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공대공 미사일

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목차

1. 개요

공대공 미사일은 항공기 간의 공중전을 위해 개발된 유도 미사일로, 제1차 세계 대전 중의 무유도 로켓에서 시작되었다. 2차 세계 대전 중 독일의 미사일 개발을 거쳐, 냉전 시대에 미국, 소련을 중심으로 기술 경쟁이 심화되었다. 현재는 레이다 유도 및 적외선 유도 방식을 주로 사용하며, 사거리, 유도 방식, 세대별로 다양한 종류가 존재한다. 주요 구성 요소는 탐색기, 유도 장치, 탄두, 모터, 제어 작동 장치로 구성되며, 현대 공중전에서 핵심적인 역할을 수행한다.

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공대공 미사일
개요
유형공대공 미사일
상세 정보
용도공중 목표물 요격

2. 역사

공대공 미사일은 제1차 세계 대전 동안 사용된 유도되지 않은 공대공 로켓에서 발전했다. 르 프리에 로켓은 때때로 복엽기의 버팀대에 부착되어 관측 기구를 상대로 전기적으로 발사되었으며, 앨버트 볼과 A. M. 월터스와 같은 초기 조종사들이 사용했다.[4] 연합군의 제공권에 직면한 제2차 세계 대전 중의 독일은 미사일 연구에 제한적인 노력을 투자했으며, 처음에는 유도되지 않은 21 cm 네벨베르퍼 42 보병 집중 로켓 시스템의 발사체를 1943년 공중 발사형 BR 21 대공 로켓으로 개조했다. 이는 R4M 유도되지 않은 로켓의 배치와 루어슈탈 X-4와 같은 유도 미사일 프로토타입의 개발로 이어졌다.

미국 해군과 미국 공군은 1956년부터 유도 미사일을 장착하기 시작하여, 미 공군의 AIM-4 팔콘과 미 해군의 AIM-7 스패로우, AIM-9 사이드와인더를 배치했다. 전후 연구를 통해 영국 공군은 1957년 페어리 파이어플래시를 실전 배치했지만, 그 결과는 성공적이지 못했다. 소련 공군은 1957년에 K-5를 실전 배치했다. 미사일 시스템이 계속 발전함에 따라 현대 공중전은 거의 전적으로 미사일 발사로 구성된다. 가시거리 밖 미사일 전투의 사용은 미국에서 매우 보편화되어 1960년대 초 F-4 변형 기종은 미사일만 장착했다. 베트남 전쟁 동안의 높은 사상자 비율은 미국이 기관포와 전통적인 공중전 전술을 다시 도입하게 했지만, 미사일은 공중전에서 주요 무기로 남아있다.

포클랜드 전쟁에서 영국 해리어 점프 제트는 AIM-9L 미사일을 사용하여 더 빠른 아르헨티나 상대를 격파할 수 있었다.[5] 20세기 후반부터 전방위 열추적 설계는 엔진의 열 신호가 가장 강한 후방뿐만 아니라 다양한 각도에서 목표물을 록온 할 수 있게 되었다. 다른 유형은 레이더 유도(온보드 또는 발사 항공기에 의해 "페인팅")에 의존한다.

2. 1. 초기 발전

공대공 미사일은 제1차 세계 대전 동안 사용된 무유도 공대공 로켓에서 발전했다. 르 프리에 로켓은 복엽기 버팀대에 부착되어 관측 기구를 공격하는 데 사용되었으며, 앨버트 볼과 같은 초기 조종사들이 사용했다.[4]

제2차 세계 대전 중의 독일은 연합군의 제공권에 맞서기 위해 미사일 연구에 투자했다. 초기에는 21 cm 네벨베르퍼 42 보병 로켓을 개조한 BR 21 대공 로켓을 사용했다. 이후 R4M 로켓과 같은 무유도 로켓과 루르스탈 X-4 (영국 왕립 공군 박물관 코스포드) 같은 유도 미사일 프로토타입을 개발했다.

공대공 미사일이 처음으로 실전에서 격추를 기록한 것은 1958년 9월 24일 제2차 대만 해협 위기 당시 금문마쭈 주변 대만 해협에서였다. 중화인민공화국(중국 인민해방군 공군)과 대만(중화민국 공군) 간의 교전에서, 대만 공군은 미국으로부터 제공받은 AIM-9B 사이드와인더를 장착한 F-86F 전투기[35]로 MiG-17F(또는 J-5) 11기를 격추했다.

2. 2. 냉전 시대

냉전 시대에 미국, 소련 등 강대국들은 공대공 미사일 개발 경쟁을 가속화했다.[4] 1956년, 미 해군과 공군은 AIM-4 팔콘, AIM-7 스패로우, AIM-9 사이드와인더를 배치하여 유도 미사일을 장착하기 시작했다.[4] 소련 공군은 1957년에 K-5 미사일을 실전 배치했다.[4]

미사일 시스템이 계속 발전함에 따라 현대 공중전은 거의 전적으로 미사일 발사로 구성되었다. 가시거리 밖 미사일 전투의 사용은 미국에서 매우 보편화되어 1960년대 초 F-4 변형 기종은 미사일만 장착했다. 베트남 전쟁 동안의 높은 사상자 비율은 미국이 기관포와 전통적인 공중전 전술을 다시 도입하게 했지만, 미사일은 공중전에서 주요 무기로 남아있다.[4]

포클랜드 전쟁에서 영국 해리어 점프 제트는 AIM-9L 미사일을 사용하여 더 빠른 아르헨티나 상대를 격파할 수 있었다.[5] 20세기 후반부터 전방위 열추적 설계는 엔진의 열 신호가 가장 강한 후방뿐만 아니라 다양한 각도에서 목표물을 록온 할 수 있게 되었다.

공대공 미사일이 처음으로 실전 발사되어 격추를 기록한 것은 제2차 대만 해협 위기 중인 1958년9월 24일금문마쭈 주변 대만 해협에서 중화인민공화국(중국 인민해방군 공군)과 대만(중화민국 공군) 간의 교전으로 여겨진다. 이 전투에서 대만 공군은 미국으로부터 제공받은 AIM-9B 사이드와인더를 장착한 F-86F전투기[35]로 인민해방군의 MiG-17F(또는 J-5)과 교전하여 11기를 격추했다.

