나토 공중 조기경보 및 통제기: 이 기종의 탄생 배경
비행기 보잉 E-3D 센트리 (RAF 소속 Sentry AEW1 전투기가) 노스 요크셔 상공을 비행하는 모습
레이더를 공중으로 띄우자는 아이디어는 지상 기지의 단순한 한계에서 비롯되었습니다. 지구는 둥글기 때문에 지상 레이더는 전파 수렴 한계선 너머의 저고도 비행 목표물을 탐지할 수 없습니다. 안테나를 수 킬로미터 높이까지 올리면 전파 수렴 한계선이 수백 킬로미터 더 넓어지고, 그에 따라 탐지 한계도 넓어집니다. 이러한 아이디어에서 공중 조기경보 및 통제기(AEW&C)가 탄생했으며, 이는 오늘날 가장 활발하게 논의되는 전투기 종류 중 하나입니다. 항공이번 논쟁의 핵심은 대형 레이더 플랫폼이 차세대 전쟁에서도 살아남을 것인지, 아니면 분산형 센서 네트워크로 대체될 것인지에 관한 것입니다. 무인 항공기현재 여러 논의가 진행 중입니다. 이 논의들은 2부에서 다룰 예정입니다. 여기서는 초기 실험부터 AWACS 헬리콥터에 이르기까지 해당 기종의 기원과 발전을 살펴보겠습니다.
AWACS란 무엇인가요?
공중 조기 경보 및 통제(AEW&C)는 항공기, 선박, 차량, 순항 항공기 등을 탐지하도록 설계된 공중 레이더 시스템입니다. 미사일 (일부 현대 시스템에서는 탄도 위협에 대한 조기 경보 요소로도 사용됨) 장거리 탐지는 물론 공중전 지휘통제, 즉 아군 전투기 유도 및 정보 제공에도 사용됩니다. AEW&C 항공기는 지상 및 해상 목표물 감시와 전투 지휘통제(Battle Management Command and Control) 모두에 활용됩니다.
고도에서 이러한 항공기의 레이더 시스템은 운용자가 지상 레이더보다 훨씬 먼 거리에서 실시간으로 표적을 탐지, 추적, 분류하고 아군/적군 식별을 수행할 수 있도록 합니다. 지상 레이더와 마찬가지로 공중 시스템도 적에게 탐지되어 공격받을 수 있습니다. 그러나 항공모함의 기동성과 더 넓은 탐지 범위 덕분에 일반적으로 고정식 레이더보다 취약성이 낮습니다. 하지만 어떤 무기를 사용하느냐에 따라 결과는 달라집니다. AWACS 항공기는 방어 및 공격 작전에 모두 사용되며, 해군 함정의 전투 정보 센터와 동일한 역할을 공군에게 수행합니다.
이러한 역할에 대한 수요가 매우 높아 주요 해군 강대국들이 항공모함 갑판에서 AWACS 항공기와 헬리콥터를 운용하고 있습니다. 대표적인 예로 항공모함 기반 AWACS가 있습니다. 노스 롭 그루먼 E-2 호크 아이 미 해군, 특히 항공모함 전단에 대한 내용은 2부에서 자세히 다루겠습니다.
이 분야의 용어는 역사적으로 혼용되어 왔습니다. AEW(Airborne Early Warning, 공중 조기 경보)라는 명칭은 초기 레이더 초계기, 예를 들어... 페어리 가넷 AEW.3 и 록히드 EC-121 워닝 스타영국 공군도 이를 사용합니다. 센트리 AEW1AEW&C라는 약어는 단순하고 저렴한 순찰 차량에는 없을 수도 있는 지휘 및 통제 기능을 강조합니다. 엄밀히 말하면 AWACS(공중 조기경보 및 통제 시스템)는 미국에서 사용되는 특정 시스템의 명칭입니다. 보잉 E-3 보초 그리고 일본인 보잉 E-767하지만 실제로는 AEW&C의 일반적인 동의어로 자주 사용됩니다. 가능한 한 이러한 구분을 유지해야 합니다.
