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MIM-104 패트리어트

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목차

1. 개요

MIM-104 패트리어트는 미국 육군이 개발한 지대공 미사일 시스템으로, 항공기 및 탄도 미사일 요격을 목표로 한다. 1960년대 AADS-70 계획으로 시작되어 SAM-D를 거쳐 1976년 패트리어트로 명칭이 변경되었으며, 1980년부터 본격적인 생산이 시작되었다. 걸프 전쟁에서 실전 투입되었으나 요격 성공 여부에 대한 논란이 있었으며, 이후 지속적인 성능 개량을 통해 PAC-3 MSE 등 다양한 미사일 종류가 개발되었다. 현재 미국을 포함한 18개국에서 운용 중이며, 우크라이나에도 지원되어 실전 배치되었다.

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MIM-104 패트리어트
개요
터키 가지안테프에 있는 패트리어트 미사일 포대 옆에 서 있는 미군
터키에 있는 패트리어트 시스템
유형이동식 지대공 미사일/탄도탄 요격 미사일 시스템
개발 국가미국
사용 국가운용 국가 참고
전장걸프 전쟁
이라크 전쟁
2006년 레바논 전쟁
2014년 가자 전쟁
시리아 내전
예멘 내전 (2015년~현재)
사우디 아라비아 주도 예멘 개입
사우디 아라비아-예멘 국경 분쟁 (2015년~현재)
러시아-우크라이나 전쟁
이스라엘-하마스 전쟁
설계레이시온, 휴즈, RCA
설계 시기1969년
제조사레이시온, 록히드 마틴, 보잉
생산 시기1976년~현재
생산 수량미국 내 발사대 1,106기 (2010년 483기 운용 중)
18개국 이상에 250기 이상 수출
미사일 10,000기 이상 제조
변형변형 참고
비용
국내 비용포대당 약 10억 9천만 달러 (2022 회계연도), PAC-3 MSE 미사일 1발당 4백만 달러
수출 비용포대당 약 23억 7천만~25억 달러, 미사일 1발당 6백만~1천만 달러 (2018 회계연도)
제원
속도PAC-2 GEM+:
PAC-3:
명칭
전체 명칭영: MIM-104 Patriot
의미영: Phased array Tracking Radar to Intercept on Target (목표 요격을 위한 위상 배열 추적 레이더)

2. 역사

패트리엇 시스템 개발 이전에 레이시온은 FABMDS(야전군 탄도미사일 방어 시스템), AADS-70(육군 방공 시스템 – 1970), SAM-D(지대공 미사일 – 개발) 등 여러 지대공 미사일 프로그램에 참여했다.[9] 1961년 미국 육군은 나이키 허큘리스와 호크를 대체할 목적으로 AADS-70 계획을 시작했고, 이는 1964년 SAM-D로 개칭되었다. 1967년 레이시온이 개발사로 선정되었으며, 기술적·재정적 문제로 계획 재검토를 거친 후[9] 1975년 SAM-D 미사일은 화이트 샌즈 미사일 사격장에서 무인기 요격 시험에 성공했다.[9] 1976년 5월, 이 시스템은 '''패트리엇'''(PATRIOT)으로 공식 명명되었고, 같은 해 본격적인 개발이 시작되었다.[6] MIM-104 패트리엇은 MPQ-53 수동 전자 스캔 어레이(PESA) 레이더와 미사일 추적(Track-Via-Missile, TVM) 유도 방식 등 당시의 신기술을 결합했다.

1980년 생산을 시작하여 1982년 5월 미 육군에서 최초의 운용 부대가 편성되었고, 1984년 실전 배치되었다.[6] 처음에는 대공 방어 시스템으로 운용되었으나, 1988년 PAC-1(Patriot Advanced Capability-1) 성능 개량을 통해 제한적인 전술 탄도 미사일(TBM) 대응 능력을 갖추게 되었다. 이후 제조업체 록히드 마틴 주도로 PAC-3 업그레이드가 진행되었는데, 이는 미사일 자체를 거의 완전히 재설계하여 처음부터 TBM 요격 능력을 확보하는 데 중점을 두었다.[10] 현재 미국 육군은 통합 방공 및 미사일 방어(IAMD) 시스템의 일환으로 패트리엇 시스템을 지속적으로 개량할 계획이며, 이는 통합전투지휘체계(IBCS)를 통해 더 넓은 방공망에 통합될 예정이다.[4]

2. 1. 개발 배경

패트리엇 미사일 시스템의 개발은 나이키 허큘리스와 호크 시스템을 대체하기 위해 1961년 미국 육군에 의해 시작되었다. 초기 계획은 '''AADS-70'''(Army Air Defense System for the 1970s)으로 명명되었으며, 항공기뿐만 아니라 탄도 미사일까지 요격하는 것을 목표로 삼았다.

1964년 10월, 이 계획은 '''SAM-D'''(Surface-to-Air Missile, Development)로 이름이 바뀌었고, 1967년 레이시온 사가 주 개발 계약자로 선정되었다.[9] 레이시온은 이전에도 FABMDS(야전군 탄도 미사일 방어 시스템), AADS-70 등 여러 지대공 미사일 프로그램에 참여한 경험이 있었다.

1974년 1월, 국방부는 기술적, 재정적 어려움으로 인해 계획을 전면 재검토했다. 이 과정에서 초기 목표였던 탄도 미사일 요격 능력 부여는 보류되었고, 유도 방식으로 미사일 중계 유도(Track-Via-Missile, TVM) 방식을 채택하는 등 설계 변경이 이루어졌다.

변경된 SAM-D 미사일은 1975년 화이트 샌즈 미사일 사격장에서 무인기(드론)를 성공적으로 요격하는 시험에 성공했다.[9] 이후 1976년 2월 기술 개발이 본격화되었고, 같은 해 5월 21일 '''패트리엇'''(PATRIOT) 방공 미사일 시스템으로 공식 명칭이 변경되었다. MIM-104 패트리엇은 당시 최신 기술인 MPQ-53 수동 전자 스캔 어레이(PESA) 레이더와 TVM 유도 방식을 통합했다.

패트리엇 시스템의 본격적인 개발은 1976년에 시작되어[6] 1980년 양산에 들어갔다. 1982년 5월 미국 육군에 최초의 운용 부대가 편성되었으며, 1984년 실전 배치되었다.[6] 초기 패트리엇 시스템은 주로 항공기 요격을 위한 대공 시스템으로 운용되었다.

1988년에는 PAC-1(Patriot Advanced Capability-1)으로 명명된 성능 개량을 통해 제한적인 전술 탄도 미사일(TBM) 대응 능력을 갖추게 되었다. 이후 제조업체 록히드 마틴 주도로 PAC-3 업그레이드가 진행되었는데, 이는 미사일 자체를 거의 완전히 재설계하여 초기 설계 단계부터 TBM 요격 능력을 확보하는 데 중점을 두었다.[10] 현재 미국 육군은 통합 방공 및 미사일 방어(IAMD) 시스템의 일환으로 패트리엇 시스템을 지속적으로 개량할 계획이며, 이는 통합 전투 지휘 시스템(IBCS)을 통해 더 광범위한 방공망과 연동될 예정이다.[4]

2. 2. 도입 및 운용

파랑색이 패트리어트 미사일 사용국.


패트리엇 시스템의 개발은 나이키 허큘리스와 호크의 후계 시스템을 마련하기 위해 1961년 미국 육군에 의해 시작되었다. 초기 계획명은 '''AADS-70'''(Army Air Defense System for the 1970s)이었으며, 항공기뿐만 아니라 탄도 미사일 요격까지 목표로 하는 야심찬 계획이었다. 1964년 10월, 계획명은 '''SAM-D'''(Surface-to-Air missile, Development)로 변경되었고, 1967년 레이시온 사가 개발업체로 선정되었다.

패트리엇 개발 이전에 레이시온은 FABMDS(야전군 탄도미사일 방어 시스템), AADS-70, SAM-D 등 여러 지대공 미사일 프로그램에 참여한 경험이 있었다.[9] 1974년 1월, 국방부는 기술적, 재정적 문제로 계획을 전면 재검토하여 탄도 미사일 요격 능력 부여를 보류하고 유도 방식을 변경했다. 변경된 SAM-D는 1975년 화이트 샌즈 미사일 사격장에서 무인기(드론)를 성공적으로 요격했으며, 1976년 2월 기술 개발을 시작하여 같은 해 5월 21일 '''패트리엇'''(PATRIOT)으로 공식 명칭이 변경되었다. MIM-104 패트리엇은 MPQ-53 수동 전자 스캔 어레이(PESA) 레이더와 궤도 통과 미사일(Track-Via-Missile, TVM) 유도 방식을 포함한 여러 신기술을 결합했다.