2. 3. 현대

제2차 세계 대전 중의 독일은 연합군의 제공권에 맞서기 위해 R4M 무유도 로켓과 루어슈탈 X-4와 같은 유도 미사일 프로토타입을 개발했다.[4] 미국 해군과 미국 공군은 1956년부터 유도 미사일을 장착하기 시작했다.[4] AIM-4 팔콘, AIM-7 스패로우, AIM-9 사이드와인더등이 배치되었고, 영국 공군은 1957년 페어리 파이어플래시를 실전 배치했지만, 큰 성과를 거두진 못했다.[4] 소련 공군은 1957년에 K-5를 실전 배치했다.[4]

포클랜드 전쟁에서 영국 해리어 점프 제트는 AIM-9L 미사일을 사용하여 더 빠른 아르헨티나 상대를 격파했다.[5] 당시 아르헨티나군은 2세대 IRH 유도 시스템을 탑재한 R.550 매직을 사용하고 있었기 때문에 전방위 교전 능력을 갖추고 있지 않았다. AIM-9L은 86%라는 매우 높은 명중률을 기록했다.[5]

20세기 후반부터 전방위 열추적 설계는 엔진의 열 신호가 가장 강한 후방뿐만 아니라 다양한 각도에서 목표물을 록온 할 수 있게 되었다.[5] 1964년부터 운용을 시작한 영국의 레드톱도 제한적인 전방위 교전 능력을 갖추고 있었지만, 본격적인 전방위 교전이 가능한 공대공 미사일의 선구는 미국의 AIM-9L로, 이는 1978년부터 생산을 시작했다.[5] 소련에서도 1982년부터 운용을 시작한 R-60M으로 전방위 교전 능력을 획득했다.[5]

과거 IRH 유도 미사일은 목표 포착을 발사 전에 수행하는 방식(LOBL)이 주류였으나, 소련은 IRH 유도 시스템에 중간 지령 유도를 결합하여, 발사 후에 목표를 포착하는(LOAL) 방식의 오프 보어사이트 미사일 R-73을 1985년경 이미 개발했다. 서방에서도 이스라엘은 1990년대 초 파이톤 4를 배치하였으나, 북대서양 조약 기구 국가들의 대응은 늦어져 영국의 ASRAAM은 1998년, 미국의 AIM-9X는 2000년, 일본의 AAM-5는 2004년, 독일 등의 IRIS-T는 2005년부터 인도가 시작되었다.

3. 유도 방식

유도 미사일은 레이다나 적외선으로 목표물을 탐지하여 공격 침로를 따라 "유도(homing)"되는 방식으로 운용한다. 목표물은 미사일 탄두의 폭발로 파괴되거나 손상을 입게 된다. 유도 방식에는 크게 레이다 유도 방식과 적외선 유도 방식이 있다.

공대공 미사일의 유도 프로세스는 발사 전 목표 포착, 중간 유도, 종말 유도 방식에 따라 각각 분류할 수 있다.

; LOBL (Lock-On Before Launch, 발사 전 록온)

: 미사일 자체가 탑재한 시커가 목표를 포착한 후 미사일을 모기에서 발사하는 발사 형태를 가리킨다.

; LOAL (Lock-On After Launch, 발사 후 록온)

: 모기의 센서가 목표를 탐지하고 있지만, 미사일 탑재 시커가 목표를 포착하기 전에 발사하여, 그 후 비행 중에 이 시커가 목표를 탐지하여 추적을 시작하는(Lock-on) 것을 상정한 발사 형태를 가리킨다.

중간 유도는 "미사일이 발사된 후 미사일 탑재 시커가 목표를 포착(Lock-on)하기까지"의 중간 단계 유도이다. 관성 유도와 지령 유도가 있다.

종말 유도는 "미사일 탑재 시커가 목표를 포착(Lock-on)한 후"의 최종 단계 유도를 가리킨다. 종말 유도는 적외선 호밍(IRH), 세미 액티브 레이더 호밍(SARH), 액티브 레이더 호밍(ARH)의 세 종류가 있다.

==== 레이다 유도 ====

레이다 유도 방식은 보통 중거리 및 장거리 미사일에 사용된다. 이 방식은 크게 능동(Active)과 반능동(Semi-Active) 방식 두 가지가 있다.

능동(Active) 방식은 미사일 자체의 레이다를 이용해 목표를 유도하고 명중시키는 방식으로, 발사 후 망각(Fire-and-forget) 기능이 가능하다.

2009 MAKS 항공 쇼에서 공개된 Vympel R-77의 능동 레이다 탐색기 헤드


반능동(Semi-Active) 방식은 발사 모기의 레이다를 사용하여 미사일을 목표물에 유도하며, 목표물에 접근하면 미사일 자체 레이다를 이용하는 방식이다.

알래스카주 엘멘도프 공군 기지의 제90 전투 비행대대 소속 F-15E 전투기 2대가 훈련 임무 중 반능동 레이다 호밍 AIM-7M 미사일 2발을 발사하고 있다.


일반적으로 레이더 유도(SARH·ARH)가 적외선 유도 미사일보다 사거리가 더 긴데, 이는 전파가 적외선보다 대기권 내에서의 투과성이 높기 때문이다.

==== 적외선 유도 ====

적외선 유도(IR) 미사일은 항공기에서 발생하는 열을 추적하는 방식이다. 초기 적외선 감지기는 감도가 좋지 않아 항공기의 뜨거운 배기관만 추적할 수 있었다.

MAA-1 피라냐의 적외선 호밍 탐색기 헤드


HAL 테자스 전투기에서 발사되는 적외선 호밍 파이톤-5 AAM


그러나 현대의 적외선 유도 미사일은 엔진의 희미한 열 신호뿐만 아니라 공기 흐름의 마찰에 의해 데워진 항공기 동체의 열도 감지할 수 있다.

ASRAAM과 같은 21세기 초 미사일은 "이미징 적외선" 탐색기를 사용한다. 플레어와 같은 점 열원과 항공기를 구별할 수 있다. 조종사는 헬멧 장착형 조준 장치(HMS)를 사용하여 목표물을 보고 발사하여 다른 항공기를 목표로 할 수 있다.

