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K-21

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목차

1. 개요

K-21은 대한민국 육군이 운용하는 보병전투장갑차로, 1999년부터 개발되어 2009년부터 양산 및 배치되었다. 알루미늄 합금 차체와 40mm 주포, 대전차 미사일, 다양한 센서를 갖추고 있으며, 수륙 양용 능력을 보유한다. K-21은 2010년 침수 사고, 센서 고장, 부품 시험 성적서 위조 등의 문제점을 겪었으나, 개선 사업을 통해 성능을 보완했다. K-21을 기반으로 한 K21-105 경전차와 수출형 AS21 레드백 등 파생형이 개발되었다.

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K-21
K21 정보
K21 전투 사격 훈련 모습
K21 전투 사격 훈련 모습
종류보병 전투차
개발 국가대한민국
설계국방과학연구소
제작 회사한화디펜스 (원래 대우중공업, 나중에 두산 DST로 이름 변경, 한화디펜스 시스템)
생산 기간2009년–현재
생산 대수466대
사용 국가대한민국
실전 투입2009년–현재
대당 가격320만 달러
제원
길이6.9 m
너비3.4 m
높이2.6 m
무게25.6 톤
현가 장치암 내장형 수동 현가 장치 (ISU)
속도70 km/h (도로)
40 km/h (야지)
7 km/h (수상)
항속 거리500 km
승무원3명 (승무원) + 9명 (승차)
무장
주무장SNT 다이내믹스 K40 40×365mmR 기관포 (240발)
2개의 현궁 대전차 유도 미사일 발사대 (계획)
부무장7.62 mm M60 GPMG
방어력
장갑2519 알루미늄 합금 섀시
S2 유리 섬유 강화 Al2O3 세라믹 장갑으로 구성된 레이어
14.5×114mm API 탄환과 20mm FSP에 대한 전방향 보호
전면 장갑은 2A72 자동포 (BMP-3 포탑 표준)에서 발사된 30mm APDS 탄환에 저항
지붕 장갑은 155mm 포탄 파편에 저항
소프트 킬 및 하드 킬 미사일 방어 시스템, ERA, NERA (K21 PIP 전용)
엔진 및 기동성
엔진두산-D2840LXE 디젤 엔진
마력750 hp (PIP의 경우 840마력)
출력 대 중량비29.2 hp/톤

2. 개발

1999년부터 국방과학연구소(ADD) 주관으로 K21 개발에 대한 타당성 검토와 기본설계에 착수하였고, 2005년 초 두산인프라코어와 주요 방산업체가 시제품 3대를 제작했다. 1999년부터 2007년까지 개발에 총 9100억원이 투입되었고, 2009년 11월 말부터 양산을 거쳐 군부대에 배치되었다.[50][51]

1999년, 조선인민군의 보병전투차에 대항하기 위해 국방과학연구소는 신형 보병전투차 설계 개발을 시작했다.

2017년 2월 23일, L-3 테크놀로지스는 K21 보병전투차(IFV)와 경(輕)구난차 프로그램에 800마력 변속기 키트를 공급하는 1730만달러 규모의 계약을 체결했다고 발표했다.[36]

K21 1대당 가격은 약 30억원으로 보도되었으며, 대한민국 육군은 466대를 배치할 계획이다.

3. 설계

K-21 보병전투장갑차(KNIFV)는 1999년부터 2009년까지 10년간 개발되었으며, 약 8천만 달러의 연구 예산이 투입되었다. 두산 DST와 시제품 제작 계약(7,700만 달러) 및 초도 생산 계약(3억 8,670만 달러)이 체결되었고, 2005년에는 3대의 시제품이 대한민국 육군에 인도되었다. 차량 설계의 85% 이상이 국산화되었다.[8]

수륙양용 작전 중 차량 2대가 침몰하는 사건이 발생하여 재설계가 이루어졌다. 조사 위원회는 부력 부족, 웨이브 플레이트 작동 불량, 배수 펌프의 기술적 문제를 원인으로 지적했으며, 이는 새로운 설계에 반영되어 수정될 예정이다.