시스템의 본격적인 개발은 1976년에 시작되었고[6], 1980년 본격적인 생산에 돌입하여 1982년 5월 미 육군에서 최초의 운용 부대가 편성되었다. 1984년에는 실전 배치가 이루어졌다.[6] 초기 패트리엇은 대공 방어 시스템으로 운용되었으나, 1988년에는 전술 탄도 미사일(TBM)에 대한 제한적인 요격 능력을 갖춘 PAC-1(Patriot Advanced Capability-1)으로 성능이 개량되었다. 이후 제조업체 록히드 마틴 주도로 PAC-3 개량이 이루어졌는데, 이는 사실상 시스템을 전면 재설계한 것으로 처음부터 TBM 요격 능력을 염두에 두고 개발되었다.[10] 미 육군은 통합 방공 및 미사일 방어(IAMD) 시스템의 일환으로 패트리엇 시스템을 지속적으로 업그레이드할 계획이며, 이는 통합전투지휘체계(IBCS)를 통해 더 넓은 방공망에 통합될 예정이다.[4]

=== 실전 기록 ===

==== 걸프 전쟁 (1991) ====

걸프 전쟁 이전까지 탄도 미사일 방어는 실전에서 검증되지 않은 개념이었다. 사막의 폭풍 작전 중 패트리엇은 대공 임무 외에도 이스라엘과 사우디아라비아를 향해 발사된 이라크의 스커드 및 알 후세인 단거리 탄도 미사일 요격 임무를 수행했다.

패트리엇이 처음으로 실전에 투입된 것은 1991년 1월 18일이었으나, 이는 나중에 컴퓨터 오류로 판명되었고 실제 스커드 미사일 발사는 없었다.[264] 전쟁 기간 동안 패트리엇은 40기 이상의 적 탄도 미사일 요격을 시도했다. 그러나 실제 요격 성공률, 특히 실제 목표물이었는지 여부에 대해서는 여전히 논란이 있다. 전쟁 후 매사추세츠 공과대학교(MIT)의 세오도어 포스톨(Theodore Postol) 교수는 비디오 분석을 통해 실제 명중한 스커드는 없었다고 주장했다.[265][266] 반면 피터 D. 지머먼(Peter D. Zimmerman)은 사우디아라비아에서 발견된 스커드 미사일 동체 파편 사진을 근거로 패트리엇의 요격 효과를 주장하며 포스톨의 분석에 반박했다.[267]

==== 이라크 자유 작전 (2003) ====

2003년 이라크 자유 작전 당시 패트리엇은 쿠웨이트와 이라크에 배치되어 연합군에 대한 방공 및 미사일 방어를 제공했다. PAC-3, GEM, GEM+ 미사일은 이라크의 알-사무드 2(Al-Samoud 2) 및 아바빌 100(Ababil 100) 전술 탄도 미사일을 성공적으로 요격하며 높은 성공률을 보였다.[276][277]

그러나 이 작전 중 패트리엇 시스템은 세 차례의 아군 오인 사격 사건에 연루되었다.[278]

  • 2003년 3월 23일: 영국 공군의 토네이도 IDS 전투기 격추, 승무원 2명 사망.
  • 2003년 3월 24일: 미국 공군의 F-16CJ 전투기가 패트리엇 레이더에 록온(lock-on)되자 위협으로 판단하고 AGM-88 HARM 대레이더 미사일을 발사하여 패트리엇 레이더 시스템 파괴. 인명 피해는 없었음.[276][277]
  • 2003년 4월 2일: 미국 해군의 F/A-18 호넷 전투기 격추, 조종사 1명 사망.


==== 사우디아라비아 (예멘 내전) ====

2015년 6월, 사우디아라비아는 예멘 내전에 개입하는 과정에서 후티 반군이 발사한 스커드 미사일을 패트리엇으로 요격했다. 2015년 8월에도 자잔주의 발전소를 노린 스커드 미사일을 요격했다.[279] 2016년 10월에는 메카를 향해 발사된 장거리 탄도 미사일을 요격했다고 발표했으나,[280] 실제 목표는 지다의 킹 압둘아지즈 국제공항 인근 공군기지였던 것으로 추정된다.[281] 2018년 3월에도 리야드 상공에서 예멘 발사 추정 미사일을 요격했다.[282] 그러나 일부 미사일 전문가들은 사우디 패트리엇 시스템의 효율성에 의문을 제기하며, 요격 미사일 중 일부가 발사 직후 폭발하거나 비정상적인 비행 경로를 보였다고 지적했다.[283][284] 2019년 9월 압카이크-쿠라이스 공격 당시에는 다수의 무인기와 순항 미사일 공격으로부터 석유 시설을 보호하지 못했다.[285]

==== 이스라엘 ====

이스라엘 방공사령부는 자체적으로 개량한 MIM-104D 패트리엇(PAC-2 GEM+)을 "야하롬"(히브리어: יהלום, 다이아몬드)이라는 명칭으로 운용하고 있다.

  • 보호 방패 작전(2014년 7월): 하마스가 발사한 무인 항공기 2대 요격.[286]
  • 2014년 8월: 골란고원 상공 이스라엘 영공을 침범한 시리아 무인 항공기 격추.[287]
  • 2014년 9월: 유사한 상황에서 시리아 공군의 Su-24 전투기 격추.[287][288]
  • 2016년 7월: 시리아에서 발사된 드론에 대해 패트리엇 미사일 2발을 발사했으나 요격 실패. 드론은 이스라엘 영공 침범 후 시리아로 복귀.[289]
  • 2017년 4월: 시리아 무인기(UAV) 격추.[290]
  • 2017년 9월: 골란 고원 국경을 통해 침투하려던 헤즈볼라 정찰 드론 격추.[291]
  • 2018년 6월: 시리아에서 접근하는 드론에 대해 패트리엇 미사일 1발 발사했으나 요격 실패.[292]
  • 2018년 7월 11일: 시리아에서 접근하는 무인기 격추.[293]
  • 2018년 7월 13일: 시리아에서 접근하는 무인기 격추.


==== 우크라이나 (2022년 러시아 침공) ====

2022년 12월 21일, 미국의 조 바이든 대통령은 러시아의 침공을 받고 있는 우크라이나에 패트리엇 시스템 제공을 발표했다.[294] 이후 독일과 네덜란드도 시스템 제공을 발표하여 총 3개 포대가 지원될 예정이었다.[295] 우크라이나군은 오클라호마주의 미군 기지에서 패트리엇 시스템 운용 훈련을 받았다.[296]

2023년 5월 6일, 우크라이나 공군은 패트리엇 시스템을 사용하여 러시아의 극초음속 공대지 미사일인 킨잘(Kh-47M2 Kinzhal)을 세계 최초로 요격하는 데 성공했다고 발표했다.[297] 2023년 5월 13일에는 러시아 서부 브랸스크주 상공을 비행 중이던 러시아군 헬리콥터 2대와 전투기 2대를 패트리엇 시스템으로 격추했다고 밝혔다. 이는 패트리엇 시스템을 이용한 국경 너머 공격이 확인된 첫 사례이다.[298]

=== 운용 국가 ===

2023년 기준으로 패트리엇 시스템을 운용 중이거나 도입 예정인 국가는 다음과 같다.

