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공중조기경보통제기

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목차

1. 개요

공중조기경보통제기(AEW&C)는 공중에서 레이더를 통해 적 항공기, 미사일 등을 조기에 탐지하고, 수집된 정보를 분석하여 아군 항공기, 지상 및 해상 부대와 공유하여 신속하게 대응하도록 지원하는 군용 항공기이다. 1930년대 영국에서 지상 기반 레이더 시스템 개발 이후 항공기 탑재 레이더 개발이 시작되었으며, 2차 세계대전 중 미국과 소련에서도 개발이 이루어졌다. 주요 특징으로는 최대 400km 떨어진 곳의 항공기를 탐지할 수 있는 성능, 3차원 레이더를 이용한 방위, 거리, 고도 측정, ESM 장비 및 데이터 링크를 통한 정보 공유, 플레어, 채프, 전자 방해 장치 탑재를 통한 자체 방어 등이 있다. 주요 기종으로는 보잉 E-3 센트리, E-767, E-737 AEW&C, A-50 메인스테이, KJ-2000 등이 있으며, 대한민국 공군은 피스아이를 운용하고 있다. 조기경보기(AEW)는 AWACS와 유사하지만 통제 기능이 제한적이며, E-2 호크아이가 대표적이다.

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공중조기경보통제기
지도 정보
기본 정보
종류항공기
역할조기경보, 지휘통제, 통신
개발 국가미국
영국
스웨덴
이스라엘
중국
일본
러시아
브라질
튀르키예
인도
개발 시기1950년대 ~ 현재
운용 국가미국
영국
프랑스
사우디아라비아
일본
대한민국
오스트레일리아
튀르키예
싱가포르
인도
브라질
그리스
멕시코
파키스탄
칠레
스웨덴
이집트
중국
기술적 특징
레이더조기경보 레이더
탐지 레이더
통신 장비음성 통신
데이터 통신
데이터 링크링크 11
링크 16
임무 장비전자전 장비
피아식별 장비
작동 원리
감시 범위반경 수백km
목표물 탐지항공기
미사일
함정
운용 개념
임무 수행전투기 지휘
방공망 관제
해상 감시
재난 감시
운용 환경전쟁
재난
평시
주요 플랫폼
미국보잉 E-3 센트리
보잉 E-767
노스롭 그루먼 E-2 호크아이
스웨덴사브 에리아이
영국보잉 E-3 센트리
일본보잉 E-767
중국KJ-2000
러시아베리에프 A-50
인도DRDO AEW&CS
브라질엠브라에르 R-99
역사
개발 배경제2차 세계 대전
초기 모델미국 해군 TBM-3W 어벤저
발전 과정레이더 기술 발전
데이터 링크 기술 발전
현대적 모델보잉 E-3 센트리
보잉 E-767
기타
관련 용어조기경보 관제기
지휘통제기

2. 역사

1930년대 영국은 최초의 지상 기반 조기경보 레이더 시스템인 체인홈을 개발한 후, 항공기에 탑재할 수 있는 레이더 장비 개발에 착수했다. 이는 "공중 통제 요격(Air Controlled Interception)"으로 불렸으며, 독일 폭격기 포케볼프 Fw 200 콘도르의 위협에 대응하기 위한 것이었다.[6][7] 빅커스 웰링턴 폭격기(R1629)에 회전 안테나 어레이를 장착하여 공중 및 해상 표적에 대한 테스트를 진행했다.[6][7] 다른 레이더 장착 웰링턴 폭격기는 브리스톨 보파이터를 하인켈 He 111 (V-1 비행 폭탄을 공중 발사하는) 방향으로 유도하는 데 사용되었다.[8][9]

록히드 EC-121 최초의 조기경보기 중 하나


1944년 2월, 미국 해군은 캐딜락 프로젝트(Project Cadillac)를 통해 항공기 탑재 레이더 시스템 개발을 시작했다.[10] 1945년 3월 AN/APS-20 레이더를 장착한 TBM-3W가 실전 배치되었고, ''캐딜락 II'' 프로그램을 통해 보잉 B-17G 플라잉 포트리스에도 동일한 레이더가 장착되었다.[11][12] 1949년 첫 비행을 한 록히드 WV 및 EC-121 워닝 스타는 미국 공군과 미국 해군에서 널리 사용되었으며, 베트남 전쟁에서 주요 조기경보 기능을 제공했다.[13]

