AN/APG-63
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1. 개요
AN/APG-63은 맥도널 더글러스가 개발한 F-15 전투기에 탑재하기 위해 개발된 펄스 도플러 레이더이다. 1970년 퓨즈 사에 의해 채용되어 1973년부터 운용되었으며, 이후 F-15A/B, C/D 기종에 장착되었다. 1979년 소프트웨어 프로그래밍이 가능한 신호 처리기를 탑재하여 성능을 향상시켰다. AN/APG-70, AN/APG-63(V)1, AN/APG-63(V)2, AN/APG-63(V)3, AN/APG-82(V)1, AN/APQ-180 등의 개량형이 개발되었으며, 대한민국 공군은 F-15K 슬램 이글에 AN/APG-63(V)1을, F-15EX 도입을 통해 AN/APG-82(V)1 레이더를 확보했다.
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| AN/APG-63 | |
|---|---|
| 개요 | |
![]() | |
| 종류 | 펄스 도플러 레이다 |
| 역할 | 화기 관제 |
| 도입 시기 | 1983년 |
| 기술 사양 | |
| 주파수 | X밴드 (8-12.5 GHz) |
| 안테나 | 평면 어레이 안테나 |
| 안테나 소자 | 슬롯 안테나 |
| 빔 폭 | 3.3×3.3도 |
| 최대 탐지 거리 | 148km |
| 방위각 | ±60° |
| 직경 | 91.4 cm |
| 송신 전력 | 5 kW |
| 체적 | 0.25 m3 |
| 무게 | 221 kg |
| 기타 | |
| 다른 이름 | AN/APG-63 |
2. 개발 역사
AN/APG-63 레이더는 맥도널 더글러스(현 보잉)가 개발한 F-15 전투기에 탑재하기 위해 개발되었다. 베트남 전쟁 당시 미국 공군의 주력 전투기였던 F-4는 원래 미국 해군의 함대 방어용으로 개발되어 공중전 능력이 뛰어나지 않았고, 이는 한국 전쟁 시기와 비교했을 때 미 공군 및 해군의 공중전 성과가 크게 저하되는 결과를 낳았다.
이러한 배경 속에서 미 공군은 베트남 전쟁이 한창이던 1964년, "전술 항공 전력의 선택적 연구"를 시작하며 새로운 제공 전투기 개발을 모색했다. 그 결과, 1968년 공군으로부터 제조 승인을 받은 차세대 전투기는 터보팬 엔진 쌍발 탑재, 뛰어난 기동성, 넓은 조종사 시야 확보, 룩다운/슛다운 능력을 갖춘 레이더 장비, 장거리 미사일을 이용한 시계 밖(BVR) 전투 및 근접 전투 능력 강화, 정비 소요 감소 등을 목표로 했다.
이에 따라 레이더 시스템 개발에는 휴즈 항공(현 레이시온)과 웨스팅하우스가 경쟁했으며, 1970년 10월 휴즈 항공의 AN/APG-63이 최종 채택되었다. 이 레이더는 펄스 도플러 레이더 방식으로 설계되었고, 라인 교체 유닛(LRU) 방식을 채택하여 정비 편의성을 높이고자 했으나, 개발 초기에는 평균 고장 간격(MTBF)이 15시간에 불과한 신뢰성 문제가 있었다.
AN/APG-63은 1973년부터 생산된 F-15A/B 모델에 탑재되어 운용되기 시작했다.[1] 1979년에는 F/A-18에 탑재된 AN/APG-65 레이더 개발 경험을 바탕으로 중요한 성능 개선이 이루어졌다. 핵심은 항공기 탑재 레이더로는 최초로 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서(PSP)를 도입한 것으로, 이를 통해 하드웨어 교체 없이 소프트웨어 변경만으로 시스템을 개선할 수 있게 되었다.[1] PSP 탑재 여부는 초기형 F-15 A/B와 후기형 F-15 C/D를 구분하는 중요한 기준이 되었다.[1]
AN/APG-63 시리즈는 1986년 생산 종료 시까지 약 1,000대가 인도되었다. 현재도 미국 공군, 공군 방위대, 이스라엘, 일본, 사우디아라비아 등 여러 국가에서 운용 중인 F-15A/B 및 초기형 C/D 모델에 탑재되어 있다. 또한, 미국 관세국경보호청 항공 해양국 소속의 P-3 오리온 항공기에도 장착되어 운용되고 있다.