국가운용 버전비고
바레인PAC-2, PAC-3 MSE
독일PAC-2, PAC-3우크라이나에 PAC-2 1세트 지원[300]
그리스PAC-2
이스라엘PAC-2 (자체 개량형 야하롬)
일본PAC-2, PAC-3, PAC-3 MSE미쓰비시 중공업 라이선스 생산. 미국에 PAC-3 매각(2024)
요르단PAC-2
카타르PAC-2, PAC-3 MSE카타르 공군 34기 PAC-3 MSE 보유 (2023년 기준)[299]
쿠웨이트PAC-2, PAC-3
네덜란드PAC-2, PAC-3우크라이나에 부품 지원
폴란드PAC-2, PAC-3 MSE
루마니아PAC-2, PAC-3 MSE
사우디아라비아PAC-2, PAC-3
스웨덴PAC-2, PAC-3 MSE
스페인PAC-2
한국PAC-2, PAC-3독일 중고 PAC-2 도입 후 PAC-3 conf.3 개량
대만PAC-2, PAC-3, PAC-3 MSE
미국PAC-2, PAC-3, PAC-3 MSE우크라이나에 PAC-2 1세트 지원[300]
아랍에미리트PAC-2, PAC-3
우크라이나PAC-2미국, 독일로부터 2세트 지원[300]
스위스PAC-2, PAC-3 MSE (도입 예정)[307][308]
모로코PAC-3 (도입 예정)[309][310]



출처:[301][302][303][304][305][306]

=== 국가별 운용 현황 ===

==== 주일미군 ====

주일미군은 2006년 10월, 주일미군 재편 합의에 따라 오키나와현의 가데나 공군기지와 가데나 탄약고 지역에 텍사스주 포트 블리스에서 이동 배치된 미국 육군 제1방공포병연대 제1대대(제1-1방공포병대대)가 PAC-2 및 PAC-3 미사일을 운용하고 있다. 이 부대는 약 600명의 병력과 4개의 포병중대로 구성되며, 총 24기(중대당 6기)의 발사기(M901, M902)를 보유하고 있다. 지휘 및 통제는 하와이주 포트 샤프터의 제94 미 육군 방공 미사일 방어 사령부가 담당한다.

==== 대한민국 ====

대한민국 공군은 2002년부터 노후화된 MIM-14 나이키 허큘리스를 대체하기 위한 장거리 지대공 미사일 도입 사업(SAM-X)을 추진했다. 당초 PAC-3 도입을 검토했으나, 레이시온사가 제시한 높은 가격(3.4조원) 때문에 도입이 무산되었다. 이후 2007년, 군축으로 인해 잉여 장비가 된 독일 공군의 중고 PAC-2 시스템(발사대 48기 및 레이더)을 1.05조원에 구매하기로 결정했다. 이 장비들은 레이시온사의 시스템 개량을 거쳐 2008년부터 배치되었다.[311]

2012년에는 도입한 PAC-2 시스템을 PAC-3/conf.2 사양으로 성능 개량하여 운용하기 시작했으며,[325][326] 2015년부터는 PAC-3 conf.3으로 추가 개량하는 작업을 시작하여 2020년 12월에 완료했다. 또한 PAC-3 미사일 124발을 추가로 구매하여 기존의 PAC-2 GEM-T 미사일과 함께 운용하고 있다. 한국이 도입한 독일제 중고 시스템의 원형은 자국 MAN AG 사의 트럭에 탑재되며, 독일의 독자적인 암호화 체계를 적용한 대대 통제장비를 통해 최대 6개 포대까지 통제 가능하고 30분 이내 철수 및 배치가 가능한 기동성을 특징으로 한다.

==== 대만 ====

대만 공군은 중국의 단거리 및 중거리 탄도 미사일 위협에 대응하기 위해 패트리엇 시스템을 운용하고 있다. 1997년 PAC-2 배치를 시작했으며, 2007년부터 PAC-3으로 개량 작업을 진행했다.[312] 2021년 기준으로 400발 이상의 PAC-3 미사일을 배치했으며, 같은 해 1월에는 성능이 향상된 PAC-3 MSE 도입을 결정하여 2026년까지 배치를 완료할 예정이다.[313] 그러나 중국이 대만을 사정권에 두는 단거리 탄도 미사일을 1,000발 이상 보유하고 있어, 패트리엇 시스템만으로는 효과적인 방어에 한계가 있다는 지적이 있다.[314] 패트리엇 미사일은 중국어로 '愛國者飛彈'(애국자비탄)으로 번역되어 사용된다.

==== 일본 ====

일본에서는 록히드 마틴과 RTX 코퍼레이션의 라이선스를 받아 미쓰비시 중공업이 패트리엇 미사일을 생산한다. 일본에서는 항공자위대가 패트리엇 시스템을 운용하며, 나이키 J(나이키 허큘리스의 일본형)의 후계로 1989년부터 배치가 시작되어 1996년 전국 배치가 완료되었다. 총 6개 고사군 예하 24개 고사대(각 고사대는 5기의 발사기 보유)와 교육 부대인 고사교도대가 홋카이도 나가누마정에서 오키나와현 난조시에 이르기까지 배치되어 있다.

일본의 패트리엇 시스템은 항공기 요격 임무 외에도 탄도 미사일 방어(BMD) 체계의 일부로서 중요한 역할을 담당한다. 해상자위대의 이지스함이 탄도 미사일 요격에 실패할 경우, 지상에 배치된 패트리엇이 최종 단계에서 요격을 시도한다.[316][317] 탄도 미사일 요격용 PAC-3 미사일은 2007년 3월 사이타마현 이루마 기지의 제1고사군 제4고사대에 처음 배치되었다. 초기에는 3개 고사군에만 배치할 계획이었으나, 북한의 탄도 미사일 위협 증대에 따라 2014년까지 6개 고사군 전체로 확대 배치되었다(PAC-3/Config.3 형태).[318] 각 고사대의 발사기 5기 중 2기(M902)는 PAC-3탄 운용이 가능하며, 나머지 3기(M901)는 기존 PAC-2 계열탄만 운용한다. M902 발사기는 PAC-3탄과 PAC-2 계열탄 모두 운용 가능하지만, 혼합 탑재 운용은 불가능하다.

2016년도부터는 기존 PAC-3 시스템을 PAC-3 MSE(Missile Segment Enhancement)로 순차적으로 개량하고 있으며, 2020년 6월에는 지바현 나리타, 시즈오카현 하마마쓰, 후쿠오카현 아시야, 후쿠오카현 쓰이키 4개 기지에 PAC-3 MSE 배치가 공표되었다. 2022년 12월 결정된 방위력정비계획에서도 PAC-3 MSE의 지속적인 확보 방침을 명시하고 있다.

북한의 미사일 발사 위협에 대응하여 일본은 여러 차례 패트리엇 부대를 실제 이동 배치했다. 2009년 3월, 북한의 미사일 발사 예고에 따라 자위대법에 근거한 최초의 탄도 미사일 요격 명령이 발령되었고, 이와테현과 아키타현, 수도권 방어를 위해 도쿄 인근 주둔지에 PAC-3 부대가 전개되었다.[319] 2016년 8월, 북한이 이동식 발사대에서 노동 미사일을 발사하여 아키타현 서쪽 해상에 낙탄시키자, 일본 방위성은 사전 징후 포착 시에만 발령하던 요격 명령을 상시 발령 체제로 전환하고, 방위성 부지 내와 동해상에 PAC-3 및 이지스함을 상시 배치하게 되었다.[320]

2024년 7월 28일, 일본 방위성은 항공자위대가 보유한 패트리엇 미사일을 미국에 매각하는 계약을 체결했다고 발표했다. 계약 금액은 약 300억엔이다. 이는 러시아의 우크라이나 침공 이후 우크라이나에 대한 군사 지원으로 패트리엇 재고가 부족해진 미군을 지원하기 위한 조치이다.[321] 일본 정부는 2023년 방위장비 이전 3원칙의 운용 지침을 개정하여, 라이선스 생산 장비 완제품을 라이선스 원 국가(이 경우 미국)로 이전할 수 있도록 허용한 바 있다.[322] 이는 일본의 방위 정책 변화를 보여주는 사례로 평가된다.

3. 구성 요소

정보조정센터(ICC)의 운용자가 디스플레이를 통해 포대의 작전 상황을 모니터링하는 모습


패트리어트 시스템은 크게 네 가지 주요 작전 기능, 즉 통신, 지휘 및 통제, 레이더 감시, 미사일 유도 기능을 수행한다. 이 기능들이 유기적으로 결합되어 통합적이고 안전한 이동식 지대공 미사일 시스템을 제공한다.

패트리어트 시스템은 각 구성 요소를 분리하고 결합할 수 있는 모듈식 구조로 설계되었으며, 이동성이 매우 뛰어나다. 포대(Battery) 규모의 장비는 약 1시간 이내에 설치 및 철수가 가능하다. 사격통제부(레이더, 교전통제소, 안테나 마스트 그룹, 발전기)와 발사대 등 모든 주요 구성 요소는 트럭이나 트레일러에 탑재되어 이동한다. 예를 들어, 레이더 장치와 미사일이 탑재된 발사대는 M860 반트레일러에 실려 오슈코시 M983 HEMTT 트럭으로 견인된다.