1958년 소련은 투폴레프 Tu-126 조기경보기 설계를 시작하여 1965년 소련 공군에 실전 배치했다.[18] 더 넓은 동체를 가진 투폴레프 Tu-114를 사용하여 냉각 및 운영자 공간 문제를 해결하고, 항속거리를 위해 공중급유 프로브를 장착했다.[18][19]

냉전 기간 동안 영국은 더글러스 AD-4W 스카이레이더(스카이레이더 AEW.1)와 페어리 개닛 AEW.3을 조기경보기로 사용했다.[20] 영국 왕립 공군(RAF)은 애브로 섀클턴 MR.2 기체에 레이더를 설치하여 섀클턴 AEW.2로 사용했다.[1]

2. 1. 개발 배경

1930년대 영국은 최초의 지상 기반 조기경보 레이더 시스템인 체인홈을 개발한 후, 항공기에 탑재할 수 있는 레이더 장비 개발에 착수했다. 이는 "공중 통제 요격(Air Controlled Interception)"으로 불렸으며, 독일 폭격기 포케볼프 Fw 200 콘도르의 위협에 대응하기 위한 것이었다.[6][7] 빅커스 웰링턴 폭격기(R1629)에 회전 안테나 어레이를 장착하여 공중 및 해상 표적에 대한 테스트를 진행했다.[6][7] 다른 레이더 장착 웰링턴 폭격기는 브리스톨 보파이터를 하인켈 He 111 (V-1 비행 폭탄을 공중 발사하는) 방향으로 유도하는 데 사용되었다.[8][9]

1944년 2월, 미국 해군은 캐딜락 프로젝트(Project Cadillac)를 통해 항공기 탑재 레이더 시스템 개발을 시작했다.[10] 1945년 3월 AN/APS-20 레이더를 장착한 TBM-3W가 실전 배치되었고, ''캐딜락 II'' 프로그램을 통해 보잉 B-17G 플라잉 포트리스에도 동일한 레이더가 장착되었다.[11][12] 1949년 첫 비행을 한 록히드 WV 및 EC-121 워닝 스타는 미국 공군과 미국 해군에서 널리 사용되었으며, 베트남 전쟁에서 주요 조기경보 기능을 제공했다.[13]

1958년 소련은 투폴레프 Tu-126 조기경보기 설계를 시작하여 1965년 소련 공군에 실전 배치했다.[18] 더 넓은 동체를 가진 투폴레프 Tu-114를 사용하여 냉각 및 운영자 공간 문제를 해결하고, 항속거리를 위해 공중급유 프로브를 장착했다.[18][19]

냉전 기간 동안 영국은 더글러스 AD-4W 스카이레이더(스카이레이더 AEW.1)와 페어리 개닛 AEW.3을 조기경보기로 사용했다.[20] 영국 왕립 공군(RAF)은 애브로 섀클턴 MR.2 기체에 레이더를 설치하여 섀클턴 AEW.2로 사용했다.[1]

2. 2. 대한민국 공군의 도입

3. 주요 특징

3. 1. 기능

현대 조기경보통제기(AEW&C) 시스템은 최대 400km 떨어진 곳에서 항공기를 탐지할 수 있으며, 이는 대부분의 지대공 미사일 사거리 밖이다.[5] 고도 9000m에서 비행하는 한 대의 조기경보통제기는 312,000km2의 면적을 커버할 수 있다. 중첩된 궤도를 도는 세 대의 조기경보통제기는 중부 유럽 전체를 커버할 수 있다.[5]

조기경보통제기는 광범위한 지역에서 적 항공기, 미사일 등을 조기에 탐지하고, 수집된 정보를 분석하여 위협을 평가하며, 우선순위를 판단한다. 또한, 아군 항공기, 지상 및 해상 부대와 정보를 공유하여 신속하게 대응하도록 지원하며, 아군 전투기를 요격하거나 공격 임무를 수행하도록 지휘, 통제하는 기능을 수행한다. 이를 위해 방위, 거리, 고도를 동시에 측정하는 3차원 레이더를 사용한다.