2. 1. 초기 문제점과 개선
초기 AN/APG-63은 유닛 자체의 수명이 짧아 평균 고장 간격(MTBF)이 15시간에 불과한 신뢰성 문제를 안고 있었다.1979년, F/A-18에 탑재된 AN/APG-65 레이더 개발 경험을 바탕으로 기술 피드백을 받아 주요 개선이 이루어졌다.[1] 이 개선의 핵심은 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서(PSP)의 도입이었다. PSP는 항공기 탑재 레이더로는 최초로 적용된 기술로, 하드웨어 개조 없이 소프트웨어 재프로그래밍만으로 새로운 운용 모드 추가나 신형 무기 체계 통합 등 시스템을 유연하게 수정하고 저렴한 비용으로 사용자 정의할 수 있게 만들었다.[1] PSP가 장착된 AN/APG-63은 초기 F-15 A/B 모델과 후기 C/D 모델을 구분하는 중요한 기준이 되었으며, 마지막 43대(AN/APG-70 장착)를 제외한 모든 F-15 C/D 모델에 탑재되었다.[1]
그러나 초기 PSP는 메모리 용량이 부족하여 새로운 위협에 효과적으로 대응하는 데 한계가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 후속 모델인 AN/APG-63(V)1과 AN/APG-70에서는 메모리 용량이 대폭 확대되었다. 특히 AN/APG-70의 경우 PSP 메모리 용량이 10배로 확장되었다.[20]
신뢰성 문제 역시 지속적으로 개선되어, 1990년대에 개발된 AN/APG-63(V)1의 경우 평균 고장 간격(MTBF)이 120시간 이상으로 크게 향상되었다.[1] 이는 하드웨어 재설계를 통해 신뢰성 및 유지보수성을 개선한 결과이며, 성능 향상과 더불어 모드 확장의 기회도 제공했다.[1] 1980년대에 개발된 AN/APG-70 역시 신뢰성 향상과 유지보수 용이성을 목표로 재설계되었으며, 게이트 어레이 기술을 통해 향상된 작동 기능을 갖춘 새로운 모드를 통합할 수 있었다.[5]
3. 주요 특징
AN/APG-63은 원래 맥도널 더글러스사가 개발한 F-15 전투기에 탑재하기 위해 개발된 다중 모드 펄스 도플러 레이더이다. 조종사 1명이 운용할 수 있도록 설계되었으며, 초기 모델을 제외하고는 라인 교체 유닛(LRU)을 채택하여 신뢰성과 정비 편의성을 높였다. 초기 모델의 평균 고장 간격(MTBF)은 15시간에 불과했으나, 지속적인 개량을 통해 AN/APG-63(V)1 모델에서는 120시간 이상으로 크게 향상되었다.
1979년에는 F/A-18에 탑재된 AN/APG-65 레이더의 기술을 피드백 받아 주요 성능 개량이 이루어졌다. 이 개량의 핵심은 항공기 탑재 레이더로는 최초로 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서(PSP)를 통합한 것이었다. PSP 도입으로 하드웨어 변경 없이 소프트웨어 업데이트만으로 새로운 위협에 대응하거나 새로운 기능을 추가하는 것이 가능해졌다. 이는 초기형 F-15A/B와 PSP가 장착된 F-15C/D를 구별하는 중요한 특징 중 하나이다.[1] 이 개량을 통해 레이더 빔의 지향성 향상, 전자전 대응 능력(ECCM) 강화, 목표 편대 내 개별 목표 탐지 능력 추가, 비협조 목표 인식(NCTR) 능력 향상, 추적 중 탐색(TWS) 기능 지원 등 다양한 성능 개선이 이루어졌다. 다만 초기 PSP는 메모리 용량의 한계가 있어 이후 APG-63(V)1, APG-70 모델에서는 메모리가 증설되었다.