제31항공방공포병여단 소속 병사들이 유도미사일 운반차량(GMT)을 이용하여 재장전하는 모습


패트리어트 포대의 핵심은 사격통제부(Fire Control Section)이며, 이는 표적 탐지 및 추적을 담당하는 레이더 장치(RS), 시스템 운용과 교전을 통제하는 교전통제소(ECS), 통신을 위한 안테나 마스트 그룹(AMG), 그리고 전력을 공급하는 전력 발전소(EPP)로 구성된다. 미사일은 발사대(LS)에서 운반 및 발사되며, 발사대는 모델(M901, M902, M903)에 따라 탑재 가능한 미사일 종류와 수량이 다르다.

패트리어트 대대(Battalion)급 부대는 각 포대를 지휘하고 상위 부대와의 연동을 담당하는 정보조정센터(Information Coordination Central, ICC)를 운용한다. ICC는 여러 포대의 교전 상황을 종합적으로 관리하고 외부 네트워크와 연동하여 광역 방공 작전을 지원한다.

미사일 재장전은 후면에 하이압(Hiab) 크레인이 장착된 M985 HEMTT 트럭을 사용한다. 이 차량은 유도미사일 운반차량(Guided Missile Transporter, GMT)으로 불리며, 발사대에서 사용 완료된 미사일 캐니스터를 제거하고 새로운 캐니스터를 장착하는 역할을 한다. 크레인이 수납되지 않았을 때 차량 높이가 매우 높아져 "전갈 꼬리(Scorpion Tail)"라는 별명으로 불리기도 한다.

미 육군의 패트리어트 대대는 통상 지휘소 운용중대, 정비보급중대, 그리고 4~6개의 발사 중대(포대)로 구성된다. 1개 포대는 사격통제부와 5~8기의 발사대, 그리고 지원 차량들로 이루어진다. 교전 시 인원이 직접 탑승하는 것은 ECS뿐이며, 레이더나 발사대 등은 ECS에서 원격으로 조작된다. 시스템 구성 요소들은 유선(광섬유) 및 무선(UHF, VHF) 통신을 통해 유기적으로 연동된다.

3. 1. AN/MPQ-53, -65, -65A 레이더

AN/MPQ-53 레이더 세트. 위상배열 레이더 주요 부분은 5천 개 이상의 소자로 이루어져 있다. 항공자위대 사진


AN/MPQ-53 레이더 세트 상세 사진


AN/MPQ-65A AESA 레이더 세트 시제품


패트리어트 시스템의 레이더 장치(Radar Set, RS)는 AN/MPQ-53 또는 AN/MPQ-65 형식을 사용한다. 이 레이더들은 수동 전자 주사 배열(PESA) 방식으로 작동하며, IFF(피아식별), ECCM(전자 방해 대응), TVM(Track-Via-Missile) 유도 기능을 갖추고 있다. 하나의 레이더 장치로 탐색, 식별, 추적, 교전 유도까지 모든 과정을 수행하는 '탐지-살상(detect-to-kill)' 시스템이라는 점이 특징이다. 이는 여러 종류의 레이더가 필요한 다른 지대공 미사일 시스템과 구별되는 점이다.

AN/MPQ-53은 초기 PAC-2 체계에서 사용되었고, AN/MPQ-65는 이후 PAC-2 및 PAC-3 체계를 지원하도록 개량되었다. 두 레이더의 주요 차이점은 AN/MPQ-65에 두 번째 진행파관(TWT)이 추가되어 탐색, 탐지, 추적 능력이 향상되었다는 점이다. 레이더 안테나 배열은 5,000개 이상의 소자로 구성되어 있으며, 초당 여러 번 레이더 빔 방향을 바꾸어 목표를 탐지하고 추적한다. 안테나에는 IFF 질문기, TVM 배열, 그리고 재밍 등 외부 간섭 영향을 줄이기 위한 측엽 제거기(Sidelobe Canceller, SLC)가 포함되어 있다.

패트리어트의 평면 위상 배열 레이더는 빔 폭이 좁고 민첩하게 움직여, 탄도 미사일처럼 작고 빠르거나 스텔스기, 순항 미사일처럼 레이더 반사 단면적(RCS)이 낮은 표적도 탐지할 수 있다. 또한, C 밴드 주파수를 사용하며 이를 빠르게 변경하는 능력 덕분에 전자전 대응책에도 강한 면모를 보인다. 다만, 레이더 탐지 범위에 사각지대가 존재할 수 있다는 단점도 지적된다.[4] 탐지 범위는 안테나 면으로부터 120도이며, 항공기는 170km, 탄도 미사일은 100km 거리에서 탐지할 수 있고, 동시에 125개의 목표를 추적할 수 있다고 알려져 있다. 레이더 작동 중에는 인체 보호를 위해 무인으로 운용되며, 전방 120m 이내 출입이 금지된다.
AN/MPQ-65A (AESA 업그레이드)2017년부터 미 육군은 기존 PESA 방식의 AN/MPQ-65 레이더를 능동 전자 주사 배열(AESA) 방식으로 업그레이드한 AN/MPQ-65A를 도입하기 시작했다.[11][12] 이 업그레이드의 핵심은 질화 갈륨(GaN) 기반의 반도체 소자를 사용한 것이다. GaN AESA 레이더는 기존 레이더보다 탐지 거리가 길고 표적 식별 능력이 뛰어나며, 유지보수 비용도 최대 50% 절감되는 효과가 있다.[15]

새로운 레이더는 약 2.74m x 약 3.96m 크기의 주 배열과 그보다 작은 크기의 후면 패널 배열 2개로 구성된다. 주 배열은 정면의 주요 위협 방향을 감시하고, 후면 배열들이 측면과 후방을 담당하여 360도 전방위 탐지가 가능해졌다.[13][14] 이는 기존 레이더가 전방 120도만 탐지 가능했던 것과 비교해 큰 개선점이다. GaN AESA 기술은 다수의 작은 송수신 모듈이 각각 독립적으로 작동하므로, 일부 모듈이 고장 나도 전체 시스템 작동에 미치는 영향이 적어 신뢰성도 향상되었다.[7]
대한민국 공군의 도입대한민국 공군은 기존에 운용하던 패트리어트 PAC-2 시스템을 개량하는 사업을 진행했다. 2010년 레이시온은 PAC-3/Configuration 3(Conf.3)로의 업그레이드를 제안했는데, 이 업그레이드의 핵심 중 하나가 기존 AN/MPQ-53 레이더를 AN/MPQ-65 레이더로 교체하는 것이었다. AN/MPQ-65 레이더는 PAC-3 에린트 미사일 운용 능력을 제공한다.

2015년 2월, 한국 정부는 약 1.6조원 규모의 PAC-3/Conf.3 성능 개량 사업을 승인했으며, 이 사업에는 8개 포대의 AN/MPQ-65 레이더 도입(약 8000억원)과 PAC-3 에린트 미사일 134발 구매(약 5000억원)가 포함되었다. 사업은 2020년 12월, 예정보다 약 1년 빠르게 완료되어 한국군의 탄도 미사일 방어 능력이 향상되었다.
주요 제원 비교

구분AN/MPQ-53AN/MPQ-65LTAMDS (차세대)
유형PESAPESAAESA
주파수C 밴드C 밴드C 밴드
반도체--질화 갈륨(GaN)
탐지거리 (탄도미사일 기준 추정)68km100km100km 이상 (향상)
탐지방향120도120도360도


  • '''참고:''' LTAMDS는 AN/MPQ-65A 이후 미 육군이 채택한 차세대 패트리어트 레이더이다. 표의 탐지 거리는 일반적인 참고 수치이며 실제 운용 환경에 따라 달라질 수 있다. AN/MPQ-65A의 경우, GaN AESA 기술 적용으로 탐지 거리 및 능력이 AN/MPQ-65보다 향상되었다.