조기경보통제기 시스템은 위협과 표적의 근접 및 원거리 범위를 표시하고, 센서의 범위를 확장하며, 자체 레이더를 활성화할 필요가 없도록 하여 적이 탐지하는 것을 어렵게 만들어 공격 항공기 추적을 어렵게 한다.[5] 또한 시스템은 아군 항공기와 통신하여 적대적인 항공기 또는 미확인 비행 물체를 향해 전투기를 유도한다.[5]

3. 2. 레이더 탑재 방식

보잉은 회전하는 레이돔인 "로토돔"을 통합한 웨스팅하우스(현재 노스롭 그루먼) 레이더를 갖춘 특정 시스템을 생산한다.[24] 이 시스템은 보잉 E-3 센트리 항공기(보잉 707) 또는 보잉 E-767(보잉 767)에 장착되며, 후자는 일본 항공자위대에서만 사용한다.[25] AWACS는 펄스 도플러 레이더를 사용한 최초의 공중조기경보기(AEW)로서, 지상의 잡음 속에서도 표적을 추적할 수 있게 해주는 획기적인 발전을 가져왔다.[26] 이전에는 저공 비행 항공기는 수상에서만 쉽게 추적할 수 있었다.[26] AWACS는 방위, 거리, 고도를 동시에 측정하는 3차원 레이더를 특징으로 하며, E-767에 설치된 장치는 이전 E-3 모델의 AN/APY-1 시스템에 비해 수상 감시 능력이 뛰어나다.[27][28]

일본 항공자위대의 E-767

원반형 (로토돔)은 큰 원반은 공기역학적 특성을 고려한 레이돔이며, 기체 상부 후면에 얹듯이 탑재된다. 360° 회전하기 때문에 로토돔이라 불리며, E-3 센트리와 E-767처럼 기체 상부에 회전하는 원반형 레이돔을 탑재한다. 커버 내부에는 한쪽 면에 탐색용 레이더 안테나, 다른 한쪽에는 IFF 안테나가 설치되어 있으며, 이것들이 전체적으로 10초 정도에 1회전함으로써 수직꼬리날개의 그림자 등을 제외한 거의 전방위를 레이더 탐지 영역으로 한다. 상공의 저온으로 윤활유가 응고될 우려가 있으므로, 레이더가 작동하고 있지 않더라도 비행 중에는 항상 로토돔을 레이더 작동 시보다 저속으로 회전시켜야 한다. 현재는 기존의 회전식 외에 고정식도 존재한다. 이는 AESA에 의한 가로로 긴 레이더 어레이를 원반 내에 삼각형으로 배치하여 물리적인 회전 속도에 얽매이지 않고, 중복성을 가지고 임무를 수행할 수 있도록 되어 있다.
균형빔형 (평균대형)은 엠브라에르 R-99처럼 좌우 방향으로 향한 2면의 AESA 레이더를 막대 모양으로 만들어 공기 저항을 줄인 것이다. "AWACS"기의 원반형 회전식 레이더 어레이 부분을 좌우 방향으로만 향한 2면의 AESA로 하여 약간 얇은 막대 모양으로 만들어 공기 저항을 줄였다. 회전 장치가 없기 때문에 구조가 간소하고 경량화할 수 있는 반면, 전방위를 커버할 수 없는 것이 단점이지만, 전후 방향에 추가 안테나를 갖게 함으로써 사각 지대를 없애는 노력이 이루어지는 것도 있다.
밀착형은 G550 CAEW처럼 기체 전후좌우에 밀착형 어레이 안테나를 장착하여 공기역학적 특성을 유지한다. 기체의 전후좌우에 밀착형 어레이 안테나를 갖춤으로써 공기역학적 특성을 손상시키지 않고 필요한 방향으로 안테나 어레이를 고정하여 가질 수 있다. 레이더를 얹는 방식이 아니므로 수직꼬리날개 등 기체의 일부에 스캔이 차단되지 않는 장점이 있다. 하지만 안테나 수가 많기 때문에 전력 소비 등의 면에서 불리해진다.

20세기 말경 AESA 레이더(능동전자주사식위상배열안테나)의 등장으로 탑재 방식도 다양화되었다.