일반적으로 레이더 유도(SARH·ARH)가 적외선 유도 미사일보다 사거리가 더 길다. 이는 전파가 적외선보다 대기권 내에서의 투과성이 높기 때문이다. 구 동구권에서는 표적의 회피를 어렵게 하여 명중 확률을 향상시키기 위해, 전파 유도와 적외선 유도의 2종 2발의 미사일을 동시에 발사하는 전법을 취했다.

2세대 이전의 IRH 유도 시스템을 탑재한 미사일은 목표의 제트 배기구가 직접 보이는 후방에서만 포착할 수 있었다. 그러나 2세대 IRH 유도 시스템에서는 중파장 적외선(MWIR) 대역의 감지가 가능해짐에 따라, 기체의 후방으로 배출되는 제트 배기(플룸)를 포착함으로써 측면에서도 포착이 가능해져 전방위 교전 능력(All-Aspect Capability, ALASCA)이 실현되었다.

1964년부터 운용을 시작한 영국의 레드톱도 제한적인 전방위 교전 능력을 갖추고 있었지만, 본격적인 전방위 교전이 가능한 공대공 미사일의 선구는 미국의 AIM-9L로, 1978년부터 생산을 시작했다. 소련에서도 1982년부터 운용을 시작한 R-60M으로 전방위 교전 능력을 획득했다. AIM-9L은 포클랜드 전쟁에서 영국 해군함대 항공대의 시 해리어 FRS.1에 탑재되어 실전에 투입되었고, 86%라는 매우 높은 명중률을 기록했다.

==== 기타 유도 방식 ====

전자 광학 영상 기술은 최근 미사일 유도 기술의 발전에 중요한 역할을 한다. 이스라엘의 파이톤 5는 광학 영상을 통해 목표 영역을 스캔하는 전자 광학 탐색기를 갖추고 있으며, 일단 목표물을 포착하면 미사일을 추적하여 파괴한다.[8]

대방사선 미사일 설계는 원래 방사선 신호를 발산하는 지대공 미사일(SAM) 기지를 공격하기 위해 개발되었으나, 최근 공대공 요격 무기로 전환되고 있다.[9]

수동 대방사선 미사일은 목표 항공기의 레이더 방사에 의존하기 때문에, 전투기에 사용될 경우 주로 전방 요격 기하학에 제한된다는 특징이 있다.[9] 빔펠 R-27과 브라조가 대표적인 예시이다.

3. 1. 레이다 유도

레이다 유도 방식은 보통 중거리 및 장거리 미사일에 사용된다. 이 방식은 크게 능동(Active)과 반능동(Semi-Active) 방식 두 가지가 있다.

능동(Active) 방식은 미사일 자체의 레이다를 이용해 목표를 유도하고 명중시키는 방식으로, 발사 후 망각(Fire-and-forget) 기능이 가능하다. 이러한 방식은 공격 항공기가 미사일 발사 후 다른 표적을 추격하거나 해당 지역을 벗어날 수 있게 한다. 2009 MAKS 항공 쇼에서 공개된 R-77의 능동 레이다 탐색기 헤드가 그 예시이다.

반능동(Semi-Active) 방식은 발사 모기의 레이다를 사용하여 미사일을 목표물에 유도하며, 목표물에 접근하면 미사일 자체 레이다를 이용하는 방식이다. 이 방식은 발사 항공기가 미사일이 요격할 때까지 표적에 대한 "락온"을 유지해야 하므로, 공격 항공기의 기동 능력을 제한하며 위협에 취약하게 만든다. 그러나 미사일이 가까워질수록 정확도가 증가하는 장점이 있다.

레이다 유도 미사일은 급기동, 채프 살포, 또는 전자전 장비를 사용하여 대응할 수 있다.

종말 유도는 "미사일 탑재 시커가 목표를 포착(Lock-on)한 후"의 최종 단계 유도를 가리킨다. 종말 유도는 적외선 호밍(IRH), 세미 액티브 레이더 호밍(SARH), 액티브 레이더 호밍(ARH)의 세 종류가 있다. 일반적으로 레이더 유도(SARH·ARH)가 적외선 유도 미사일보다 사거리가 더 긴데, 이는 전파가 적외선보다 대기권 내에서의 투과성이 높기 때문이다.

3. 2. 적외선 유도

적외선 유도(IR) 미사일은 항공기에서 발생하는 열을 추적하는 방식이다. 초기 적외선 감지기는 감도가 좋지 않아 항공기의 뜨거운 배기관만 추적할 수 있었다. 즉, 공격 항공기는 적외선 유도 미사일을 발사하기 전에 목표물 뒤쪽으로 기동해야 했다. 이는 미사일의 사거리를 제한하는 요소였다. 초기 적외선 탐색기는 구름이나 비에서는 사용할 수 없었고, 태양, 구름이나 지상 물체에서 반사된 태양, 또는 시야 내의 다른 "뜨거운" 물체에 의해 방해받을 수 있었다.

그러나 현대의 적외선 유도 미사일은 엔진의 희미한 열 신호뿐만 아니라 공기 흐름의 마찰에 의해 데워진 항공기 동체의 열도 감지할 수 있다. 더 큰 기동성과 결합하여 "전방위" 능력을 제공하며, 공격 항공기는 더 이상 발사하기 위해 목표물 뒤에 있을 필요가 없다. 목표물 뒤에서 발사하면 명중 확률이 높아지지만, 발사 항공기는 테일 체이스 교전에서 목표물에 더 가까이 있어야 하는 경우가 많다.

ASRAAM과 같은 21세기 초 미사일은 "이미징 적외선" 탐색기를 사용하여 목표물을 "본다". 플레어와 같은 점 열원과 항공기를 구별할 수 있다. 또한 매우 넓은 감지 각도를 특징으로 하므로 미사일이 목표물을 고정하기 위해 공격 항공기가 목표물을 정면으로 가리킬 필요가 없다. 조종사는 헬멧 장착형 조준 장치(HMS)를 사용하여 목표물을 보고 발사하여 다른 항공기를 목표로 할 수 있다. 이를 "보어사이트" 이탈 발사라고 한다.