APG-63은 1973년부터 실전 배치되어 모든 F-15A/B 모델과 대부분의 F-15C/D 모델(APG-70이 탑재된 마지막 43대 제외)에 장착되었다.[1] 1986년 생산이 종료될 때까지 약 1,000대가 인도되었으며, 현재는 생산되지 않지만 미국 공군, 공군 방위대, 이스라엘, 일본, 사우디 아라비아 등 여러 국가의 공군에서 운용 중인 F-15 초기 모델에 탑재되어 여전히 운용되고 있다. 또한 미국 세관국경보호청(CBP) 항공해양작전단(AMO)의 록히드 P-3 오리온 감시 항공기에도 장착되어 있다.
3. 1. 공대공 모드
AN/APG-63 레이더는 다양한 공대공 전투 상황에 대응하기 위한 여러 작동 모드를 갖추고 있다. 주요 공대공 모드는 다음과 같다.- 장거리 탐색: 주로 AIM-7 미사일 운용을 위한 모드이다. 전투기 크기의 목표를 약 80nmi 거리에서 탐지할 수 있으며, 탐지 범위는 좌우 각각 120도에 달한다.
- 단거리 탐색: AIM-9와 같은 단거리 공대공 미사일 운용에 최적화된 모드이다. 약 20nmi 거리 내에서 좌우 각 120도 범위의 목표를 탐지한다.
- 슈퍼 탐색 모드: 근접 공중전 상황을 위한 모드로, 10nmi에서 약 91.44m까지의 매우 넓은 거리 범위에서 레이더를 사용할 수 있다. 특히, 보어사이트(Boresighteng) 기능을 활용하면 최대 약 3657.60m 거리에서 신속하게 목표를 록온할 수 있다.
- 레이드 어세스먼트 모드(Raid Assessment Modeeng): 1979년 개량을 통해 추가된 기능으로, 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서(PSP)를 활용하여 밀집해 있는 적 편대 내에서 개별 항공기를 식별하고 분석하는 능력을 제공한다.
- 추적 중 탐색(Track While Scan|TWSeng): 역시 1979년 개량으로 지원되기 시작한 중요한 기능이다. 최대 24개의 공중 목표를 동시에 탐지하면서, 그중 위협도가 높은 8개의 목표를 지속적으로 추적할 수 있다. 이를 통해 조종사는 전장 상황을 더 넓게 파악하고 다수의 위협에 효과적으로 대응할 수 있다.
- 비협조 목표 인식(Non-Cooperative Target Recognition|NCTReng): 레이더 반사 신호의 고유한 특성(예: 엔진 팬 블레이드의 반사 패턴)을 분석하여 피아식별장치(IFF)와 같은 협조적인 응답 없이도 원거리에서 적 항공기의 기종이나 유형을 식별하는 기능이다. 이 기능 역시 1979년 개량을 통해 성능이 향상되었다.
3. 2. 공대지 모드
- 육안 공격 시 폭탄을 자동 투하하기 위한 육안 거리 측정 기능.
- 항법을 위한 매핑 모드.
- 관성 항법용 최신 속도 참조 기능.
4. 개량형 종류
AN/APG-63 레이더는 F-15 이글 전투기의 핵심 장비로 채택된 이후, 기술 발전에 따라 지속적인 개량을 거쳐 다양한 파생형 모델이 개발되었다. 각 모델은 성능, 신뢰성, 기능 등에서 개선을 이루었으며, 탑재되는 항공기나 임무 요구에 맞춰 특화되기도 했다.
- AN/APG-63(V)1: 기존 AN/APG-63의 신뢰성과 유지보수성을 개선하고 성능을 향상시킨 모델이다.[1][22] F-15C/F-15D, F-15J 개량형, 대한민국 공군의 F-15K 슬램 이글 등에 탑재되었다.[1]
- AN/APG-63(V)2: AN/APG-63(V)1을 기반으로 능동 전자 주사식 위상 배열(AESA) 기술을 처음 적용한 레이더이다.[1] 소수의 F-15C에 시험적으로 운용되었으나 비용 및 신뢰성 문제로 생산이 중단되었다.