3. 3. 기타 장비

ESM 장비를 통해 적의 전파 정보를 수집하여 기종 등을 특정할 수 있다.[71] E-3 등은 전방 동체 측면에 판상의 ESM 안테나가 장착되어 있다.
E-3 동체 측면의 ESM 안테나


LINK-16 등의 데이터 링크를 통한 정보 공유가 이루어지며, 공중조기경보통제기는 공중에서 중계국 역할을 수행하여 수상함이나 지상과의 장거리 데이터 링크를 통한 정보 공유를 가능하게 한다.[71]

|250px|thumb|E-3기 내부 조종석]]

장거리 공대공 미사일(AAM)의 표적이 될 수 있기 때문에, 플레어, 채프, 전자 방해 장치를 탑재하여 적의 미사일 공격으로부터 스스로를 보호한다.[71]

4. 세계 각국의 운용 사례

비록 보잉 사(社)의 E-3 센트리와 노드롭 그루먼 사의 E-2 호크아이가 세계적으로 인기 있는 시스템이긴 하지만, 많은 나라들은 자신만의 AEW&C 체계를 갖추고 있다.


  • 대한민국 공군은 2011년 9월 21일 항공통제기(구명칭 공중조기경보통제기) 피스아이 1호기를 인수받은 후 2012년 4호기까지 총 4대 도입이 완료되었다. 현재 더욱 안정적인 탐지범위 확보를 위해 2~3대의 추가도입을 검토중이다.
  • 일본 항공자위대는 E-3 센트리의 기술을 기반으로 만든 보잉 E-767를 운용한다.
  • 영국 또한 그들만의 AEW기를 개발했다. 드 하빌랜드가 님로드 공중조기경보통제기를 개발하였다. 그러나 님로드 AEW 프로그램은 프로토 타입이 완성되자마자 취소되었다. 대신 미국의 대체기종을 획득하기로 하였다.
  • 오스트레일리아 공군은 보잉의 E-737 기체에 기반한 웨지테일(Wedgetail) 프로젝트를 추진, 개발 중이다. E-2, E-3와는 달리, 웨지테일은 로터돔이 없다.
  • 스웨덴 공군은 S 100B Argus를 AEW기로 사용한다. S 100B Argus는 사브 340 비행기에 에릭슨 사의 Erieye PS-890 레이다를 사용한다.
  • 브라질 공군과 멕시코 공군은 ERJ-145 기체에 기반하고 Ericsson Erieye PS-890 레이다를 장착한 Embraer R-99를 이용하고 있으며 S 100B Argus 역시 마찬가지다. 에리아이 참조.
  • 인도 공군은 세 대의 IAI Phalcon 시스템 탑재기를 2004년에 주문했으며 2009년 5월에 1호기를 인수했다. 또한 인도는 자체적으로 AEW 기체를 개발하고 있으며 2010년 경에 인도 공군에 인도될 것으로 전망된다.

이스라엘은 회전돔 안테나 대신 AESA(능동 전자 주사 배열)를 사용하는 IAI/엘타 EL/M-2075 팔콘 시스템을 개발했다. 이 시스템은 최초로 실전 배치된 시스템이었다. 원래 팔콘은 보잉 707에 탑재되어 이스라엘 국방군을 위해 개발되었고 수출도 되었다. 이스라엘은 걸프스트림 G550에 IAI EL/W-2085 공중 조기 경보 통제 다중 대역 레이더 시스템을 사용하고 있다.

2017년, 인도는 공중급유도 가능한 6대의 공중 조기 경보 통제(AEW&C) ("AWACS") 항공기 구매 계획을 발표했다. 2020년에는 첫 2대의 AEW&C 항공기에 대한 내각 승인을 기다리고 있었다. 그러나 2021년 9월, 에어 인디아로부터 인수한 6대의 에어버스 A321을 사용하기로 결정했다.