3. 2. AN/MSQ-104, -132 교전 통제소 (ECS)

일본 자위대 패트리엇 부대의 AN/MSQ-132 ECS 차량


교전 통제소(Engagement Control Station, '''ECS''')는 패트리엇 발사 포대의 중추 신경 역할을 하는 장비이다. 형식 명칭은 Config.2 형태 이전에는 AN/MSQ-104, Config.3 형태 이후에는 AN/MSQ-132이다. 대당 비용은 약 600만달러이다.[17]

ECS는 M927 5톤 화물트럭 또는 경중형 전술차량(LMTV) 화물트럭 적재함에 탑재된 방호시설 형태로 운용된다. 일본 항공자위대는 73식 대형트럭을 개조한 차량을 사용한다. 이 방호시설은 에어컨이 설치되어 있고, 화학/생물학 공격에 대비해 가압되며, 전자기 펄스(EMP)나 기타 전자기 간섭으로부터 내부 장비를 보호하기 위해 차폐되어 있다. 음성 통신을 위해 여러 대의 SINCGARS 무전기도 포함한다.

ECS는 패트리엇 시스템의 유일한 유인 차량으로, 고사령관, 조작원, 전자정비원 등 3명이 탑승하여 운용한다. 레이더 장치(RS)에서 얻은 정보를 바탕으로 표적을 탐색, 추적, 식별하고 요격 미사일 발사를 통제한다. 교전 모드는 전자동, 반자동, 수동 중에서 선택할 수 있다.

ECS의 주요 내부 구성 요소는 다음과 같다.

  • 무기 통제 컴퓨터(Weapon Control Computer, WCC): 패트리엇 시스템의 메인 컴퓨터로, 운용자 인터페이스 제어, 미사일 요격 알고리즘 계산, 제한적인 오류 진단 기능을 수행한다. 초기 모델은 고정 및 부동 소수점 기능을 갖춘 24비트 병렬 군사용 컴퓨터로, 최대 클럭 속도 6MHz의 다중 프로세서 구성이었다. 처리 능력이 현대 개인용 컴퓨터에 비해 매우 제한적이어서 여러 차례 업그레이드되었으며, 2013년에 배치된 최신형(Enhanced Weapons Control Computer, EWCC)은 성능이 몇 배 향상되었다.
  • 데이터 링크 단말기(Data Link Terminal, DLT): ECS와 발사대를 연결하는 장치이다. SINCGARS 무전기나 광섬유 케이블을 통해 암호화된 데이터를 주고받는다. 이를 통해 운용자는 원격으로 발사대를 배치, 조준, 수납하고 진단을 수행하며 미사일을 발사할 수 있다. Config.3 이후에는 성능이 향상된 DLU(Data Link Terminal Upgrade)가 사용된다.
  • 초고주파(UHF) 통신 장비: 3개의 UHF 무전기 "스택"과 관련 패칭 및 암호화 장비로 구성된다. OE-349 안테나 마스트 그룹의 안테나와 연결되어 다른 패트리엇 포대 및 정보조정센터(ICC)와 UHF 통신망을 구축한다. 이를 통해 PADIL(Patriot Data Information Link)이라는 안전한 실시간 데이터 네트워크가 형성되어 ICC가 하위 포대의 제어를 중앙 집중화할 수 있게 한다. Config.3 이후에는 신형 UHF DDL(Digital Data Link)이 사용된다.
  • 라우팅 로직 무선 인터페이스 장치(Routing Logic Radio Interface Unit, RLRIU): ECS로 들어오는 모든 데이터의 기본 라우터 역할을 한다. 발사 포대에 대대 데이터 네트워크 주소를 할당하고 대대 전체의 데이터 송수신을 관리한다. 또한 WCC와 DLT 간의 데이터를 변환하여 발사대와의 통신을 원활하게 한다. Config.3 이후에는 성능이 향상된 RLRIU-U(Routing Logic Radio Interface Unit Upgrade)가 사용된다.
  • 운용자 스테이션(Man Station, MS): 패트리엇 운용자가 시스템과 상호작용하는 인터페이스이다. 초기 모델은 Manstation 1과 3(MS1, MS3)으로 불렸으며, 다양한 스위치 표시등으로 둘러싸인 단색(녹색과 검정색) 화면, QWERTY 키보드, 등각 스틱(PC 마우스와 유사한 기능을 하는 작은 조이스틱)으로 구성되었다. 최신 업그레이드에서는 단색 화면과 물리적 스위치가 두 개의 약 76.20cm 터치스크린 LCD와 표준 키보드/마우스로 대체되었다. Config.3 이후에는 신형 통신 다중화 장치인 IDOCS(Integrated Digital Operator Control Station)가 도입되었다.


운용자 스테이션(PDB 7 이전)


ECS 1대는 최대 16대의 발사기를 연결할 수 있으며, 동시에 8대를 제어할 수 있다. 발사기와의 통신은 초단파(VHF) 무선 또는 광섬유를 이용하고, 레이더 장치(RS)와는 유선으로 연결된다.

PAC-3 Config.3 형태로 업그레이드되면서 ECS에는 신형 RLRIU-U, IDOCS 외에도 통신 능력 향상(Remote Launch, Communication Enhanced Upgrade, RL/CEU) 기능이 추가되었다. 이를 통해 발사기를 ECS로부터 더 멀리(원격 발사 기능) 설치할 수 있게 되어 탄도 미사일 방어 범위가 향상되었다.

3. 3. OE-349 안테나 마스트 그룹 (AMG)

OE-349/MRC 안테나 마스트 그룹


OE-349 안테나 마스트 그룹(Antenna Mast Group, AMG)은 패트리엇 미사일 시스템의 주요 구성 요소 중 하나로, 교전통제소(ECS), 정보조정센터(ICC) 등 다른 장비들과의 UHF 통신을 담당한다. 형식 명칭은 OE-349/MRC이다.

AMG는 M927 5톤 카고 트럭에 탑재되어 이동하며, 원격으로 조종되는 마스트 위에 4kW 출력의 안테나 4개가 두 쌍으로 설치되어 있다. 이 마스트는 최대 30.76m 높이까지 펼칠 수 있으며, 안테나는 방위각 조절이 가능하다. 안정적인 통신을 위해 설치 시 차량의 기울기는 좌우(roll) 0.5도, 전후(cross-roll) 10도를 넘지 않아야 한다. 각 안테나 쌍의 하단에는 안테나와 동일한 쉘터 내에 위치한 무전기와 연결된 고출력 증폭기 2개가 장착되어 있다.

ECS와 ICC는 AMG의 안테나를 통해 UHF 신호를 송수신하여 PADIL(Patriot Data Information Link) 네트워크를 구축한다. 안테나의 "피드혼(feedhorn)"을 조정하여 신호의 극성을 수직 또는 수평으로 변경할 수 있는데, 이는 지형 장애물 등으로 인해 통신이 어려울 경우 신호가 목표 지점까지 도달할 확률을 높여준다. ECS, ICC, CRG(Communication Relay Group) 등은 자체적으로 UHF 통신 기능이 없기 때문에, AMG를 일종의 외부 안테나로 연결하여 사용해야 한다.

3. 4. EPP-III 발전기

EPP-III 디젤-전기 발전 설비(EPP, Electric Power Plant)는 패트리어트 시스템의 교전통제소(ECS)와 레이더 장치(RS)의 주 전력원이다.[1][2] 형식 명칭은 AN/MSQ-24 또는 AN/MJQ-20이다.[3]

EPP는 전력 분배 장치를 통해 서로 연결된 150 kW급 디젤 엔진 발전기 2기로 구성되어 있다.[1][3] 각 발전기는 400 Hz, 3상 전력을 생산한다.[1] 이 발전기들은 트레일러에 탑재되거나 개조된 M977 HEMTT 트럭에 장착된다.[1][3] M977 HEMTT 탑재형의 경우, 과열 방지를 위해 두 발전기를 교대로 운전한다.[3]

일본 항공자위대의 EPP-III 전력발전차량


각 EPP에는 380L 용량의 연료 탱크 2개와 접지 장비가 포함된 연료 분배 장치가 있다.[1][3] 연료 탱크를 가득 채우면 각 디젤 엔진은 8시간 이상 작동할 수 있다.[1][3] EPP는 발전기 옆에 있는 케이블 릴에 감긴 케이블을 통해 레이더(RS)와 교전통제소(ECS)에 직접 전력을 공급한다.[1][3] 또한, ECS를 통해 연결된 케이블을 이용하여 안테나 마스트 그룹(AMG)에도 전력을 공급한다.[1][3]

일본 항공자위대에서 운용하는 패트리어트 시스템의 EPP는 일본에서 자체 개발한 가스터빈 발전 장치로 개량되었다.[3]

3. 5. M901/902/903 발사대

M901(PAC-2) 및 M902(PAC-3) 발사대


패트리어트 미사일은 발사대(Launching Station, '''LS''')에서 운반 및 발사된다. 주요 발사대 모델은 M901, M902, M903 세 가지가 있다.