항공기는 자신보다 더 뜨거운 플레어를 투하하여 적외선 미사일에 대응할 수 있으며, IR 미사일은 온도가 지정된 범위를 벗어나는 표적을 무시할 수 있도록 필터를 사용한다. 엔진 열을 정밀하게 모방하는 견인식 디코이와 적외선 재머도 사용할 수 있다. 현재는 적외선 유도 미사일의 유도 시스템을 속이거나 파괴할 수 있는 레이저 장치를 개발하고 있다.

일반적으로 레이더 유도(SARH·ARH)가 적외선 유도 미사일보다 사거리가 더 길다. 이는 전파가 적외선보다 대기권 내에서의 투과성이 높기 때문이다. 구 동구권에서는 표적의 회피를 어렵게 하여 명중 확률을 향상시키기 위해, 전파 유도와 적외선 유도의 2종 2발의 미사일을 동시에 발사하는 전법을 취했다.

2세대 이전의 IRH 유도 시스템을 탑재한 미사일은 목표의 제트 배기구가 직접 보이는 후방에서만 포착할 수 있었다. 그러나 2세대 IRH 유도 시스템에서는 중파장 적외선(MWIR) 대역의 감지가 가능해짐에 따라, 기체의 후방으로 배출되는 제트 배기(플룸)를 포착함으로써 측면에서도 포착이 가능해져 전방위 교전 능력(All-Aspect Capability, ALASCA)이 실현되었다.

1964년부터 운용을 시작한 영국의 레드톱도 제한적인 전방위 교전 능력을 갖추고 있었지만, 본격적인 전방위 교전이 가능한 공대공 미사일의 선구는 미국의 AIM-9L로, 1978년부터 생산을 시작했다. 소련에서도 1982년부터 운용을 시작한 R-60M으로 전방위 교전 능력을 획득했다. AIM-9L은 포클랜드 전쟁에서 영국 해군함대 항공대의 시 해리어 FRS.1에 탑재되어 실전에 투입되었고, 86%라는 매우 높은 명중률을 기록했다.

3. 3. 기타 유도 방식

전자 광학 영상 기술은 최근 미사일 유도 기술의 발전에 중요한 역할을 한다. 이스라엘의 파이톤 5는 광학 영상을 통해 목표 영역을 스캔하는 전자 광학 탐색기를 갖추고 있으며, 일단 목표물을 포착하면 미사일을 추적하여 파괴한다.[8] 전자 광학 탐색기는 조종석과 같은 항공기의 주요 부위를 목표로 하도록 프로그래밍할 수 있으며, 무인 항공기 및 순항 미사일과 같이 낮은 열을 내는 목표물에도 사용할 수 있다.[8] 그러나 구름은 전자 광학 센서의 작동을 방해할 수 있다는 단점이 있다.[8]

대방사선 미사일 설계는 원래 방사선 신호를 발산하는 지대공 미사일(SAM) 기지를 공격하기 위해 개발되었으나, 최근 공대공 요격 무기로 전환되고 있다. 이러한 발전은 공중 조기 경보 통제기(AEW&C)에 대한 대응책으로 여겨진다.[9]

수동 대방사선 미사일은 목표 항공기의 레이더 방사에 의존하기 때문에, 전투기에 사용될 경우 주로 전방 요격 기하학에 제한된다는 특징이 있다.[9] 빔펠 R-27과 브라조가 대표적인 예시이다.

수동 대방사선 호밍의 또 다른 측면은 "잼 추적" 모드인데, 이는 장착되었을 때 주 탐색기가 목표 항공기의 전자전에 의해 재밍되면 레이더 유도 미사일이 목표 항공기의 재머를 추적하도록 해준다.

4. 기술적 분류

4. 1. 세대별 분류 (단거리 미사일)

중국 PL-5 단거리 공대공 미사일


단거리 공대공 미사일은 적외선 탐색기 기술 발전에 따라 5세대로 분류된다.[10]

  • 1세대 미사일은 AIM-9 사이드와인더, K-13 (AA-2 아톨) 등이 있으며, 좁은 시야각(30도)의 적외선 탐색기를 사용하여 표적의 후방에서 공격해야 했다.[10]
  • 2세대 미사일은 냉각된 탐색기를 사용하여 감도와 시야를 개선하고, 기동 표적에 대한 명중률을 높였다. K-13 (미사일) 및 AIM-9의 고급 파생형인 '''K-13M''' ('''R-13M''') 또는 '''AIM-9D / G / H''' 등이 대표적이다.
  • 3세대 미사일은 전방위 공격 능력을 갖추고, 레이더를 사용하여 정보를 획득하는 능력이 향상되었다. R-60M, 파이톤 3 등이 이에 해당한다.
  • 4세대 미사일은 R-73(AA-11 아처)이 대표적이며, 헬멧 장착 조준기를 사용하여 표적을 조준할 수 있고, 초점면 배열을 사용하여 스캔 능력과 대(對) 채프 및 플레어 방어 능력을 향상시켰다. 일부는 추력 편향을 사용한다.[11]

독일 공군의 IRIS-T 공대공 미사일

  • 5세대 미사일은 영상 적외선(IIR) 탐색기를 사용하여 더 큰 적외선 대항책(IRCCM) 능력, 더 넓은 범위, 더 작고 낮은 비행 목표물을 식별할 수 있는 능력을 갖추었다. 5세대 단거리 미사일의 예는 다음과 같다.[10]
  • R-74M2 ("AA-11 아처") – 러시아
  • R-77T ("AA-12 애더") – 러시아
  • ASRAAM – 영국
  • AIM-9X 사이드와인더 – 미국
  • Python 5 – 이스라엘
  • AAM-5 – 일본
  • IRIS-T – 독일
  • PL-10 – 중국
  • A-Darter – 남아프리카 공화국 및 브라질
  • Merlin – 튀르키예

4. 2. 사거리별 분류

공대공 미사일은 운용상 '''시계 내 사거리'''와 '''시계 외 사거리'''로 분류할 수 있다.

시계 내 사거리(Within Visual Range, WVR)는 20해리(37km) 이내의 사거리에서 사용되며, 단거리 공대공 미사일(SR-AAM)과 거의 동의어이다. 소형·경량으로 운동성과 기민성이 뛰어나 항공 기관포와 함께 도그파이트(격투전)의 주된 무기로 운용된다. 대부분 적외선 유도 방식을 사용하며, 중간 유도가 필요 없고, 포착 거리도 짧기 때문에 비교적 간소한 화기 관제 시스템 (FCS)으로도 운용할 수 있다. 따라서 공대공 외의 임무에 종사하는 기체 (공격기·전투 폭격기 등)가 부차적·자위적 무장으로 휴대하는 경우도 많다.

