지난 10월 초 방위사업청은 ‘출고식 이후 미리 만나보는 KF-21 비행 모습’이라는 제목의 1분12초짜리 CG(컴퓨터그래픽) 영상을 공개했다. 영상에선 첫 한국형 전투기인 KF-21 ‘보라매’가 KC-330 공중급유기로부터 공중급유를 받는 장면 등이 등장했다. 이 영상에서 가장 주목을 받은 부분은 마지막에 KF-21이 가오리처럼 생긴 스텔스 무인전투기 3대의 호위를 받으며 독도 상공 등을 비행하는 모습이었다.
비록 CG 영상이긴 하지만 KF-21과 스텔스 무인전투기들이 합동비행을 하는 모습을 방위사업청이 공식 공개한 것은 처음이었다. 영상에 등장한 스텔스 무인전투기는 미 해군이 시험했던 X-47 스텔스 무인전투기와 비슷한 형상이었다. 무인전투기는 AI(인공지능)를 활용해 스스로 적 방공망을 뚫고 들어가거나 외곽에서 레이더 기지 등을 타격하거나 공중전까지 벌일 수 있는 첨단 무기체계다. 아직까지는 인간이 공격 목표를 입력하면 적 방공망 등을 무력화할 수 있는 수준이며, 스스로 공중전을 벌일 수 있는 수준까지는 개발되지 않았다.
영상에 등장한 국산 스텔스 무인전투기는 국방과학연구소(ADD)가 지난해 공개한 ‘가오리-X’ 또는 그 개량형으로 추정됐다. 지난해 8월 국방과학연구소는 창설 50주년을 맞아 “스텔스 무인기를 개발 중이며 현재 약 70% 기술 수준에 도달했다”고 밝혔었다. 이때 공개된 가오리-X는 길이 10.4m, 날개폭 14.8m로 중량은 10t에 달하는 대형 무인기였다. 속도는 마하 0.5 이하, 최대 비행시간은 3시간 이하로 고도 10㎞ 이내에서 비행한다.
KF-21과의 합동 비행 동영상
국방과학연구소는 실제보다 좀 작은 크기의 가오리 기술시범기를 만들어 2015년 첫 비행에 성공했고, 2017년부터 2차 기술시범기 사업을 진행해 마무리 단계인 것으로 알려졌다. 국방과학연구소가 시험에 성공한 기술시범기는 실제 가오리 무인전투기의 70% 크기였던 것으로 알려졌다. 기술시범기 사업은 대한항공과 KAI(한국항공우주산업)가 경합을 벌인 끝에 대한항공이 선정, 제작을 맡았다. 가오리 기술시범기의 존재는 한때 ‘극비’에 부쳐져 있었지만 2018년 이후 ADD 홍보 영상 중 일부 비행 모습이 포함돼 존재가 알려졌다.
군 관계자들은 비록 실물 크기 기체는 아니지만 가오리 기술시범기의 성공은 스텔스 무인전투기 개발 성공의 물꼬를 튼 것이라고 의미를 부여하고 있다. 가오리 기술시범기는 미 X-47 등 여느 스텔스 무인전투기처럼 꼬리날개가 없다. 레이더 반사 면적을 줄여 스텔스 성능을 갖기 위해서다. 하지만 꼬리날개가 없으면 급격한 기동은 물론이고 안정적인 비행이 어렵다. 이런 문제를 정교한 컴퓨터 조종을 통해 해결하는데 상당한 기술 수준과 노하우가 필요한 대목이다. 국방과학연구소는 가오리 기술시범기 시험비행을 통해 기술적 난제들을 해결하고 노하우를 축적했다고 한다. 정통한 소식통은 “가오리 기술시범기 시험에 성공함으로써 본격적인 스텔스 무인전투기 개발에 필요한 핵심기술을 상당수 확보한 것으로 안다”고 말했다.