3. 1. 차체

K-21 보병전투장갑차(KNIFV)의 차체는 알루미늄 합금으로 제작되었으며, 해치와 같은 일부 부품은 유리 섬유로 만들어져 차량의 무게를 줄였다. 이를 통해 더 빠른 속도로 이동할 수 있으며, 미국의 브래들리 시리즈보다 가벼워 속도와 탑재량을 모두 늘릴 수 있다.[8]

차량의 정면 장갑은 2A72 자동 기관포의 30mm APDS 탄약(30×165mm)을 포함한 대구경 자동포탄에 대한 방어를 위해 특별히 설계되었다. 측면 장갑은 14.5mm AP탄에 대한 방어를 위해 설계되었다. 상부는 10m 이내에서 폭발하는 152mm 포탄 파편을 견딜 수 있다. 복합 장갑은 S2 유리섬유와 경량 알루미늄 합금을 포함한 Al2O3 세라믹으로 구성되어 있다.[8]

차량에는 발사체의 충격을 흡수할 수 있는 부드러운 자동 밀폐 연료 탱크가 있다.[9] 또한 내부에서 발생할 수 있는 화재를 진압하기 위해 차량 내부에 자동 소화 시스템이 장착되어 있다. NBC 방호 시스템도 채용되었다. 또한, 차체 양 측면에는 대형 에어백이 탑재되어 있어, 수면을 시속 7km로 부상 항행이 가능하다.

3. 2. 무장

K-21은 S&T 다이내믹스 K40 40mm 기관포를 주무장으로 장착하고 있다.[2] 이 기관포는 대한민국 해군의 노봉 40mm 쌍열 함포[4]를 기반으로 개발되었으며, OTO 멜라라 다르도(DARDO) CIWS를 대체하기 위해 개발되었다.[5][6][7] APFSDS, 고폭탄, 연막탄, 다목적 탄약 등 다양한 탄약을 사용할 수 있으며, 7.62mm 기관총도 함께 장착되어 있다.

K-21의 사격 통제 시스템은 3세대 주력 전차 수준으로, 포신 안정기와 결합되어 독일 푸마와 함께 기동 중에도 높은 명중률을 자랑한다. 40mm 주포는 분당 최대 300발을 발사할 수 있으며, 포구 속도는 최대 1005m/s이다. 개선된 APFSDS탄은 자체 연마 과정을 통해 160mm의 장갑을 관통할 수 있어, 동급 탄약 중에서도 높은 성능을 보인다.

K236 MMFA(다중 모드 융합 탄약)는 근접, 공중 폭발, 장갑 관통, 파편 등 다양한 기능을 가지고 있다. K-21의 사격 통제 시스템(FCS)이 모드를 설정하고, 발사 전 탄약 내부의 프로그래밍 가능한 신관 시스템에 데이터를 전송한다. 이를 통해 탄약의 궤적과 충격을 효과적으로 제어하여 중장갑 차량, 항공기, 보병 등 다양한 목표물을 공격할 수 있다.

K-21은 대전차 무장으로 국산 3세대 ATGM을 탑재하고 있다. 이 미사일은 이스라엘의 스파이크와 유사한 성능을 가지며, RHA 기준 700mm 에서 1000mm의 장갑 관통력을 갖는다. 또한, 필요에 따라 K6 중기관총을 장착하여 근거리의 적 보병을 제압할 수 있다.

3. 3. 센서

K-21에는 주야간 관측을 위한 조준경이 장착되어 기동 중 사격 및 정밀 조준 사격이 가능하다. 적 위협 자동 탐지 센서, 피아식별기, 화생방 방호장치, 연막탄 발사 기능 등이 탑재되어 있다.[53]

사격 통제 시스템은 최대 6000m 거리에서 표적을 감지 및 추적하고, 최대 3000m 거리에서 식별할 수 있으며, 피아 식별 장치(IFF) 센서도 장착되어 있다. 별도의 차장 조준경(ICPS)과 포수 조준경(IGPS)을 갖추고 있어 지상 및 공중 표적 탐지가 가능한 헌터 킬러 능력을 갖추고 있다. 이 조준경은 삼성탈레스에서 설계했다.