시계 외 사거리(Beyond Visual Range, BVR)는 20해리 (37km) 이상 사거리에서 사용되며, 중·장거리 공대공 미사일 (MR-AAM, LR-AAM)이 이에 해당한다. 비교적 대중량이며, 운동성·기민성도 시계 내 사거리 미사일에 미치지 못하므로, 주로 원거리에서의 아웃 레인지 공격이나 시계 외에서의 공중 전투 기동의 주된 무기로 운용된다.

원거리에서 운용하기 때문에 중간 유도가 필요하며, 종말 유도가 요구되는 경우도 있어, 고성능 화기 관제 시스템 (FCS)이 필요하다. 이 때문에 탑재는 추력과 전원에 여유가 있고 질량과 함께 풍부한 전자 장비를 탑재하는 대형 요격기나 제공 전투기에 거의 한정되어 있었다. 다만 최근에는 기술의 진보로 BVR 미사일과 FCS 모두 소형·경량화가 진행되었고, 중·소형 전투기도 기존의 대형기에 뒤지지 않는 스펙을 얻게 되어 운용이 확대되고 있다.

5. 구성 요소

공대공 미사일은 일반적으로 단면을 줄여 고속 비행 시 저항을 최소화하기 위해 길고 얇은 원통형으로 제작된다. 미사일은 탐색기, 유도 장치, 탄두, 모터 및 제어 작동 장치의 5가지 주요 시스템으로 나뉜다.

가장 앞쪽에는 레이다 시스템, 레이다 호머 또는 적외선 감지기인 탐색기가 있다. 그 뒤에는 미사일을 제어하는 항공 전자 장치가 있다. 일반적으로 그 뒤, 미사일 중앙에는 폭발 시 파편을 형성하는 금속으로 둘러싸인 고성능 폭약 수 킬로그램으로 구성된 탄두가 있다.

2013 MAKS 에어쇼에서 전시된 수출명 RVV-BD를 사용하는 극초음속 장거리 BVR 미사일인 R-37M(스크램제트 엔진 사용).


날개 아래에 단거리 공대공 미사일인 Air-to-Air Stinger 2발을 장착한 T129 ATAK 헬리콥터. 이 헬리콥터에서 발사되는 미사일은 FIM-92 스팅어 MANPADS에서 개발되었다.


미사일의 뒷부분에는 일반적으로 어떤 종류의 로켓인 추진 시스템과 제어 작동 시스템(CAS)이 있다. 이중 추력 고체 연료 로켓이 일반적이지만, 일부 장거리 미사일은 범위를 연장하고 에너지 집약적인 최종 기동을 위해 연료를 절약하기 위해 "스로틀"할 수 있는 액체 연료 모터를 사용한다. MBDA 미티어와 같은 미사일은 사거리를 늘리기 위해 공기를 "호흡"한다([램제트] 사용, 제트 엔진과 유사). 현대 미사일은 "저연" 모터를 사용하는데, 초기 미사일은 짙은 연기 궤적을 생성하여 표적 항공기 승무원이 공격을 감지하고 회피 방법을 결정하는 데 도움이 되었다.

CAS는 일반적으로 유도 시스템의 입력을 받아 무기를 표적으로 유도하거나 조종하는 미사일 후미의 에어포일 또는 핀을 조작하는 전기 기계식 서보 제어 작동 시스템이다.

항공기 간의 공중전 등에서의 사용이 중심이 되며, 짧은 시간 안에 고속으로 가속할 수 있는 능력이 필요하므로 로켓엔진이 채택되었으며, 또한, 소형으로 다수 운용 시의 보수 작업과 비용도 고려되어 고체 연료 로켓이 많다. 최근에는 사거리를 늘리기 위해 로켓 엔진 외에 램제트 엔진을 장착한 것도 개발되고 있다. 자세 제어 날개로 비행 방향을 제어하는 것이 많지만, 추력 편향 방식을 채택한 것도 있다.

요즘에는 국가들이 스크램제트 엔진을 사용하여 극초음속 공대공 미사일(예: R-37 또는 AIM-260 JATM)을 개발하기 시작했는데, 이는 BVR 전투의 효율성을 높일 뿐만 아니라 표적 항공기의 생존 가능성을 거의 0으로 만든다.

6. 주요 공대공 미사일 목록 (한국의 관점)

한국은 주변 강대국들에 둘러싸여 있어, 이들 국가의 군사력 증강에 대한 지속적인 관심과 대응이 필요하다. 특히 공대공 미사일은 현대 공중전에서 핵심적인 역할을 수행하므로, 주변국들의 관련 기술 개발 동향을 주시하는 것은 매우 중요하다.

로켓 이름제조국제조 및 사용 기간무게탄두 중량탄두 종류사거리속도
PL-122007–180 kg??70–100 km마하 4
AAM-41999–220 kg?지향성 폭발 탄두100–120 km마하 4–5
K-100/2010–748 kg50 kgHE 파편 지향성 탄두200–400 km마하 3.3
R-73 Vympel1982–105 kg7.4 kg파편20–40 km마하 2.5
R-77 Vympel1994–175 kg22 kg폭발/파편80–160 km마하 4.5
R-271983–253 kg39 kg폭발/파편 또는 연속 로드40–170 km마하 4.5
R-331981–490 kg47.5 kgHE/파편 탄두120–220 km마하 4.5–6
R-371989–600 kg60 kgHE 파편 지향성 탄두150–398 km마하 6
R-401970–475 kg38–100 kg폭발 파편50–80 km마하 2.2–4.5
R-60 몰니야1974–43.5 kg3 kg확장 로드 탄두8 km마하 2.7
Raytheon AIM-120D AMRAAM2008152 kg18 kg폭발/파편>160 km마하 4
Raytheon AIM-120C AMRAAM1996152 kg18 kg폭발/파편>105 km마하 4
Raytheon AIM-120B AMRAAM1994–152 kg23 kg폭발/파편55–75 km마하 4
AIM-7 Sparrow1959–1982230 kg40 kg고폭탄 폭발-파편22–85 km마하 2.5–4
AIM-9 Sidewinder1956–86 kg9.4 kg환형 폭발 파편18 km마하 2.5
AIM-54 Phoenix1974–2004450–470 kg61 kg고폭탄190 km마하 5
더비1990–118 kg23 kg폭발/파편50 km마하 4
미티어 등2016–190 kg?폭발/파편200 km[34]마하 4+