앞서 국방과학연구소는 1999년부터 스텔스 형상설계 기술, 전파흡수 재료 기술 연구개발을 시작으로 주파수 선택적 전파투과 복합재 기술, 전파흡수 복합재구조 기술, 적외선흡수 재료 기술 등 스텔스 관련 핵심기술들도 개발해왔다. 정통한 소식통들에 따르면 군 당국은 2030년대 초반, 즉 10년 내에 가오리 스텔스 무인전투기 개발을 완료할 계획이라고 한다.
가오리-X의 무장능력도 관심사다. 스텔스기이기 때문에 기본적으로 내부 무장창에 각종 폭탄과 미사일을 장착한다. KGGB(한국형 중거리 유도폭탄) 등 기존 폭탄을 개조하거나 신형 소형 미사일을 개발해 장착할 계획인 것으로 알려졌다.
엔진도 스텔스 무인전투기 개발의 성패를 좌우할 핵심요소다. 미국 등이 개발 중인 스텔스 무인전투기의 엔진은 1만파운드급인 것으로 분석된다. 엔진 전문업체인 한화에어로스페이스에서 스텔스 무인기용 5500파운드급 터보팬 엔진 개발이 상당히 진척돼 있다고 한다. 한 소식통은 “현재까지의 기술 수준을 감안할 때 1만파운드급 엔진 개발에도 큰 어려움이 없을 것으로 보인다”고 말했다.
1만파운드급 엔진 개발 추진
방위사업청과 공군은 첨단 6세대 전투기 도입에 대비해 무인전투기 등을 활용한 유·무인 전투기 복합체계 개발에 적극적으로 나선다는 계획이다. ‘멈티(MUM-T·Manned-Unmanned Teaming)’로 불리는 유·무인 복합체계는 유인무기와 무인무기를 유기적으로 연동해 운용해서 시너지 효과를 거두는 미래전의 핵심 시스템이다.
미국·러시아 등 선진국들은 이미 유·무인전투기 ‘멈티’를 활발하게 개발 중이다. 지난해 12월 미 애리조나주 유마 시험장에서는 저가형 무인전투기인 XQ-58A ‘발키리’가 스텔스 전투기인 F-22 ‘랩터’, F-35 ‘라이트닝Ⅱ’와 함께 비행하는 보기 드문 광경이 벌어졌다. 당시 시험은 XQ-58이 F-22와 F-35의 통신을 제대로 중계하는지 알아보는 것이었다. 향후 발키리는 강력한 방공망 지역에 F-22 및 F-35보다 앞장서 들어가 정찰을 하거나 레이더 및 방공무기 등을 제거하는 역할을 할 예정이다.
미 보잉사와 호주 공군도 ‘로열 윙맨(Loyal Wingman)’이라는 무인전투기를 공동개발 중이다. 로열 윙맨은 조종사를 대신해 위험한 임무를 수행할 충성스러운 호위기라는 의미다. 이 무인전투기는 인공지능(AI)이 제어하고, 다른 항공기와도 팀으로 작전할 수 있다. 위협 수준이 높은 지역에서 임무를 수행하는 만큼 손실 가능성이 커 유인전투기보다 가격이 싸고 대량생산이 가능한 형태로 개발되고 있는 것이다. 러시아도 SU-57 스텔스 전투기와 ‘아호트니크’ 무인전투기의 멈티를 위한 합동 시험비행을 계속 실시하고 있다.
방위사업청은 KF-21과 가오리의 ‘멈티’ 영상을 공개했지만 실제 KF-21을 호위할 무인전투기는 가오리와 다른 형태가 될 것이라는 전망도 나온다. 꼬리날개가 없는 가오리는 KF-21과 함께 움직이는 고기동이 매우 어렵기 때문에 꼬리날개를 단 형태의 호위 무인기가 새로 개발될 것이라는 얘기다. 군 소식통은 “미국 등의 호위 무인전투기는 꼬리날개가 있는 형태”라며 “KF-21 호위 무인기는 가오리를 토대로 하되 꼬리날개를 단 기체가 새로 개발될 것으로 보인다”고 말했다.