4. 1. 주요 운용 기종

보잉사의 E-3 센트리는 미국, 영국, 프랑스, 사우디아라비아, NATO에서 운용되고 있다.[24] 일본 항공자위대는 E-3 센트리의 기술을 기반으로 만든 E-767를 운용한다.[25] 대한민국[23], 오스트레일리아 터키는 E-737 AEW&C를 운용한다.[46] 소련/러시아와 인도는 A-50 메인스테이를 운용한다. 중국은 KJ-2000을 운용한다. 이스라엘, 이탈리아, 싱가포르는 EL/W-2085를 운용한다.[36] 인도는 Netra AEW&CS를 개발, 운용한다.[38][41] 스웨덴에서 개발한 Erieye/GlobalEye는 여러 국가에서 운용된다.[47][50][51][52]

헬리콥터 기반 AEW로는 영국 해군의 시킹 ASaC7,[1][60][61][62] 인도 해군과 러시아 해군의 카모프 Ka-31,[68][69] 이탈리아 해군의 아구스타웨스트랜드 EH-101A AEW[63]가 있다.

기체개발국운용국비고
E-3 센트리미국미국, 사우디아라비아, 영국, 프랑스, NATO
E-767미국일본
E-737 AEW&C미국대한민국, 오스트레일리아, 터키
A-50 메인스테이소련러시아, 인도
KJ-2000중국중국


4. 2. 대한민국 주변국

일본 항공자위대는 E-3 센트리의 기술을 기반으로 만든 E-767을 운용한다. 일본은 E-2 호크아이역시 운용한다.

중국은 KJ-2000을 개발하여 운용하고 있다. 1997년 5월, 러시아와 이스라엘은 중국에 조기경보 시스템 개발 및 제공 계약을 공동으로 이행하기로 합의했다.[35] 그러나 2000년 7월, 미국의 압력으로 이스라엘은 중국에 팰콘 위상배열 레이더 시스템 4기를 판매하는 10억 달러 규모의 계약을 철회했다.[35] A-50I/팰콘 계약이 취소된 후, 중국은 자체적인 해결책을 모색하여 KJ-2000을 개발하였다.[35] KJ-2000은 3개의 PAR 안테나 모듈을 원형 레이돔 내부에 삼각형 형태로 배치하여 360도 탐지를 제공한다.[35] KJ-200, KJ-500 등 다양한 AEW&C 기종을 개발, 운용하고 있다.

2014 주하이 에어쇼의 KJ-2000


러시아 항공우주군은 현재 A-50 메인스테이를 조기경보통제기 역할로 운용하고 있다.[35] "메인스테이(Mainstay)"는 일류신 Il-76 기체를 기반으로 하며, 동체 후면에 큰 비회전식 디스크 레이돔이 장착되어 있다.[35] A-50과 A-50U는 결국 레이돔에 AESA 안테나를 장착하고 업데이트된 Il-476을 기반으로 하는 A-100으로 대체될 것이다.[35]

베리예프 A-50

5. 관련 군용 항공기

5. 1. 조기경보기 (AEW)

조기경보기는 공중조기경보통제기(AWACS)와 유사하게 전방위 탐색이 가능한 레이더를 갖춘 군용 항공기이다. 그러나 AWACS와 달리 통제 기능은 제한적이며, 주로 탐지한 레이더 정보를 지상, 해상 또는 다른 항공기의 아군에게 통보하는 역할을 수행한다.[75] 이름처럼 조기 경보에 특화된 "나는 레이더 기지"와 같다.

E-2 호크아이는 대표적인 조기경보기(AEW)이다. 1965년 실전 배치 초기에는 기술적인 문제로 어려움을 겪었으나, 신뢰성 향상 노력 이후 조달이 재개되었다.[29][30][31] 미국 해군 외에도 이집트, 프랑스, 이스라엘, 일본, 싱가포르, 타이완 등에 판매되었다.[32]

최신 E-2 버전은 ''E-2D 어드밴스드 호크아이''로, AN/APY-9 레이더를 탑재하고 있다.[33]

AWACS기는 통제 시스템, 조작원, 판단을 내리는 장교가 항공기 내에 필요하기 때문에 AEW기보다 크지만, AEW기에서도 제한적인 통제가 불가능한 것은 아니며, 이 경우 양자의 차이가 모호해진다.

AEW가 없거나 배치되지 않은 경우, 레이더 탐지 거리가 긴 전투기가 그 역할을 대신하기도 한다. 주로 경제적인 이유로 조기경보기를 보유할 수 없는 소국에서 이러한 방식을 택하지만, 격추 위험이 크거나 작전상의 이유로 대국에서도 종종 활용된다. F-14를 이용한 미국의 아프가니스탄 전쟁 투입 사례와 이란의 이란-이라크 전쟁 활용 사례가 대표적이다. MiG-31, F-14, Su-30, Su-34 등이 이러한 역할을 수행할 수 있다.

