Mock-Up Unveiled at the Farnborough Air Show http://www.thedrive.[...] 2018-07-17
_[11] 웹사이트 Sweden to join British 'Tempest' next-gen fighter push https://www.defensen[...] 2020-06-16
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