포수 조준경에는 3세대 열상 장비와 1.54 μm 레이저 거리 측정기가 장착되어 6000m 거리에서 표적을 감지하고, 3000m 거리에서 식별할 수 있다. 차장 조준경은 포수 조준경과 동일한 시스템을 갖추고 있다. 포수 조준경 손상 시 차장 조준경을 사용하거나, 차장이 포탑 및 주포 통제권을 직접 조작할 수 있다.

K-21은 전투 관리 시스템(BMS)을 통해 승무원과 탑승 보병 간 상황 인식 능력을 향상시킨다. 승객실 내부에는 약 38.10cm 스크린이 설치되어 전투 관리 시스템 데이터를 제공하며, 외부 CCD 카메라를 통해 탑승 보병에게 주변 환경 정보를 제공한다.

포수 외 독립적인 차장 조준경으로 헌터 킬러 능력을 갖추고 있다. 포수 조준으로 목표를 놓친 경우에도 차장 조준 정보를 통해 목표 추적, 포격 등 명령을 덮어쓸 수 있다. 조준경은 모두 적외선 광학기이며, 내장된 1.54um 레이저레인지 파인더는 6000m까지 추적, 3000m까지 식별 가능하다. 센서에는 IFF가 내장되어 있다.

베트로닉스에는 FCS 외에, GPS (전 지구 측위 시스템), INS (관성 항법 장치), 자동 고장 진단 장치가 포함되어 있으며, C4I 데이터 링크 장치를 통해 지휘소나 아군 차량과 실시간 통신이 가능하다.[37]

3. 4. 기동력

두산 D2840LXE V-10 디젤 엔진(750마력, 터보차저 장착)을 탑재하여 최고 속도는 시속 70km이며, 야지에서는 시속 40km로 주행할 수 있다.[1] D2840LXE V-10 엔진은 기존 D2848M/T 엔진에서 실린더 수를 늘리고 터보차저를 장착해 750마력으로 만든 엔진이다.[1] 터보차저(Turbocharger)란 엔진의 배출 가스를 이용해 터빈을 돌리고 여기서 발생하는 에너지로 공기를 빨아들여 대기압보다 높은 압력으로 뿜어내 출력을 높이는 기술이다.[1]

K-21 보병전투장갑차(KNIFV)의 차체는 알루미늄으로 제작되었으며, 해치와 같은 일부 부품은 유리 섬유로 만들어져 차량의 무게를 줄였다. 이를 통해 부피가 크고 강력한 엔진 없이도 더 빠른 속도로 이동할 수 있게 한다.[1] 이 보병전투장갑차는 미국의 브래들리 시리즈를 포함한 다른 보병전투장갑차보다 가벼워 속도와 탑재량을 모두 늘릴 수 있다.[1]

차량 중량은 약 25.6톤이며, 엔진의 총 출력과 결합하여 약 29마력/톤의 출력 대 중량비를 가진다.[1] K-21 PIP는 840마력의 향상된 출력을 제공하는 개선된 버전의 엔진을 장착할 예정이다.[1]

새롭게 개발된 반능동식 ISU(In-arm Suspension Unit, 팔 내 현가 장치)가 K-21에 적용된다.[1] 이 장치는 K2 흑표에도 사용될 예정이다.[1] K-21은 K2 흑표와 동일한 ISU를 사용함에도 불구하고, 차체 자세를 변경할 수 없다.[1]

'에어백 부양장치'를 통해 수상에서도 6km/h 이상의 속력으로 운행할 수 있다.[1] 폰툰 시스템은 차량에 추가적인 무게가 실릴 때 부력을 증가시켜 물에 뜨도록 한다.[1]

4. 지휘통제

전술지휘통제체제와 연동되어 아군 전투차량과 전장 정보를 공유할 수 있다.[53]

5. 파생형

K-21 보병전투차량을 기반으로 개발된 파생형 모델로는 K21-105 경전차와 AS21 레드백이 있다.

한화 디펜스(구 두산 DST)는 벨기에 코커릴(Cockerill)과 협력하여 K21에 직사 화력 능력을 부여한 K21-105 경전차를 개발했다. 105mm 주포를 탑재하여 화력을 강화했으며, 조선인민군이 운용하는 구형 전차를 효과적으로 격파할 수 있도록 설계되었다.