  • M901 발사대: PAC-2 계열 미사일(STD탄, PAC-2탄, SOJC탄, GEM탄 중 선택)을 최대 4발 탑재할 수 있다. 제식 명칭은 M901이다.
  • M902 발사대: PAC-3 미사일을 최대 16발 탑재할 수 있다. PAC-2 계열 미사일도 탑재 가능하지만, PAC-3탄과 혼용할 수는 없다.
  • M903 발사대: PAC-2 계열, PAC-3, PAC-3 MSE, SkyCeptor 미사일을 다양한 조합으로 탑재할 수 있도록 구성될 수 있다.


발사대 제원
발사대탑재 가능 미사일최대 탑재 수량
M901PAC-2 계열 (STD탄, PAC-2탄, SOJC탄, GEM탄 중 선택)4발
M902PAC-3 (PAC-2 계열도 탑재 가능하나 혼용 불가)16발 (PAC-3 기준)
M903PAC-2 계열, PAC-3, PAC-3 MSE, SkyCeptor 등 혼합 가능조합에 따라 다름



M90x 발사대는 원격 조작이 가능한 독립형 장치이며, 교전통제소(ECS)와는 광섬유 또는 VHF(SINCGARS) 데이터 링크를 통해 연결되어 제어된다. 각 발사대는 15kW, 400Hz 발전기를 탑재하여 자체적으로 전력을 공급받는다. 발사대는 M860 세미 트레일러에 장착되며, 오슈코시 M983 HEMTT 트럭으로 견인되어 높은 이동성을 가진다.

내장된 수평 조정 장비를 통해 최대 10도 경사면에 설치할 수 있다. 발사대는 방위각 조정이 가능하며, 고정된 발사 위치까지 상승한다. 발사 전 정밀 조준이 필요 없어 시스템 반응 시간이 단축된다. 각 발사대는 데이터 링크를 통해 ECS에 상세 진단 정보를 제공할 수 있다.

발사대는 다음과 같은 네 가지 주요 하위 시스템으로 구성된다.


  • 발사대 발전기 세트: 발사대에 전력을 공급하는 15kW, 400Hz 발전기.
  • 발사대 전자 모듈(Launcher Electronics Module, LEM): ECS로부터 데이터 링크를 통해 수신된 명령을 실시간으로 실행하여 발사대 작동을 제어한다. PAC-3 미사일 운용을 위해 성능이 향상된 ELES(Enhanced Launcher Electronics System)로 교체된다.
  • 발사대 기계 조립체(Launcher Mechanics Assembly, LMA): 발사대 플랫폼과 미사일을 물리적으로 설치하고 회전시키는 역할을 한다.
  • 발사대 상호 연결 그룹(Launcher Interconnection Group, LIG): 발사 미사일 분배기(LMRD)를 통해 미사일 자체를 발사대에 연결한다. PAC-3 운용 시, PAC-3 미사일 4발이 장착된 캐니스터를 전기적으로 연결하기 위한 유도탄 케이블(GM 케이블)이 추가된다.


미사일 재장전은 후면에 하이압(Hiab) 크레인이 장착된 M985 HEMTT 트럭을 이용해 수행된다. 유도미사일 운반차량(Guided Missile Transporter, GMT)으로 알려진 이 트럭은 발사대에서 사용한 미사일 캐니스터를 제거하고 새것으로 교체하는 역할을 한다. 크레인이 수납되지 않은 상태에서는 HEMTT의 높이가 거의 두 배가 되기 때문에, 승무원들은 비공식적으로 이를 "전갈 꼬리(Scorpion Tail)"라고 부른다.

일반적으로 패트리엇 1개 중대는 5~8기의 발사대를 운용한다. 일본 항공자위대도 M901 발사대를 운용한다.

4. 미사일 종류

패트리어트 시스템은 초기에 단일 미사일 유형인 '''MIM-104A'''로 도입되었다. 이는 '스탠다드(Standard)' 미사일로 알려졌으며, 대탄도탄 능력 없이 순수한 대공 방어용으로 설계되었다. 사거리는 70km였고 속도는 마하 2를 초과했다. 이후 전자전 항공기를 탐지하고 파괴하기 위한 '''MIM-104B''' "대방해전파 장치(ASOJ, Anti-Stand-Off Jammer)"가 개발되었다. 이 미사일은 대 레이더 미사일처럼 지정된 영역에서 가장 강력한 전파 방출원을 찾아 추적하여 파괴하는 방식으로 운용된다.

1980년대 후반, 탄도 미사일 대응 능력을 강화하기 위해 패트리어트 고급 성능(PAC, Patriot Advanced Capability) 개량이 시작되었다. '''PAC-1'''은 주로 소프트웨어 개량으로, 레이더 탐색 각도를 거의 수직(89도)까지 높여 가파른 궤적으로 낙하하는 탄도 미사일 탐지 능력을 향상시켰다. 또한, 북한의 다연장 로켓 발사기와 같은 포병 로켓 위협에 대응하기 위한 기능도 추가되었으나, 이 기능은 현재 한국군 시스템에만 남아 있다.

본격적인 탄도 미사일 요격 능력 확보는 '''PAC-2''' 개량과 함께 이루어졌다. 이때 도입된 '''MIM-104C''' 미사일은 탄도 미사일 교전에 최적화되었다. 기존 미사일보다 훨씬 큰 파편(약 2g → 약 45g)을 사용하는 탄두와 고속 교전에 맞춰진 펄스 도플러 레이더 신관을 탑재했다. 교전 절차도 개선되어, 첫 번째 미사일 발사 후 짧은 시간 간격을 두고 두 번째 미사일을 발사하여 요격 성공률을 높였다. PAC-2 미사일은 길이 5.8m, 무게 약 900kg이며, 고체 연료 로켓으로 추진된다. PAC-2 시스템은 1990년 걸프 전쟁에 투입되어 최초로 실전에서 탄도 미사일 방어에 성공한 시스템으로 평가받았다.

PAC-2 계열 미사일은 '''TVM(Track Via Missile, 미사일 경유 추적)'''이라는 독특한 유도 방식을 사용한다. 지상의 레이더가 목표물에 유도 전파를 비추면, 미사일은 이 반사파를 수신하여 지상 통제소로 전송한다. 통제소는 이 정보를 바탕으로 계산된 유도 명령을 다시 미사일로 보내 목표물을 향하도록 유도한다. 이 방식은 전자 방해(ECM)에 대한 대응 능력이 뛰어나다.

PAC-2 미사일은 지속적으로 개량되어 '''GEM(Guidance Enhanced Missile, 유도 향상 미사일)''' 시리즈로 발전했다. '''MIM-104D'''로 지정된 초기 GEM 미사일은 더 빠른 근접 신관과 레이더 반사 단면적(RCS)이 작은 표적 탐지 능력을 높인 저잡음 추적기를 장착했다.[25] 이후 '''MIM-104E''' 계열인 '''GEM-T'''와 '''GEM-C'''가 개발되었다. GEM-T는 전술 탄도 미사일(Tactical Ballistic Missile) 대응 능력을 강화했고, GEM-C는 순항 미사일(Cruise Missile)과 같은 저고도, 저RCS 표적 대응 능력을 향상시켰다. 두 미사일 모두 완전히 새로운 노즈 섹션과 향상된 센서를 탑재했다. GEM+ 미사일은 2002년 11월에 실전 배치되었다.[27] 2018년에는 GEM-T의 유도 시스템에 질화갈륨(GaN) 기반 송수신기를 적용하여 성능을 더욱 높였다.[28] 독일, 루마니아, 스페인, 네덜란드 컨소시엄은 1,000기의 GEM-T 미사일을 주문했으며, 생산은 독일의 MBDA가 담당할 예정이다.[187]

PAC-3 미사일 발사대. 각 발사관에 4발의 미사일이 장착되어 있다.