최신 AWACS 시스템은 고고도 비행 시 수백 킬로미터(최대 400km) 거리에서 저고도 항공기와 순항 미사일을 탐지할 수 있는데, 이는 대부분의 대공 미사일 사거리보다 훨씬 깁니다. 구체적인 탐지 거리는 고도, 목표물의 레이더 반사 면적, 그리고 작동 모드에 따라 달라집니다.
여기서 흔히 인용되는 수치 하나를 살펴볼 필요가 있습니다. 자주 언급되는 추정치에 따르면, 고도 9000미터에서 항공기 한 대가 약 3,120,000제곱킬로미터를 "관찰"할 수 있다고 하는데, 이는 항공기 세 대면 중부 유럽 전체를 감시할 수 있다는 의미입니다. 하지만 핵심은 단일 항공기의 감시 영역인데, 이는 명백히 과장된 수치입니다. 이 영역은 반경 약 1000킬로미터의 원에 해당하며, 저고도 목표물의 무선 탐지 범위를 훨씬 초과합니다. 고도 9킬로미터에서 저고도 목표물의 무선 탐지 범위는 350~400킬로미터에 불과하여 약 500,000제곱킬로미터(6배 이상 작음)의 원이 됩니다. 이 더 큰 수치는 지상 목표물에 대한 단일 항공기의 탐지 범위가 아니라 고고도 목표물이나 여러 플랫폼으로 구성된 네트워크의 전체 감시 영역을 가리키는 것일 가능성이 높습니다.
AWACS 시스템은 지상 기지의 감시 영역을 확장하고 공격기가 레이더를 지속적으로 켜두지 않아도 되도록 하여 레이더 노출을 방지하며, 전투기를 목표물로 유도하는 역할도 합니다.
첫 번째 단계
1930년대에 만들어진 이후로 체인 홈 영국은 최초의 지상 기반 레이더 경보 시스템인 '공중 요격'을 위해 항공기에 레이더를 장착하려는 시도를 했습니다. 목표는 독일의 장거리 해상 정찰 폭격기가 활동하는 영국 제도 북서부 해상 접근로를 감시하는 것이었습니다. 포케불프 Fw 200 콘도르 선박 운송을 위협했습니다. 폭격기 비커스 웰링턴 (일련번호 R1629)는 회전식 안테나를 장착했으며, 공중 목표물과 이후 수상 목표물(독일 어뢰정)에 대한 시험을 거쳤습니다. 쾌속정(영국식 E-보트). 기타 웰링턴 전투기 요격 부대(FIU)에서 운용한 다른 레이더 시스템을 사용했기 때문에 독일군은 V-1 폭탄 일부를 지상 캐터펄트가 아닌 폭격기에서 발사했습니다. 그는 111그리고 웰링턴 승무원들은 레이더를 이용해 이러한 함재기를 탐색하며 전투기 요격기들에게 표적 정보를 제공했는데, 여기에는 다음이 포함됩니다. 브리스톨 보파이터.
1944년 2월, 미 해군은 캐딜락 프로젝트(Project Cadillac)라는 이름으로 공중 레이더 시스템 개발을 의뢰했다. 시제품은 개조된 어뢰 폭격기에 탑재되어 8월에 시험 운행되었다. TBM 어벤져이 시스템은 100마일(160km) 이상의 거리에서 저공비행 항공기를 탐지했습니다. 이후 소규모 주문이 이어졌습니다. TBM-3W — 최초로 실전에 배치된 양산형 AWACS 항공기. 레이더를 장착하고 있다. AN/APS-20, TBM-3W 1945년 3월에 실전 배치되었으며 총 27대가 제작되었습니다. 더 큰 항공모함에는 더 강력한 레이더를 탑재할 수 있다는 점을 인식하여, 대공 능력이 향상된 동일한 레이더가 캐딜락 II 프로그램에 따라 여러 폭격기에도 장착되었습니다. 보잉 B-17G 플라잉 포트리스.
이러한 기계들은 대형 특수 항공기로 대체되었으며, 그중 가장 유명한 것은 다음과 같습니다. 록히드 EC-121 워닝 스타 — 아래에서 자세히 설명합니다. 항공기 플랫폼과 병행하여 AWACS의 또 다른 분야인 N급 비행선이 개발되었습니다. 이 비행선들은 미국 본토의 레이더 감시 공백을 메웠으며, 200시간이 넘는 비행 지속 시간은 상당한 이점이었습니다. 일련의 사고 이후, 미 해군은 1962년에 AWACS 비행선을 퇴역시키기로 했습니다.