사브 2000 AEW&C


5. 2. 지상 목표 감시 항공기



조기경보통제기는 공중 목표물의 탐지 및 통제를 수행하지만, 미국 공군에서는 차량과 같은 지상 목표물을 레이더로 탐지하여 아군을 유도하는 E-8 J-STARS(Joint Surface Target Attack Radar System, 조인트스타즈)라는 군용 항공기가 있다.

이와 유사한 기종으로는 영국 공군의 레이시온 센티넬 R.1과 브라질 공군의 엠브라에르 R-99B가 있다.

6. 결론

참조

[1] 서적 (서적 제목 미상) 1997
[2] 서적 (서적 제목 미상) 1997
[3] 서적 (서적 제목 미상) 2010
[4] 웹사이트 Boeing Delivers First Two 767 AWACS, Introduces Newest Member of AEW&C Family https://boeing.media[...]
[5] 웹사이트 AWACS: Nato's eyes in the sky http://www.nato.int/[...] Nato
[6] 간행물 Airborne Early Warning and Control aircraft E-767 & E-3 Air-Britain 2004
[7] 서적 Air controlled interception
[8] 간행물 The First AWACS 1987-04
[9] 서적 Flight into Yesterday – A Memory or Two from Members of the Wartime Aircrew Club of Kelowna L.P. Laserprint, Ltd. 2000
[10] 서적 (서적 제목 미상) 1983
[11] 서적 (서적 제목 미상) 1983
[12] 서적 (서적 제목 미상) 1983
[13] 웹사이트 Igloo White https://web.archive.[...] 2004-11
[14] 서적 (서적 제목 미상) 1998
[15] 뉴스 Navy Airship Longer Than Football Field https://books.google[...] 1952-09
[16] 서적 Sky Ships: A History of the Airship in the United States Navy Pacifica Press 1991
[17] 뉴스 After 50 years, Navy resumes airship program http://www.navytimes[...] Navy Times 2011-10-27
[18] 서적 (서적 제목 미상) 2006
[19] 서적 (서적 제목 미상) 2006
[20] 서적 (서적 제목 미상) 2011
[21] 웹사이트 BAe Nimrod AEW 3 http://www.spyflight[...]
[22] 서적 (서적 제목 미상) 2005
[23] 웹사이트 NATO Picks E-7 as Its New AWACS; Six Aircraft to Start https://www.airandsp[...] 2023-11-17
[24] 웹사이트 AWACS to Bridge the Technological Gap https://web.archive.[...] Air University
[25] 간행물 Airborne Early Warning and Control aircraft E-767 & E-3 1998-04
[26] 서적 (서적 제목 미상) 1997
[27] 간행물 Airborne Early Warning and Control aircraft E-767 & E-3 1998-04
[28] 웹사이트 Boeing 767 AWACS Overview http://www.boeing.co[...] Boeing
[29] 서적 (서적 제목 미상) 1976
[30] 논문 across the editor's desk: COMPUTING AND DATA PROCESSING NEWSLETTER – LITTON'S L-304 https://archive.org/[...] 1965-10
[31] 웹사이트 The Litton L-304 Dual Computer System https://archive.org/[...] 1966
[32] 서적 Grumman E-2 Hawkeye/TE-2/C-2 Greyhound Barnes & Nobel Books 1997
[33] 뉴스 Navy Declares IOC For E-2D Advanced Hawkeye https://web.archive.[...] 2014-10-16
[34] 뉴스 The U.S. Navy's Secret Counter-Stealth Weapon Could Be Hiding in Plain Sight http://news.usni.org[...] 2014-06-09
[35] 간행물 Model Reveals A-100 Configuration 2014-04
[36] 웹사이트 https://www.airforce[...]
[37] 보도자료 Development of Airborne Early Warning and Control System http://pib.nic.in/re[...] Press Information Bureau, GoI 2003-12-11
[38] 뉴스 India to fill gaps in aerial vigilance http://www.thehindu.[...] 2017-02-27
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