하마마쓰 공군기지에 전시된 PAC-3 모형 미사일


PAC-3 미사일의 자세 제어 모터(ACM)


대탄도 미사일 방어 능력을 획기적으로 향상시킨 것은 '''PAC-3''' 업그레이드와 '''MIM-104F''' 미사일의 도입이다. 이 미사일은 전략방위구상(SDI)의 ERINT(Extended Range Interceptor) 미사일 기술을 기반으로 개발되었으며, 기존 패트리어트 미사일과는 설계 개념이 다르다.[29]

PAC-3 미사일은 PAC-2보다 훨씬 작고 가벼워져, 기존 미사일 1발이 들어가는 발사관에 4발을 탑재할 수 있다 (발사대당 최대 16발). 가장 큰 특징은 히트 투 킬(Hit-to-Kill) 방식으로, 미사일 자체를 목표 탄도 미사일에 직접 충돌시켜 운동 에너지로 파괴한다. 이를 위해 미사일 전방에 장착된 180개의 소형 로켓 모터인 '''ACM(Attitude Control Motors, 자세 제어 모터)'''을 이용해 고고도에서 정밀한 기동이 가능하다.[29][30]

또한, PAC-3 미사일은 자체적으로 Ka 대역 능동 레이더 시커를 탑재하여 종말 유도 단계에서 스스로 목표를 탐지하고 추적한다. 이는 TVM 방식보다 더 빠른 반응 속도를 제공하여 고속의 탄도 미사일 요격에 유리하다. 탄도 미사일 요격 시에는 직접 충돌 방식을 사용하지만, 항공기나 순항 미사일 등 대기권 내 표적을 요격할 때는 '''치명도 향상 장치(Lethality Enhancer)'''라는 소형 폭발 탄두를 사용한다. 이는 직격 직전에 24개의 저속 텅스텐 파편을 방사형으로 방출하여 살상 반경을 넓히는 역할을 한다.[29] PAC-3 미사일은 비용 절감 개선 사항이 통합된 PAC-3 CRI(Cost Reduction Initiative) 형태로 생산되었다.[31][32] PAC-2는 최대 20km 고도의 표적을 요격할 수 있는 반면, PAC-3은 최대 40km 고도에서 들어오는 미사일을 파괴할 수 있다.[35]

MEADS 발사대에서 발사되는 패트리엇 PAC-3 MSE 미사일


2개의 PAC-3(녹색) 및 4개의 PAC-3 MSE 미사일 컨테이너가 장착된 M903 LS


PAC-3 미사일의 성능 향상형인 '''PAC-3 MSE(Missile Segment Enhancement)'''는 더 강력한 이중 펄스 로켓 모터와 더 큰 날개를 장착하여 기동성과 사거리를 최대 50%까지 향상시켰다.[37][38] 이 미사일은 장거리 전술탄도미사일 요격이 가능하다.[44] 미국 육군은 2015년 10월 첫 PAC-3 MSE 미사일을 인수했으며,[45] 2016년 8월 초기 작전 능력(IOC)을 선언했다. PAC-3 MSE 미사일은 대형화되어 발사대당 최대 탑재 수량은 12발이다. 새로운 M903 발사대는 모듈식 설계를 채택하여 PAC-2, PAC-3, PAC-3 MSE 미사일을 다양한 조합으로 탑재할 수 있다.[46][47][48][49][50] 2023년 12월 기준, 패트리엇 요격 미사일 생산량은 연간 550발이며, 2024년에는 650발로 증가할 예정이다.[51] 록히드 마틴은 PAC-3 MSE 미사일을 이지스 시스템의 Mk 41 VLS와 통합하는 작업을 진행 중이다.[52][187][53]

2013년, 레이시온과 라파엘 첨단 방어 시스템은 이스라엘의 다윗의 돌팔매 시스템에 사용되는 스터너(Stunner) 요격 미사일을 패트리엇 시스템에 통합하는 '''PAAC-4(Patriot Advanced Affordable Capability-4)''' 계획을 발표했다. 스터너 미사일의 파생형인 '''스카이셉터(SkyCeptor)'''는 PAC-3 미사일보다 저렴한 비용으로 유사하거나 향상된 성능을 제공할 것으로 기대되었다.[54] 폴란드가 도입을 검토했으나[55][56] 최종적으로는 CAMM 계열 미사일을 선택했다.[57] 루마니아는 2026년까지 스카이셉터 미사일을 현지 생산할 예정이다.[58]

미사일 종류별 주요 제원 비교[20][21][22][263]
구분MIM-104A (Standard)MIM-104C/D/E (PAC-2/GEM)MIM-104F (PAC-3)MIM-104F (PAC-3 MSE)스카이셉터 (PAAC-4)
길이5.3m5.3m ~ 5.8m5.2m5.3m (추정)4.95m (부스터 포함, 추정)
직경410mm410mm255mm290mm (추정)230mm (미사일, 추정)
305mm (부스터, 추정)
중량907.2kg900kg (추정)315kg불명불명
유도 방식TVM (반능동 레이더 유도)능동 레이더 유도이중 모드 (적외선 유도 및 능동 레이더 유도)
탄두파편 고폭탄 (MIM-104A: 91kg, PAC-2: 84kg)직격 파괴(Hit-to-Kill) (+ 치명도 향상 장치)
최대 속도마하 3.5 (1190m/s)마하 3.5 (1190m/s)불명불명마하 5.5 (1887m/s, 추정)
최대 요격 고도18.3km (추정)32km (추정)항공기: 24km (추정)
탄도 미사일: 20km (추정)		36km50km (추정)
최대 요격 사거리105km (추정)160km (추정)항공기: 80km (추정)
탄도 미사일: 40km (추정)		항공기: 120km (추정)
탄도 미사일: 60km (추정)		항공기: 180km (추정)
탄도 미사일: 75km (추정)


5. 한반도에서의 운용 및 평가

대한민국 공군은 노후화된 MIM-14 나이키 허큘리스 지대공 미사일을 대체하기 위해 2002년부터 장거리 지대공 미사일 도입 사업(SAM-X)을 추진했다.[311] 초기에는 미국 레이시온사의 최신형인 '''MIM-104F Patriot PAC-3''' 도입을 검토했으나, 레이시온이 제시한 3.4조원이라는 높은 가격과 IMF 외환위기 여파로 인한 국방 예산 감축으로 인해 도입이 무산되었다.[311]

이에 대안으로 2007년, 독일 공군이 군비 감축으로 인해 도태시켜 보관 중이던 중고 '''MIM-104C Patriot PAC-2''' 시스템 도입을 결정했다.[325][326][311] 총 1.05조원을 투입하여 2개 대대 규모(8개 포대, 발사대 48기)를 구매했으며, 레이시온사의 시스템 개량을 거쳐 2008년부터 실전 배치되었다.[311] 독일제 패트리어트는 자국 MAN사의 트럭에 발사대를 탑재하고 있으며, 통제 장비는 독일의 독자적인 암호화 체계를 적용하여 최대 6개 포대까지 통제가 가능하다. 또한, 30분 이내에 신속하게 철수 및 배치가 가능한 장점이 있다. 미국은 1개 포대에 발사 차량 8대를 운용하지만, 독일제는 6대를 운용한다.

도입된 PAC-2 시스템은 지속적인 성능 개량을 거쳤다. 2012년에는 7600억원을 들여 '''PAC-3/Configuration 2''' 사양으로 업그레이드했다. 이 개량은 기존의 PAC-2 ATM(Anti-Tactical Missile) 미사일을 PAC-2 GEM/T(Guidance Enhanced Missile/Tactical)로 성능을 향상시킨 것으로, 스커드나 노동 미사일과 같은 탄도 미사일 요격 능력이 대폭 강화되었다.

2015년 2월, 한국 정부는 추가적인 성능 개량 사업을 승인했다. 이는 2010년 미국 레이시온사가 PAC-3/Configuration 2 시스템의 부품 공급 중단 가능성을 언급하며 개량을 제안한 데 따른 것이다. 총 1.6조원 규모의 예산을 투입하여 2020년까지 기존 시스템을 '''PAC-3/Configuration 3''' 사양으로 개량하는 사업이 진행되었다. 이 개량의 핵심은 기존의 AN/MPQ-53 레이더를 탐지 능력이 향상된 AN/MPQ-65 레이더로 교체하는 것이며(8개 포대 레이더 교체 비용 약 8000억원), 이 레이더는 최신형 PAC-3 에린트(ERINT) 미사일 운용이 가능하다. 사업에는 PAC-3 에린트 미사일 134발 구매(약 5000억원)도 포함되었다.