- AN/APG-63(V)3: AN/APG-63(V)2를 개량하여 경량화와 신뢰성을 높인 AESA 레이더이다.[2][3] F-15SG, F-15SA 등 신형 F-15 계열기와 F-15C/F-15D 개량에 사용된다.
- AN/APG-70: AN/APG-63을 재설계하여 신뢰성을 높이고 합성 개구 레이더(SAR) 등 공대지 기능을 강화한 모델이다.[5] F-15E 스트라이크 이글의 주력 레이더로 사용되었다.[5][20]
- AN/APG-82(V)1: F-15E 스트라이크 이글 현대화 및 보잉 F-15EX 이글 II 탑재를 위해 개발된 최신 AESA 레이더이다.[10][7][8] AN/APG-79 프로세서와 AN/APG-63(V)3 안테나 기술을 결합했다.[7][8]
- AN/APQ-180: AN/APG-70을 기반으로 AC-130U 건쉽 항공기에 맞게 개조된 공대지 특화 레이더이다.[14]
- AN/APG-64: AN/APG-63의 파생형으로 개발되었으나 실전 배치되지는 않았다.[4]
4. 1. AN/APG-70
AN/APG-70은 1980년대에 기존 AN/APG-63 레이더의 신뢰성을 높이고 유지 보수를 용이하게 하기 위해 재설계된 모델이다.[5] 게이트 어레이 기술을 도입하여 새로운 작동 모드를 통합하고 성능을 향상시켰다. 생산 비용 절감을 위해 다수의 모듈은 F/A-18용 APG-73 레이더와 공유하며, 컴퓨터 및 프로세서는 F-14의 APG-71 레이더와 85%의 부품 공통성을 가진다.[5]AN/APG-70은 AN/APG-63에 비해 공대지 레이더 모드가 대폭 강화되었다. 합성 개구 레이더(SAR), 저피탐(LPI, Low Probability of Intercept), 지상 매핑 등의 기능이 추가되었다.[19] 합성 개구 레이더 모드를 사용하면 150km 떨어진 목표 지점에 대해 18m 해상도, 74km 거리에서는 5.2m 해상도의 디지털 지도를 생성할 수 있다. 공대공 목표 탐지 거리는 약 300km까지 늘어났다.[19] 처리 장치의 속도는 AN/APG-63의 3배로 향상되었고, PSP(Programmable Signal Processor)의 메모리 용량도 10배로 확장되었다. 또한 송신기, 수신기, 내장형 자가 진단(Built-in Self-Test, BIST) 시스템 등도 신형으로 교체되었다.[20]
이 레이더 시스템은 원래 후기형 F-15C/D 항공기에 장착되었으나, 이후 해당 기종에서는 AN/APG-63(V)1 레이더로 교체되었다.[5] 주로 F-15E 스트라이크 이글에 탑재되었으며,[5][20] F-15C 역시 MSIP(다단계 개량 계획)를 통해 AN/APG-70을 탑재하기도 했다.[20] 또한 이스라엘의 F-15I와 사우디아라비아의 F-15S에도 사용되었다.[5]
수출형 모델에는 일부 성능 제한이 있었다. 이스라엘 F-15I와 사우디 F-15S에 탑재된 APG-70은 미국 공군 F-15E용 APG-70에 비해 도플러 빔 샤프닝(DBS)/매핑/합성 개구 레이더(SAR) 모드의 해상도가 1/3 수준으로 저하되었다.[5][21] 지상 매핑 모드가 삭제된 다운그레이드 버전인 AN/APG-70S는 사우디 F-15S에 탑재되었다.[21]
APG-70은 기본적인 APG-63과 마찬가지로 현재는 더 이상 생산되지 않는다.[5] 2017년부터 이스라엘 공군은 F-15I에 탑재된 APG-70을 AN/APG-82(V)1 레이더로 교체할 계획을 세웠다.[6]
4. 2. AN/APG-63(V)1