  • 중국: PL-12는 중국의 대표적인 중거리 공대공 미사일로, 70-100km의 사거리를 가지며 마하 4의 속도를 낸다.[33] 중국은 이 외에도 다양한 종류의 공대공 미사일을 개발 및 배치하고 있다.
  • 일본: AAM-4는 일본이 자체 개발한 중거리 공대공 미사일로, 100-120km의 사거리와 마하 4-5의 속도를 자랑한다.
  • 러시아: 러시아는 R-73, R-77 등 다양한 종류의 공대공 미사일을 보유하고 있다. 특히, R-37은 최대 398km의 사거리를 가지는 장거리 공대공 미사일로, 마하 6의 속도를 낸다.
  • 미국: 미국은 AIM-9 사이드와인더, AIM-120 암람 등 세계적으로 널리 사용되는 공대공 미사일을 개발 및 생산하고 있다. 특히, AIM-120D 암람은 160km 이상의 사거리를 가지며, 마하 4의 속도로 비행한다.
  • 이스라엘: 이스라엘은 더비와 같은 공대공 미사일을 자체 개발하여 운용하고 있다.


이 외에도 프랑스의 미티어[34], 인도의 아스트라[33] 등 다양한 국가에서 공대공 미사일을 개발 및 운용하고 있다.

6. 1. 대한민국

6. 2. 미국

AIM-4 팰콘은 초기에는 레이다 유도 방식이었으나, 후기에는 적외선 유도 방식으로 변경되었다. AIM-7 스패로우는 중거리 세미 액티브 레이다 유도 방식 미사일이다. AIM-9 사이드와인더는 단거리 적외선 유도 방식 미사일이다. AIM-54 피닉스는 중거리 미사일로, 반능동 및 능동 레이다 유도 방식을 사용하며 2004년에 퇴역했다. AIM-120 암람은 중거리, 능동 레이다 유도 미사일로, AIM-7 스패로우를 대체했다. AIR-2 지니는 1.5에서 2Kt의 핵탄두를 탑재한 공대공 로켓으로, 1957년부터 1985년까지 운용되었다.

AIM-26 팰컨, AIM-47 팰컨, AIM-92 스팅어 (헬리콥터 발사)등이 개발되었다. AIM-174는 극초장거리, 능동 레이다 유도 미사일이며, AIM-260 JATM은 록히드 마틴에서 개발 중이다. AIM-160 CUDA/SACM[25][26][27][28][29], 보잉 LRAAM [30], LREW(장거리 교전 무기 프로그램), MAM(모듈형 첨단 미사일)[31], 레이시온 페레그린[32] (소형 중거리 능동 레이다 미사일) 등이 개발 중이다.

6. 3. 일본

일본은 자국산 공대공 미사일을 개발하여 운용하고 있다. AAM-1(69식 공대공 유도탄)은 일본이 최초로 국산화한 공대공 미사일로, 미국의 구형 AIM-9 사이드와인더와 유사하며 적외선 유도 방식을 사용한다. AAM-2는 1970년 F-4EJ 도입에 맞춰 개발되었으나, 미국의 AIM-9D가 채택되면서 채용되지 못했다.

AAM-3(90식 공대공 유도탄)은 AIM-9L의 후계기로 1990년에 채택된 항공자위대의 주력 단거리 공대공 미사일이다. AAM-4(99식 공대공 유도탄)는 AIM-7 스패로우를 대체하기 위해 개발된 최신예 중거리 공대공 미사일이다. AAM-5(04식 공대공 유도탄)는 AAM-3를 대체하기 위해 1991년부터 개발되어 2004년에 제식화된 최신예 단거리 공대공 미사일이다.

6. 4. 중국

중국은 소련과 프랑스, 이스라엘 등 다양한 국가의 미사일 기술을 도입하여 자체적인 공대공 미사일 개발 능력을 발전시켜 왔다. 초기에는 K-5 (미사일)(나토명 AA-1 '알칼리')와 K-13(나토명 AA-2 '아톨')과 같은 소련제 미사일을 라이선스 생산하거나 복제하는 방식으로 기술을 습득했다.

이후 PL-3, PL-5와 같이 자체적인 개량을 시도하고, 프랑스제 R550 매직과 이스라엘제 파이톤 3을 도입하여 PL-7, PL-8을 개발하며 기술력을 향상시켰다. PL-9 단거리 적외선 유도 미사일과 헬리콥터 탑재용 TY-90 경적외선 유도 미사일도 개발하였다.

PL-10, PL-11, PL-12 (SD-10), PL-15, PL-17, PL-21 등의 중장거리 공대공 미사일은 중국이 독자적인 기술력을 확보하고 있음을 보여준다. 특히, PL-12는 능동 레이다 유도 방식을 채택하여 성능을 향상시켰으며, PL-15는 장거리 요격 능력을 갖춘 것으로 알려져 있다. PL-17과 PL-21(개발 중)은 초장거리 요격능력을 갖춘것으로 알려져있다.