PAC-3/Configuration 3 개량 사업은 기존 일정보다 약 1년 빠른 2020년 12월에 완료되었다. 방위사업청은 사업 완료 소식과 함께 2018년 3월 5일에 실시된 PAC-3 에린트 미사일의 국내 첫 실사격 훈련 사진을 공개하기도 했다. 이로써 한국 공군은 기존의 PAC-2 GEM/T 미사일과 새로 도입된 PAC-3 에린트 미사일을 함께 운용하며 탄도 미사일 방어 능력을 강화하게 되었다.

패트리어트 시스템은 명칭에 혼동이 있을 수 있는데, PAC-3/Configuration 1, 2, 3은 일반적으로 PAC-2로 불리는 900kg급 미사일(ATM, GEM/T 등)을 운용하는 시스템의 개량 단계를 의미한다. 반면, PAC-3 미사일은 320kg급의 신형 에린트(ERINT) 미사일을 지칭하며, 이는 PAC-3/Configuration 3 시스템에서 운용 가능하다.

'''대한민국 패트리어트 도입 및 개량 요약'''
구분연도내용비용 (추정)비고
도입 검토2002년~SAM-X 사업 시작, PAC-3 도입 검토3.4조원 (레이시온 제시) | IMF 외환위기 여파로 무산[311]
중고 도입2007년~2008년1.05조원[311] | 2008년부터 배치 시작[311]
1차 개량2012년PAC-3/Configuration 2 업그레이드 (PAC-2 GEM/T)7600억원 | 스커드/노동 미사일 요격 능력 향상
2차 개량2015년~2020년PAC-3/Configuration 3 업그레이드 (AN/MPQ-65 레이더 교체, PAC-3 에린트 미사일 134발 도입) | 1.6조원 | 2020년 12월 완료 (조기 완료), PAC-2 GEM/T와 PAC-3 에린트 혼용 운용


6. 결론 및 전망

2010년 6월, 미국 레이시온 사장단이 방한하여 2015년 이후 전 세계 패트리어트 시스템의 92%가 PAC-3/Configuration 3(Conf.3)로 전환될 예정이며, 기존 PAC-3/Configuration 2(Conf.2)의 부품 공급이 중단될 것이라고 설명하며 한국에 시스템 업그레이드를 요청했다. 패트리어트 시스템은 명칭에 혼동이 있는데, 일반적으로 PAC-2로 불리는 것은 PAC-3/Conf.1, 2, 3 체계이며, 이는 900kg급 미사일을 사용한다. 반면, 320kg급 에린트(ERINT) 미사일을 사용하는 체계는 보통 PAC-3로 불려 자주 혼동된다.

PAC-3/Conf.3 업그레이드의 핵심은 기존 AN/MPQ-53 레이다를 AN/MPQ-65 레이다로 교체하는 것이다. 8개 포대의 레이다 8대를 교체하는 데 약 8000억원이 소요된다. AN/MPQ-65 레이다는 에린트 미사일 운용 능력을 갖추고 있어, 보통 에린트 미사일도 함께 구매하게 되는데, 100여 발 구매에 약 5000억원이 든다. 2015년 2월, 한국 정부는 PAC-3/Conf.3 업그레이드를 최종 승인했다. 총 1.6조원을 투입하여 2020년까지 사업을 진행하며, 이 사업에는 에린트 미사일 134발 구매도 포함되었다. 개량 후에는 기존의 PAC-2 GEM/T 미사일과 새로 도입된 에린트 미사일을 함께 운용할 계획이다. 2020년 12월, 방위사업청은 PAC-3/Conf.3 개량 사업이 기존 일정보다 약 1년 빠르게 완료되었다고 발표했으며, 2018년 3월 5일에 실시된 PAC-3 에린트 미사일의 국내 첫 실사격 사진을 공개했다.

패트리어트 시스템의 성능 개선은 국제 기술 서비스 프로그램(IESP, International Engineering Services Program)을 통해 지속적으로 이루어지고 있으며, 이 프로그램에는 패트리어트 시스템을 운용하는 모든 국가가 참여한다. 2022년 기준으로 참여 국가는 미국, 네덜란드, 독일, 일본, 이스라엘, 사우디아라비아, 쿠웨이트, 대만, 그리스, 스페인, 대한민국, 아랍에미리트, 카타르, 루마니아, 스웨덴, 폴란드, 바레인, 스위스이다.[59]

시스템 소프트웨어는 지속적으로 업데이트되고 있다.


  • PDB 6 (2004년 출시): Configuration-3 시스템이 대레이더 미사일 탑재 항공기, 헬리콥터, 무인 항공기(UAV), 순항 미사일 등 다양한 종류의 표적을 식별할 수 있게 되었다.[60]
  • PDB 7 (2013년 출시): 디지털 신호 처리 기술을 도입하여 레이더 탐색 능력을 향상시키고 신뢰성을 높였으며, 작동 거리가 아날로그 회로 대비 30% 증가했다. 새로운 지휘 통제 컴퓨터는 처리 능력이 몇 배 향상되었고, 기존의 단색 CRT 모니터와 하드와이어 버튼은 두 개의 762mm(30인치) 컬러 터치스크린 LCD 모니터로 교체되었다.[61][62][63][64]
  • PDB 8 (2018년 출시): PAC-3 MSE 미사일 운용을 지원하도록 사격 통제 컴퓨터를 재설계하고, 처리 능력이 향상된 새로운 무기 통제 컴퓨터를 도입했다. 또한, 레이더 탐색 및 표적 탐지/식별 기능을 개선하여 아군 오인 사격 가능성을 줄였다.[66][67]
  • PDB 8.1 (2019년 테스트 시작, 2023년 운용 목표): 지형과 공역을 3D 그래픽으로 보여주는 개선된 게임 스타일의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)인 '전투원-기계 인터페이스'(WMI, Warfighter to Machine Interface)를 도입했다.[68][69][70][71][72]


미사일 자체도 개량되었다. 2015년 배치된 PAC-3 미사일 세그먼트 개선(MSE, Missile Segment Enhancement) 업그레이드는 새로운 핀 디자인과 더 강력한 로켓 엔진을 특징으로 한다.

레이더 시스템 역시 발전하고 있다. 2017년에는 AN/MPQ-65 레이더의 송신기를 기존의 진행파관(TWT) 방식에서 질화 갈륨(GaN) 기반의 능동 전자주사 배열(AESA) 방식으로 업그레이드했다. 이 새로운 레이더는 AN/MPQ-65A로 명명되었으며, 교체 가능한 볼트온 방식의 주 안테나 어레이와 360도 탐지 범위를 제공하는 두 개의 작은 후면 패널 어레이를 포함한다.[67]

미국 육군은 2018년부터 2023년까지 레이시온과 협력하여 시스템을 더욱 개선하는 현대화 작업을 진행 중이며, 이를 통해 Configuration-3+를 개발할 예정이다. 이 작업은 패트리어트 파트너 국가들의 자금 지원을 받아 진행되며, 총 계약 상한액이 23억달러가 넘는 5개의 연례 불확정 납기/불확정 수량(IDIQ) 계약으로 구성된다. 첫 주문은 2018년 1월에 2.35억달러 규모로 이루어졌다.[65]

향후 패트리어트 시스템은 통합 대공 및 미사일 방어 전투 지휘 시스템(IBCS, Integrated Air and Missile Defense Battle Command System)과 연동될 예정이며, 이를 위해 새로운 고스트아이(GhostEye) 레이더(이전 명칭 LTAMDS)가 도입될 것이다.[73][74] IBCS는 패트리어트의 기존 레이더(AN/MPQ-53, AN/MPQ-65/65A) 및 고스트아이 레이더뿐만 아니라, AN/MPQ-64 센티넬, AN/TPS-80 G/ATOR[75], 고스트아이 MR(NASAMS), MFCR 및 SR(MEADS), AN/SPY-1 및 AN/SPY-6(이지스 BMD), AN/TPY-2(THAAD 및 GMD), AN/APG-81(F-35 라이트닝 II) 레이더 등 다양한 센서 정보를 통합하고, 피아식별장치(IFF)의 모드 5 질문 기능과도 연동될 계획이다.[67]

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