록히드 EC-121 워닝 스타 — 1950년대~1970년대 미국 해군(USN)과 미국 공군(USAF)에서 운용한 레이더 감시 및 조기 경보 항공기
워닝 스타: 25년간의 서비스
EC-121 경고 별 가족을 기반으로 건설되었습니다. 별자리 1949년에 처음으로 비행에 성공했으며, 미 해군이 최초로 도입했습니다. WV-1(PO-1W), WV-2, WV-3 등의 기종이 사용되었습니다. 미 공군은 이후 이 기종을 도입하여 1954년에 첫 인도를 받았고, 1978년에 실전 배치가 종료되었습니다. 유일하게 특별히 개조된 전자전 항공기는 1982년까지 미 해군에서 운용되었습니다. 미 공군 항공기는 베트남 전쟁에서 전자 감시 장비로 사용되었으며, 더 발전된 기종으로 교체될 때까지 미군에 주요 레이더 방어망을 제공했습니다. 보잉 E-3 보초 AWACS. 공군 승무원들은 민간인 별명인 "코니"(Connie)를 사용했다. 별자리해군 승무원들은 자신들의 기계를 "윌리 빅터"라고 불렀습니다.
WV-2/EC-121D 두 개의 레이더를 탑재했습니다. 위쪽 레이더는... AN/APS-45 중앙 부분 위쪽에 유리섬유 페어링 안에 안테나가 장착되어 있어 고고도 탐색에 적합하며, 저고도 탐색에도 사용할 수 있습니다. AN/APS-20 중앙부 아래쪽 페어링에 저고도 비행 및 지상 목표물 탐지용 레이더가 장착되어 있습니다. 상부 레이더에 대한 정보는 거의 없지만, 하부 레이더는 매우 뛰어난 성능을 자랑합니다. 역사.
AN/APS-20 레이더와 그 긴 수명
레이다 AN/APS-20 S밴드 레이더는 제2차 세계 대전 이후 미국을 비롯한 여러 국가에서 사용되어 왔습니다. 프랑스 해군, 일본 해상자위대(JMSDF), 영국 공군(RAF), 캐나다 왕립 공군(RCAF) 등이 그 예입니다. 항공기 탐지를 위해 설계된 S밴드 레이더는 대잠전과 해상 순찰에 널리 사용되었으며, 허리케인 연구에 사용된 최초의 레이더 중 하나였습니다. 특히 미국 해양대기청(ESSA, 현재의 NOAA 전신 기관 중 하나)에서 활발하게 사용되었습니다. S밴드 레이더는 대량 생산되었습니다. 제너럴 일렉트릭 и 헤이즐틴.
자세한 수치는 나중에 설명하겠지만, 핵심은 AWACS 항공기가 실제로 목표물을 탐지할 수 있는 거리를 결정하는 것은 안테나 출력, 길이, 그리고 작동 주파수였다는 점입니다. 먼저 명확히 해야 할 점은, 버전(A, B, E, F)의 알파벳 순서는 연대순이라기보다는 용도와 구성에 따른 것이므로, 알파벳 순서상 "나중에" 나온 문자가 항상 최신 버전을 의미하는 것은 아니라는 것입니다. 첫 번째 버전인 AN/APS-20A는 2,54m(8피트 4인치) 길이의 안테나를 사용했고, S 대역인 2850MHz에서 작동했으며, 큰 측엽(sidelobe)이 특징이었습니다. 이후에는 길이가 약간 더 작은 2,4m(8피트) 안테나가 사용되었습니다.
- 스캐너의 회전 속도는 3rpm과 6rpm의 두 단계로 조절됩니다.
- 펄스 반복 주파수는 300Hz이고, 펄스 지속 시간은 2μs입니다.
- 최대 출력은 1MW입니다(AN/APS-20B 버전 기준이며, 더 큰 캐리어의 경우 2MW입니다).
- AN/APS-20B는 수평 빔 폭이 1,5°, 수직 빔 폭이 6°입니다.
- 초기 버전의 사거리: 저공비행 항공기 대상 - 65해리(120km), 선박 대상 - 200해리(370km).