6. 5. 러시아

칼리닌그라드 K-5(나토명 '''AA-1 '알칼리'''')는 광선 유도 미사일이다. 빔펠 K-13(나토 명 '''AA-2 '아톨'''')은 단거리 적외선 유도 또는 반능동 레이다 유도(Semi Active Rader Homing, SARH) 미사일이다. 칼리닌그라드 K-8(나토 명 '''AA-3 '아나브'''')은 적외선 유도 또는 반능동 레이다 유도 미사일이다. 라두가 K-9(나토 명 '''AA-4 'Awl'''')은 적외선 유도 또는 반능동 레이다 유도 미사일이다. 비스노바트 R-4(나토 명 '''AA-5 '애쉬'''')는 적외선 유도 또는 반능동 레이다 유도 미사일이다. 비스노바트 R-40(나토 명 '''AA-6 '아크리드'''')은 장거리 적외선 유도 또는 반능동 레이다 유도 미사일이다. 빔펠 R-23(나토 명 '''AA-7 '아펙스'''')은 중거리 SARAH 또는 적외선 유도 미사일이다. 몰니야 R-60(나토 명 '''AA-8 '아피드'''')은 단거리 적외선 유도 미사일이다. 빔펠 R-33(나토 명 '''AA-9 '아모스'''')은 장거리 능동 레이다 유도 미사일이다. 빔펠 R-27(나토 명 '''AA-10 '알라모'''')은 중거리 적외선 유도 또는 반능동 레이다 유도 미사일이다. 빔펠 R-73(나토 명 '''AA-11 '아처'''')은 단거리 적외선 유도 방식 미사일이다. 빔펠 R-77(나토 명 '''AA-12 '애더'''')은 중거리 능동 레이다 유도 미사일이다. Vympel R-37(나토 명 '''AA-13 'Axehead'''')은 장거리 SARH 또는 능동 레이다 호밍 미사일이다. Novator KS-172 AAM-L은 극초장거리, 관성 항법 및 종말 능동 레이다 호밍 미사일이다.

6. 6. 이스라엘

라파엘의 파이톤 공대공 미사일 제품군 중 가장 최신 모델과 가장 오래된 모델 비교, 파이톤-5(앞쪽 아래)와 샤프리르-1(뒤쪽 위)


이스라엘은 자국산 공대공 미사일을 개발해왔다. 라파엘 샤프리르는 이스라엘 최초의 독자 모델 공대공 미사일이다. 라파엘 샤프리르 2는 샤프리르의 발전형이다. 라파엘 파이톤 3는 중거리 적외선 자동유도 미사일이다. 라파엘 파이톤 4도 중거리 적외선 자동유도 미사일이다. 파이톤 5 미사일은 파이톤4의 개량형으로 중거리 적외선 유도 미사일이다. 라파엘 더비 미사일은 "Alto"로도 알려져 있으며, 중거리이며 레이다 유도로 가시거리밖(BVR) 운용이 가능하다. I-더비 ER는 장거리 BVR 능동 레이더 유도 미사일이다. 이스라엘은 6세대 장거리 공대공 미사일인 스카이 스피어도 개발했다.

6. 7. 기타 국가

멕트론 MAA-1 피라냐는 단거리 적외선 미사일이며, 마트라 R550 매직은 미국의 AIM-9 사이드와인더와 비슷한 적외선 유도 미사일이다. 마트라 매직 II도 적외선 유도 미사일이며, 매직 슈퍼 530F/슈퍼 530D는 AIM-7 스패로우의 프랑스 판이다. MBDA 미카는 AIM-120 암람 미사일급의 중거리 공대공 미사일이다.

제2차 세계 대전 당시 개발된 R4M 로켓은 최초의 실용 공대공 로켓이었으나 유도 미사일은 아니었다. 루르스탈 X-4와 헨셀 Hs298은 제2차 세계 대전 당시 개발된 MCLOS 방식 유도 미사일이었으나, 실전 사용 예가 없다.

알레니아 애스피데는 AIM-7 스패로우를 이탈리아에서 라이선스 생산한 것이다. MBDA 메테르는 암람 미사일을 대체하는 능동 레이다 유도 방식의 중거리 미사일이다. IRIS-T는 AIM-9 사이드와인더 대체용 단거리 적외선 유도 미사일이다. 파이어플래쉬 공대공미사일은 단거리 빔 유도, 파이어스트리크 공대공미사일과 레드 탑 공대공미사일은 단거리 적외선 유도 방식이다. AIM-132 아스람 역시 단거리 적외선 유도 미사일이다. 스카이플래쉬 공대공미사일은 영국 공군 요격기들이 운용한 중거리 레이다 유도 미사일이다.

인도의 아스트라 미사일은 개발 중인 미사일이다. 브라질의 MAA-1A 피라냐와 MAA-1B 피라냐는 각각 단거리 및 적외선 유도 미사일이다. A-Darter는 남아프리카 공화국과 공동 개발한 단거리 적외선 유도 미사일이다. 벨벳 글러브는 단거리, 세미 액티브 레이더 유도 방식 미사일이다.

프랑스의 노르 AA.20과 AA.25는 전파 유도, 빔 라이딩 방식 미사일이다. R.510은 적외선 유도, R.511은 레이더 유도, 마트라 R.550 매직은 단거리, 적외선 유도 미사일이다. 마트라 매직 II는 적외선 유도, 마트라 R.530은 중거리, 적외선 또는 레이더 유도 미사일이다. 마트라 수퍼 530F/수퍼 530D는 중거리, 레이더 유도, 마트라 미스트랄은 적외선 유도 미사일이다. MBDA MICA는 중거리, 적외선 또는 능동 레이더 유도, MBDA 미티어는 장거리 능동 레이더 유도 미사일로, 라팔에 통합되었다.[16]

독일의 헨셸 Hs 298은 제2차 세계 대전 당시 설계된 MCLOS 방식 미사일로, 실전 투입되지 않았다. IRIS-T가 있으며, MBDA 미티어는 장거리, 능동 레이다 유도 미사일로, 유로파이터 타이푼에 장착 계약 대기 중이다.[17] 루어슈탈 X-4는 제2차 세계 대전 당시 설계된 최초의 실용적인 대공 미사일로, MCLOS 방식이며 실전 투입되지 않았다. 라인메탈-보르지히가 1941년에 개발한 RZ 65 미사일 프로젝트는 정확도가 낮아 전쟁 말기에 종료되었다.[18] 도르니에 바이퍼도 있다.

유로파이터 타이푼에 장착된 독일 공군의 IRIS-T 및 미티어 미사일


인도의 아스트라 Mk 1은 장거리 레이더 유도,[18][19] 아스트라 Mk 2는 장거리 레이더 유도, 아스트라 Mk 3는 장거리 레이더 유도, 아스트라 IR은 단거리 적외선 호밍 미사일이다. K-100 (미사일)은 관성 항법 및 능동 레이더 호밍 방식이며, 러시아와 공동 개발했다.

아스트라 BVRAAM이 인도 공군 Su-30MKI에서 발사됨


이란의 파터는 AIM-9 사이드와인더의 복제품,[20] 세질은 MIM-23 호크의 복제품으로 항공기 탑재용으로 개조되었다.[21] 파쿠르-90은 AIM-54 피닉스의 복제품이다.[22] 알 후무라비는 장거리 반능동 레이다 미사일이다.