한화디펜스의 호주 법인(Hanwha Defense Australia)은 호주 육군의 보병전투차량 사업을 위해 K21의 파생형인 AS21 레드백을 제안했다. AS21 레드백은 방호력과 화력이 강화되었으며, 능동 방어 시스템과 같은 첨단 기술이 적용되었다.

5. 1. K21-105 경전차

K21-105 중형 전차


두산 DST(현 한화 디펜스)와 벨기에 코커릴(Cockerill)은 2013년 초 K21에 중량 직사 화력 능력을 제공하기 위해 코커릴 XC-8 포탑 개발에 착수했다.[11] XC-8 포탑은 코커릴 CT-CV 105HP 포탑을 기반으로 하며 105 mm 또는 120mm 주포를 장착한다. 105mm 버전은 모든 NATO 105mm 탄약과 코커릴 팰라릭 105 포 발사 대전차 유도 미사일(GLATGM)을 발사할 수 있다. 최대 42도의 고각과 10km의 최대 간접 사거리를 가진다. 120mm 버전은 모든 NATO 120mm 탄약과 코커릴 팰라릭 120 GLATGM을 발사할 수 있으며, 5km 이상 거리의 중장갑 표적을 공격할 수 있다. 두 포탑 모두 2명의 승무원이 탑승하며 자동 장전 장치를 갖추고 있고, 디지털 방식으로 완벽하게 안정화된 주/야간 사격 통제 시스템을 갖추고 있다.[11]

2014년, CMI Defence와 두산 DST는 CMI Defence CT-CV 105HP 포탑이 장착된 K21 차체의 경전차 버전인 '''K21-105'''를 공개했다.[12] 개발자들은 이 차량을 중형 전차로 지칭하며, 무게는 약 25톤에 3명의 승무원이 탑승한다. 실제 전차보다 생산 및 유지비가 저렴하고 기동성이 뛰어나다. K21-105의 주 역할은 장갑 및 연질 표적 차량, 건물 및 요새에 대한 보병의 직접 화력 지원이다. 주 무장은 표준 NATO 탄약과 새로 개발된 스마트 탄을 발사하는 105mm 강선 저반동포로, 최대 직사 거리는 4km이다. 이 주포는 현대 주력 전차에는 효과적이지 않지만, 조선인민군이 광범위하게 운용하는 구형 전차를 격파할 수 있다. 또한, 사거리 5km에 레이저 유도 방식을 사용하는 우크라이나 설계의 팰라릭 105 GLATGM을 발사할 수 있으며, 탠덤 탄두를 탑재하여 ERA(폭발 반응 장갑) 뒤 550mm 두께의 장갑을 관통할 수 있다. 포탑에는 분당 8발을 발사할 수 있는 차체 후방 장착형 자동 탄약 장전 시스템이 있으며, 승무원과 분리된 탄약 보관실에 탄약을 보관한다. 부무장으로는 동축 7.62mm 기관총과 선택적으로 원격 무기 스테이션에 장착되는 12.7mm 기관총이 있다. K21-105는 K21 보병 전투차의 방호 수준과 수상 능력을 유지한다.[13]

현재 한화 디펜스(구 두산 DST)는 K21-105를 중형 전차로 분류하고 있다.[14]

5. 2. AS21 레드백

한화디펜스의 자회사인 Hanwha Defense Australia(HDA)는 호주 육군의 Land 400 Phase 3 보병전투차량(IFV) 프로젝트를 위해 K21의 파생형인 '''AS21 레드백'''을 제안했다.[16] 2019년 3월, Lynx KF41과 레드백 AS21이 해당 프로젝트를 위한 고려 대상으로 최종 선정되었으며,[17] 2023년 7월, AS21 레드백이 해당 프로젝트의 우선 협상 대상자로 발표되었다.[16]

레드백은 42톤의 중량을 가지며, 앨리슨 변속기가 장착된 MTU America MT881 Ka-500 디젤 엔진으로 구동된다.[19][15] 최고 속도는 65km/h이다.[15] 8명의 승객과 3명의 승무원을 수송할 수 있다.[15] 레드백은 Soucy Defense의 일체형 복합 고무 트랙을 사용한다.[19]