AN/APG-63(V)1은 1990년대에 기존 AN/APG-63의 신뢰성과 유지보수성을 개선하고 성능 향상을 위해 AN/APG-70의 기술을 적용하여 재설계된 레이더이다.[1][22] 이는 구식 AN/APG-63 레이더를 장착한 F-15C/F-15D 기종을 대체하기 위해 개발되었으며, 성능과 신뢰성이 10배 향상되었고 평균 고장 간격(MTBF)은 120시간에 달한다.[1][23]이 레이더는 탐지 거리가 연장되고 전파 방해 대처 능력이 향상되어 더 긴 사정거리의 공대공 미사일 운용이 가능해졌다.[22] 또한, 비협조 표적 인식(NCTR) 능력도 더욱 정밀해졌으며, 14개의 표적을 동시에 추적하면서 그중 6개의 표적을 동시에 공격할 수 있다.[1][23]
AN/APG-63(V)1은 미국 공군의 F-15C/F-15D와 일본 항공자위대의 F-15J 개량형에 탑재되었다. 레이시온은 미국 공군에 180대의 APG-63(V)1 레이더 시스템을 인도했으며(이후 4대는 기체 추락으로 손실됨), 대한민국 공군의 F-15K 슬램 이글용으로 60대를 추가 납품하는 계약을 체결했다.[1] 대한민국 공군의 F-15K에 탑재된 버전은 AN/APG-70과 유사한 대지상 공격 능력을 갖추었으며, 특히 지상 이동 표적 탐색(GMTS) 및 추적(GMTT) 모드가 추가되어 맵핑 능력이 뛰어나다. 2001년 3월부터 장비가 시작되었다.[22]
4. 3. AN/APG-63(V)2
AN/APG-63(V)1 레이더의 기계식 평면 안테나를 능동 전자 주사식 위상 배열(AESA) 방식으로 변경한 AESA 레이더이다. 안테나에는 약 1,500개의 송수신 모듈이 장착되어 있다. 이 레이더는 APG-63(V)1의 주요 하드웨어를 유지하면서 AESA 기술을 추가하여 조종사의 상황 인식을 향상시켰다.[1] AESA 레이더는 빔을 매우 민첩하게 조향할 수 있어 거의 즉각적인 표적 추적 업데이트와 향상된 다중 표적 추적 능력을 제공한다. 또한, F-15C의 기존 무장 시스템과 호환되며, 조종사가 AIM-120 AMRAAM 미사일의 성능을 최대한 활용하여 방위각, 고도, 거리 등 넓은 범위에 분산된 여러 표적에 대해 동시에 미사일 유도를 시작할 수 있도록 지원한다.[1]1999년 알래스카주 엘멘도르프 공군 기지에 주둔한 미국 공군 제3비행단 소속 F-15C/D 전투기에 처음 도입되었으며, 2000년부터 실전 운용 체제에 들어갔다. 총 18대의 미국 공군 F-15C에 장착되었다.[1] 하지만 가격이 매우 비싸고 무게가 무거우며 신뢰성이 낮다는 문제점이 제기되어 시험적인 운용에 그쳤다. 결국 생산이 중단되었고, 이후 신뢰성 향상과 경량화 등 개선을 거친 AN/APG-63(V)3 레이더 생산으로 전환되었다.
4. 4. AN/APG-63(V)3

AN/APG-63(V)2 레이더의 개량형으로, 레이시온(Raytheon)에서 개발했다. 이 레이더는 F/A-18E/F 슈퍼호넷에 탑재되는 AN/APG-79 AESA 레이더의 기술을 적용한 것이 특징이다.
성능 향상과 경량화를 위해 프론트 엔드의 전자 주사식 안테나를 AN/APG-79 안테나의 개량형으로 변경하고, 전원부를 대형화하여 출력을 향상시켰다. 제어 소프트웨어는 AN/APG-63(V)2의 것을 기반으로 개량하여 사용한다. 이를 통해 ECCM(전자 대응책) 능력이 향상되었으며, 신뢰성과 안정성도 높아졌다. 또한 기계적 가동부가 없어짐에 따라 평균 고장 간격(MTBF)은 500시간으로 늘어났다.