이탈리아의 알레니아 아스피드는 AIM-7 스패로를 기반으로 한 AIM-7E의 복제품이다.

남아프리카 공화국의 A-다터는 단거리 적외선 유도 미사일로, 브라질과 공동 개발했다. V3 쿠크리는 단거리 적외선 유도, R-다터는 시야 밖 (BVR) 레이더 유도 미사일이다.

중국의 톈젠 1형(TC-1)과 톈젠 2형(TC-2)은 공대공 미사일이다.

튀르키예의 Bozdoğan (멀린)은 단거리 공대공 미사일 (WVRAAM, 시계 내 공대공 미사일), Gökdoğan (페레그린)은 BVRAAM (장거리 공대공 미사일, 가시거리 밖 공대공 미사일), Akdoğan (매사냥)은 Bayraktar Akıncı 및 TAI Aksungur와 같은 무인 항공기에 사용하기 위해 비용 효율적으로 설계된 '미니' 공대공 미사일이다. Gökhan은 램제트(Ramjet)를 장착할 것이 공식적으로 확인되었다.[23]

영국의 파이어플래시는 단거리 빔 라이딩, 파이어스트릭은 단거리 적외선 유도, 레드 탑은 단거리 적외선 유도, 테일도그/SRAAM은 단거리 적외선 유도 미사일이다. 스카이플래시는 AIM-7E2를 기반으로 한 중거리 레이더 유도 미사일로, 1~2초의 빠른 예열 시간을 가진다. AIM-132 ASRAAM은 단거리 적외선 유도, MBDA 미티어는 고체 연료 덕트 램제트 엔진을 장착한 장거리 능동형 레이더 유도 미사일이다.[17]

7. 결론

참조

[1] 웹사이트 ASRAAM https://www.mbda-sys[...] MBDS Systems 2024-11-17
[2] 웹사이트 AA-11 ARCHER R-73 https://www.globalse[...] Global Security 2020-02-03
[3] 웹사이트 RVV-MD https://roe.ru/eng/c[...] Rosoboronexport 2024-11-17
[4] 서적 Albert Ball VC
[5] 웹사이트 The History Channel https://web.archive.[...]
[6] 웹사이트 "Here's how Houthis were able to deploy R-27/R-60/R-73/R-77 Air-to-Air Missiles as SAMs against Saudi-led Coalition Aircraft" https://theaviationg[...] 2019-07-17
[7] 웹사이트 US air defense system delivery hopes to save Kiev https://asiatimes.co[...] 2022-07-09
[8] 웹사이트 Atmospheric Effects on Electro-optics http://www.fas.org/s[...] 2014-11-04
[9] 간행물 "The Russian Philosophy of BVR Air Combat" http://www.ausairpow[...] Airpower Australia 2009-08
[10] 학술지 Fourth Generation AAMs – The Rafael Python 4 http://www.ausairpow[...] 1997-04
[11] 학술지 Helmet Mounted Sights and Displays http://www.ausairpow[...] 1998-08
[12] 웹사이트 "Управляемая ракета малой дальности Р-73 | Ракетная техника" https://missilery.in[...]
[13] 웹사이트 УПРАВЛЯЕМАЯ РАКЕТА СРЕДНЕЙ ДАЛЬНОСТИ Р-77 http://worldweapon.r[...]
[14] 웹사이트 "Управляемая ракета средней дальности Р-77 (РВВ-АЕ) | Ракетная техника" https://missilery.in[...]
[15] 웹사이트 A-Darter Missile Certified by Brazil and South Africa https://www.ainonlin[...] 2021-11-29
[16] 웹사이트 Communiqué Premiers tirs METEOR effectués par les Rafale de l'armée de l'Air et de la Marine nationale https://www.defense.[...] 2019-08-14
[17] 웹사이트 First Tranche 3 Typhoon Readied For Flight http://aviationweek.[...] 2014-11-04
[18] 웹사이트 Allgemeine Luftkampfraketen https://web.archive.[...] 2014-11-04
[19] 웹사이트 After successful development trials, Astra missile ready for production https://www.thehindu[...] 2017-09-18
[20] 웹사이트 Fatter – Jane's Air-Launched Weapons http://www.janes.com[...] 2014-11-04
[21] 웹사이트 Sedjil – Jane's Air-Launched Weapons http://www.janes.com[...] 2014-11-04
[22] 웹사이트 Iranian F-14 Tomcat's new indigenous air-to-air missile is actually an (improved?) AIM-54 Phoenix replica http://theaviationis[...] 2013-09-26
[23] 웹사이트 The air-to-air missile with Ramjet engine from TÜBITAK Sage: GÖKHAN https://en.defencetu[...] 2021-06-25
[24] 웹사이트 U.S. Navy Confirms SM-6 Air Launched Configuration is 'Operationally Deployed' https://www.navalnew[...] 2024-07-05
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[26] 웹사이트 Raytheon selected to deliver next-generation tactical air-to-air missile solutions | IHS Jane's 360 http://www.janes.com[...] 2016-09-01
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[28] 웹사이트 SACM: Affordable, Highly-Lethal Missile https://sofrep.com/f[...]
[29] 웹사이트 StackPath https://www.military[...] 2016-01-21
[30] 웹사이트 Boeing Unveils Long-Range Air-to-Air Missile Concept https://www.thedefen[...] 2021-09-23
[31] 웹사이트 The Weekly Debrief: More Details Emerge About New USAF Mystery Missile {{!}} Aviation Week Network https://aviationweek[...]
[32] 웹사이트 Raytheon Clinches Next-Gen Air-to-Air Missile Concept Funding https://www.thedefen[...] 2022-12-20
[33] 웹사이트 Deal for desi Astra Mk 1 sealed, India set to test next-gen air-to-air missile 'this month' https://theprint.in/[...] 2022-06-01
[34] 웹사이트 German air force declares Meteor missile ready for Eurofighter fleet https://www.defensen[...] 2021-08-02
[35] 서적 現代の航空戦 原書房 2005-05-15
[36] 서적 A Dictionary of Aviation https://archive.org/[...] Osprey


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