호주에서 설계된 EOS (Electro Optic Systems) T-2000 포탑은 Elbit Systems MT30 Mk 2를 기반으로 하며, ATK Mark 44S Bushmaster II 30mm 자동포, 2발의 Rafael Spike LR2 대전차 미사일(ATGM) 시스템, EOS R400 원격 무기 스테이션(RWS) 및 동축 장착된 MAG58 7.62mm 기관총을 갖추고 있다.[19][15] 레드백에는 Elbit Iron Fist 능동 방어 시스템(APS)과 승무원에게 360도 시야를 제공하는 Elbit IronVision 시스템이 장착되어 있다.[19][20][15] 또한 Plasan 장갑으로 보호된다.[21]

2023년 4월 ''국방 전략 검토''에 의해 450대에서 129대로 수치가 감소했다.[16][22] 첫 번째 레드백은 2027년 초에 인도될 예정이며, 2028년 말까지 인도가 완료될 예정이고, 획득 비용은 50억호주 달러~70억호주 달러(34억달러~47억달러) 사이가 될 것이다.[16]

6. 운용 국가


: 대한민국 육군에서 550여 대를 운용 중이다. 2014년 시점에는 300대 이상이 실전 배치되었으며, 2015년에는 100대를 추가할 예정이었다.[41]
: 호주 육군에 129대가 주문될 예정이다.[15] 한화디펜스의 자회사인 Hanwha Defense Australia(HDA)는 호주 육군의 Land 400 Phase 3 보병전투차량(IFV) 프로젝트를 위해 K21의 파생형인 '''AS21 레드백'''을 제안했다. 2023년 7월, AS21 레드백이 해당 프로젝트의 우선 협상 대상자로 발표되었다.[16]

AS21 레드백 제원[19][15]
구분내용
중량42톤
엔진앨리슨 변속기가 장착된 MTU America MT881 Ka-500 디젤 엔진
주행 거리525km
최고 속도65km/h
수송 능력승객 8명, 승무원 3명
트랙Soucy Defense의 일체형 복합 고무 트랙
포탑호주에서 설계된 EOS (Electro Optic Systems) T-2000 포탑 (Elbit Systems MT30 Mk 2 기반)
주무장ATK Mark 44S Bushmaster II 30mm 자동포
대전차 미사일2발의 Rafael Spike LR2 대전차 미사일(ATGM) 시스템
원격 무기 스테이션EOS R400 원격 무기 스테이션(RWS)
기관총동축 장착된 MAG58 7.62mm 기관총
능동 방어 시스템Elbit Iron Fist 능동 방어 시스템(APS)
360도 시야 시스템Elbit IronVision 시스템
장갑Plasan 장갑[21]



원래 호주의 M113AS4 장갑차를 1대 1로 교체하기 위해 450대의 차량을 구매할 계획이었으나, 2023년 4월 ''국방 전략 검토''에 의해 이 수치가 감소했다.[16][22] 첫 번째 레드백은 2027년 초에 인도될 예정이며, 2028년 말까지 인도가 완료될 예정이며, 획득 비용은 50억호주 달러~70억호주 달러 (34억달러~47억달러) 사이가 될 것이다.[16] 레드백은 호주에 건설될 전용 공장에서 생산될 것이다.[16] HDA는 가속화된 납기일을 맞추기 위해 소량의 초기 물량을 대한민국에서 생산할 것을 제안했다.[23]

7. 문제점 및 개선 사항

K-21은 2009년과 2010년에 도하 훈련 중 침수 사고가 발생하여 설계 결함 및 부력 부족 문제가 제기되었다.[42][43] 2010년에는 훈련 중 침몰로 부사관 1명이 사망하기도 했다.[43] 대한민국 국군 합동조사단은 설계상의 총체적 결함이 원인이라고 발표했고, 2012년 초까지 전력화가 중단되었다.[44]

2015년 감사원 조사 결과, 침수 사고의 원인은 다음과 같다:


  • 설계상 예상보다 과도한 출력 및 중량의 파워팩 선정으로 인한 전방 부력 부족
  • 파도막이 강도 부족으로 인한 변형 및 기능 부전
  • 엔진룸 배수 펌프 기능 부전[46]


이에 따라 다음과 같은 개선 사업이 실시되었다:

  • 전방 부력 부족: 차체 전면 도저 블레이드 철거 및 차량 전방 부력판 증설[47]
  • 파도막이: 보강 및 이중 구조화, 폴리우레탄제 부력재 추가[48]
  • 엔진룸 침수: 역류 방지 밸브 장착 및 배수 펌프 수 2개로 증설[49]


한편, 2012년 10월 방위사업청 국정 감사에서는 K-21에 장착된 근접 센서가 사격을 할 수 없을 정도로 자주 고장 나는 결함이 있음이 밝혀졌다.[44] 2013년 국방기술품질원의 조사 결과, K-21 부품 납품업체가 제출한 공인 시험 성적서에서 268건의 위조가 드러났다.[45]

8. 평가

K21은 강력한 화력, 우수한 기동성, 첨단 센서 및 방호력을 갖춘 현대적인 보병전투차로 평가받는다. 정면 장갑은 30mm APDS 탄약(30×165mm)에 대한 방호력을, 측면 장갑은 14.5mm AP탄에 대한 방호력을 갖추고 있다. 상부는 152mm 포탄 파편을 견딜 수 있도록 설계되었다.[8] 또한, 차량에는 자동 밀폐 연료 탱크[9] 및 자동 소화 시스템이 장착되어 있다.

K21은 초기 개발 과정에서 여러 문제점이 발생하기도 했다. 하지만, K21-105 경전차, AS21 레드백 등 다양한 파생형 개발을 통해 성능 향상 및 수출 확대를 추진하고 있다.

두산 DST와 벨기에 코커릴(Cockerill)은 K21에 코커릴 XC-8 포탑을 장착하여 화력을 강화했다. XC-8 포탑은 105 mm 또는 120 mm 주포를 장착할 수 있으며, 팰라릭 105/팰라릭 120 포 발사 대전차 유도 미사일(GLATGM)도 사용할 수 있다.[11]

2014년에는 CMI Defence와 두산 DST가 K21 차체에 CMI Defence CT-CV 105HP 포탑을 장착한 경전차 버전인 '''K21-105'''를 공개했다.[12] K21-105는 105 mm 강선 저반동포를 주무장으로 하며, 최대 직사 거리는 4km이다. 또한 팰라릭 105 GLATGM을 발사할 수 있어 대전차 능력도 갖추고 있다.[13] 현재 한화 디펜스는 K21-105를 중형 전차로 분류하고 있다.[14]

참조

[1] 웹사이트 K 21 보병전투차 120여대 추가 양산 http://www.defenseto[...] 2021-12-22
[2] 웹사이트 Guns & Artillery Systems http://www.hisntd.co[...] SNT Dynamics
[3] 웹사이트 K-21 K21 Doosan tracked armoured infantry fighting technical data sheet description information UK https://www.armyreco[...]
[4] 웹사이트 노봉 40mm 쌍열 함포 https://www.hanwha-d[...] Hanwha Defense
[5] 웹사이트 K21 보병전투장갑차의 개량이 필요한 이유 http://www.defenseto[...] Defense Today 2020-07-09
[6] 웹사이트 육군 최초의 대공포 M2A1 https://www.asiae.co[...] Asia Economy 2020-06-13
[7] 웹사이트 K-21 개량 https://bemil.chosun[...] Bemil 2020-07-25
[8] 웹사이트 복합재 동체 / 복합재 방호판 http://dacc21.co.kr/[...] Dacc Co., Ltd
[9] 웹사이트 복합재 연료탱크 https://web.archive.[...]
[10] 웹사이트 A Study on Developing a CER Using Production Cost Data in Korean Maneuver Weapon System https://www.koreasci[...] Bemil 2014-09
[11] 웹사이트 CMI Defence and Doosan DST Present a New 120/105mm Medium Tank Concept http://www.cmigroupe[...] CMIgroupe.com 2013-02-18
[12] 웹사이트 ODIN - OE Data Integration Network https://odin.tradoc.[...]
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