레이시온은 2006년 6월에 첫 번째 APG-63(V)3 시제품을 인도했으며[2], 2007년 10월부터 초기 생산을 시작했다.[3] 현재 싱가포르 공군의 신형 F-15SG와 사우디아라비아 공군의 신형 F-15SA에 탑재되고 있으며, 미국 공군의 F-15C/F-15D 전투기에도 개량을 통해 장착되고 있다. 다만 F-15SG 탑재 버전은 주사 능력이 저하되었다는 언급도 있다.
4. 5. AN/APG-82(V)1
AN/APG-82는 F-15E의 레이더 현대화 프로그램(Radar Modernization Program, RMP)을 위해 개발된 능동 전자 주사식 위상 배열(AESA) 레이더이다.[10] 이 레이더는 보잉 F/A-18E/F 슈퍼 호넷에 사용된 AN/APG-79의 프로세서와 F-15C의 AN/APG-63(V)3 AESA 레이더 안테나를 결합한 것이다.[7][8] AN/APG-63(V)3의 백엔드 처리 장치를 AN/APG-79와 동일하게 변경하여 처리 능력을 향상시켰으며, 기존 부품을 활용함으로써 개발 기간 단축과 비용 절감 효과를 얻었다.AN/APG-82(V)1은 신형 냉각 시스템과 무선 주파수 가변 필터(Radio Frequency Tunable Filters, RFTF)를 특징으로 한다. RFTF는 레이더와 전자전 장비(재밍)가 서로 성능 저하 없이 동시에 작동할 수 있도록 설계되었다.[9] 이를 통해 사거리 확대, 목표 동시 추적 능력 향상, 처리 시간 단축, 해상도 강화가 이루어졌으며, 공대공 모드와 공대지 모드의 동시 운용도 가능하다.
원래 명칭은 AN/APG-63(V)4였으나, 2009년에 현재의 AN/APG-82(V)1으로 변경되었다. 첫 탑재기는 2014년 7월 17일에 인도되었다.[24]
현재 AN/APG-82(V)1 레이더는 다음과 같은 기종에 탑재되거나 탑재될 예정이다.
- 미국 공군의 F-15E: 레이더 현대화 프로그램(RMP)을 통해 장착[10]
- 이스라엘 공군의 F-15I: 2017년부터 장착 결정[11]
- 신규 생산되는 F-15EX[11]
- 일본 항공자위대의 미쓰비시 F-15J: 현대화 개수를 통해 "일본 슈퍼 인터셉터(JSI)" 사양으로 개량 예정[12]
- 미국 공군의 B-52J: 레이더 현대화 프로그램의 일환으로 선정[13]
4. 6. AN/APQ-180
AN/APG-70 레이더를 기반으로 AC-130U 건쉽 항공기에 탑재하기 위해 개발된 파생형 레이더이다.[14] AN/APG-70은 1980년대에 AN/APG-63을 재설계하여 신뢰성을 높이고 유지보수를 용이하게 만든 레이더이며[5], 특히 공대지 능력이 강화되었다. AN/APQ-180은 평면 배열 안테나planar arrayeng를 사용하도록 짐벌 방식이 수정되었고, 아날로그 신호 처리 장치가 개선되었다. 또한 여러 향상된 공대지 모드와 새로운 공대지 모드를 통합하고 있다.[14]5. 대한민국과의 관계
대한민국 공군은 주력 전투기 중 하나인 F-15K 슬램 이글에 AN/APG-63(V)1 레이더를 탑재하여 운용하고 있다.[1] 이 레이더는 1990년대에 기존 APG-63 레이더의 신뢰성과 유지보수성을 개선하기 위해 하드웨어를 재설계한 모델로, 성능 향상과 함께 신뢰성이 10배 향상된 것으로 평가받는다.[1] 미국의 방산업체 레이시온은 미국 공군 납품 외에도 대한민국 공군의 F-15K 장착용으로 총 60대의 APG-63(V)1 레이더 시스템 납품 계약을 체결하고 이를 이행했다.[1]
참조
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웹사이트
F-15E takes first flight with new radar system
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