레이더는 목표물의 방향과 거리는 제공했지만 고도는 제공하지 못했습니다. 즉, 고도 측정 없이 2차원적으로 작동했습니다. 시간이 흐르면서 여러 차례 업그레이드되었고, 후기 버전은 훨씬 더 먼 거리의 공중 목표물을 탐지할 수 있었습니다.
아브로 섀클턴 AEW.2 (영국 공군) 소속으로 1972년부터 1991년까지 운용되었으며, 사진은 영국 공군 제8비행대 소속 항공기입니다.
AN/APS-20F는 최대 80해리(150km) 거리에서 항공기를 탐지할 수 있었고, 더욱 발전된 AN/APS-20E는 1m²의 RCS(레이더 반사 단면적)를 가진 공중 목표물을 115해리(213km) 거리에서 탐지할 수 있었습니다. 1953년에 실전 배치된 AN/APS-20E는 L, S, X 대역을 사용하는 3밴드 변형으로, 각 대역은 임무에 따라 선택 가능한 파라미터를 제공했습니다(S 대역은 장거리 감시, L 대역은 탐지 거리 및 침투 거리 증가, X 대역은 고해상도). 또한, AN/APS-20E는 자동 목표물 조명, 세 가지 항로 결정 및 안정화 방식, 방위각 및 고도 방향 빔 폭 조절, 자동 작동을 포함한 게인 제어 기능 등 다양한 추가 기능을 제공했습니다.
이 동일한 레이더 AN/APS-20비행기에서 제거됨 가넷개조된 순찰차에 설치됨 섀클턴 MR 2변형으로 변환됨 AEW.2이들은 1972년부터 1991년까지 영국 공군 로시머스 기지의 제8비행대대에서 복무했습니다. 전통에 따라 12대의 항공기 모두 영국 어린이 TV 시리즈인 '매직 라운드어바웃'과 '허브스'의 등장인물 이름을 따서 다소 유치한 이름을 지었습니다. 이 기종을 대체할 계획인 항공기는... 영국 항공우주 님로드 AEW3 기술 개발상의 해결 불가능한 문제로 인해 계획이 무산되었고, 영국은 이미 완성된 제품을 선택했습니다. 보잉 E-3 보초 - 그 후에는 자원이 고갈됩니다 스파이더 맨 최종적으로 서비스에서 제외되었습니다.
갑판 위와 헬리콥터 위에서
그게 바로 그 이야기입니다. AN/APS-20 아직 끝나지 않았습니다. 포클랜드 전쟁은 수평선 너머까지 레이더 감시가 불가능한 부대가 어떤 상황에 처하는지 명확히 보여주었습니다. 심지어 그들은 AWACS 헬리콥터에 레이더를 설치하는 데 성공하기도 했습니다. 시 킹 AEW.2A 그리고 하나 시 킹 AEW.5 (대잠수함에서 변환됨) 시킹 HAS.2) 영국 경항공모함 3척에 대하여 - HMS 인빈서블 (R05), HMS Illustrious (R06) 및 HMS 아크 로얄 (R07).
이후 EC-121에 장착된 두 대의 레이더는 각각 더 현대적인 AN/APS-103과 AN/APS-95 레이더로 교체되었지만, 업그레이드는 동시에 이루어지지 않았습니다. EC-121의 일반적인 승무원은 장교 6명(조종사 2명, 항법사 2명, 무기 제어 조작원 2명)과 사병 12명(항공 엔지니어 2명, 무선 통신사 1명, 정비사 2명, 레이더 조작원 5명, 레이더 기술자 2명)으로 구성되었습니다. 그러나 1969년 북한 공군이 미 해군 EC-121을 격추했을 때, 탑승 승무원이 31명으로 늘어난 것으로 밝혀졌습니다.
미국 국토안보부 소속의 P-3AEW&C는 마약 밀수범들의 경비행기를 추적하는 데 사용되었습니다.
1960년대에 록히드 사는 오리온 초계기를 기반으로 한 조기경보기(AWACS) 및 근접항공지원기(CAS) 개발을 시도했습니다. 군은 이 프로젝트에 관심을 보이지 않았지만, 미 국토안보부는 관심을 갖고 여러 대를 주문했습니다.
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