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AIM-120 AMRAAM
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1. 개요[편집]
Fox Three!
[1]
미국의 중거리 공대공 미사일. 통칭 암람.
2. 제원[편집]
3. 역사[편집]
AIM-120 암람의 개발은 84년부터 시작된다. 미국은 NATO 국가와 기술을 공유하는 공대공 미사일을 개발하고자하는 협정을 맺는다. 이 협정에 따라 미국은 차세대 중거리 미사일(AMRAAM)을, 유럽은 차세대 단거리 미사일 ASRAAM을 개발하기로 했다.
이 계획은 국가 간 요구 사항이 크게 달라서 지속되지 못했다. 각 국가는 공동개발에서 갈라져 나와서 각기 다른 미사일을 만들게 된다. 미국은 초기 계획을 포기하지 않고 홀로 암람을 완성한다. 영국은 단거리 ASRAAM을 홀로 완성해서 자국 위주로 채용하게 된다.
암람은 개발 중 총 89발이 시험발사 되었으며, 이 중 80%가 명중하는 높은 완성도를 보였다.
오랜 개발 끝에 1991년 9월 AIM-7 스패로우의 후계 무장으로 120발이 처음으로 실전배치됐다.
4. 상세[편집]
능동 레이더 유도방식이다. 암람이라는 이름은 "차세대 중거리 공대공 미사일(Advanced Medium-Range Air-to-Air Missile, AMRAAM)"의 머릿글자에서 따왔다. 개발 및 제조사는 원래 하워드 휴즈가 세운 휴즈 항공(Hughes Aircraft Company)이었으나 1997년 레이시온이 휴즈 항공을 인수했다. 따라서 1997년부터는 레이시온에서 생산 중이다.
암람 개발 이후 유럽, 일본, 러시아에서도 MICA, R-77, AAM-4, MBDA 미티어 등 능동 레이더 유도 미사일이 등장했다. 초기형 암람은 기존의 AIM-7 공대공 미사일 정도의 사정거리를 가졌으나, 사정거리는 계속 늘어나 현재 가장 최신형인 D형은 180km에 달한다. 다만 180km의 사거리는 미사일이 최대한 날아갈 수 있는 문자 그대로의 최대사정거리다. 공중전에서 목표에 최대 기동성을 발휘할 수 있는 범위인 NEZ(no-escape-zone : 회피불능구역)를 고려한 유효사거리는 50km 내외이며, 그마저도 발사모기와 표적의 고도 및 속도에 따라 커다란 편차가 존재한다.[4] 이런 유효사거리는 추진기관으로 로켓모터를 사용하는 암람을 포함한 대다수의 중거리 공대공 미사일이 가지고 있는 한계점이다. 미사일 발사초기 로켓연소 단계에서는 최대의 기동성을 발휘할 수 있지만 이후로는 추진력없이 관성으로만 비행해야한다. 때문에 전투기같은 고기동 목표에 대한 명중률이 현저하게 떨어지게되며 공중전상황에서 유효사거리 이상의 사거리에 있는 적기를 격추시키기는 매우 어렵다.[5] 암람 D형 이후로 더 이상의 개량은 무의미하다고 판단, 미국은 미래환경에 대응하는 신형 중거리 공대공미사일인 AIM-260을 개발하고 있다.
능동 레이더 유도방식은 F-14에 장착된 AIM-54 피닉스에 최초로 쓰였다. AIM-54의 성능은 우수했지만 너무 크고 무거웠으며 비쌌고, F-14 이외 항공기에서는 운용이 어려운 등의 문제가 있었다.
AIM-120은 발사 후 망각(Fire & Forget)이 가능하다. 일정거리는 관성유도에 의해 이동하다가 자체 레이더의 사정거리에 적기가 들어오면 알아서 적기를 쫓아서 명중한다. 미사일 발사 모기(母機)가 지속적으로 목표를 추적해야 하는 AIM-7에 비하면 발사한 전투기의 생존성도 훨씬 높고 미사일이 알아서 쫓아가니 조종사의 부담도 한결 줄어든다. 이 방식은 사실 AIM-54의 유도방식과 거의 같다.
또한 대부분의 현대의 중/장거리 공대공 미사일이 그러하듯, AIM-120은 먼 거리의 적기를 향해 날아갈 때는 일단 위로 솟구친 다음 아래로 하강하면서 날아간다. 이러면 중간에 로켓 연료가 다하여 로켓 모터가 꺼져도 관성과 중력에 의해 더 멀리 날아갈 수 있다.
이렇게 보고 나면 발사 직후 적기를 계속 레이더로 조준하는, AIM-7 같은 반능동 미사일과 달라보이지 않는다. 하지만 AIM-7은 모기가 레이더 조준을 중단하는 즉시 갈 길을 잃은 어린 양이 되지만, AIM-120은 마지막으로 전송된 정보를 토대로 계속 적기를 향해 날아간다. 그리고 만약 모기가 데이터링크를 중단한 이후에도 적기의 경로나 속도가 크게 바뀌지 않았다면, AIM-120은 결국 적기를 향해 날아가게 되는 것이다(물론 데이터링크가 끊긴 이후 적기가 회피기동 등을 하여 예상경로와 크게 벗어나면 AIM-120은 적기를 찾을 수 없다).
한편 전투기가 아무런 적기를 조준하지 않은 상태에서 발사하면, AIM-120은 그 즉시 자신의 레이더를 켜고 지그재그로 비행한다. 그러다가 만약 적기가 포착되면 그대로 그 적기를 향해 날아간다.[6] 미군 및 나토군은 이런 상태로 AIM-120이나 기타 능동형 레이더 유도 미사일을 발사할 경우 'MAD DOG'이라고 외쳐서 동료들에게 경고한다. 미친개 한 마리 풀어놨으니 알아서 몸 사리라는 뜻... 정확히는 Boresight Mode라고 하고, 산맥 뒤 등에 숨어있다가 팝업한 적을 락온 없이 요격하거나 기타 사정에 의해 미리 락온을 하지 않고 사용할 때 사용한다.
자신을 발사한 모기로부터 받는 정보는 보통 모기의 레이더가 직접 전송해주므로 전투기 레이더들이 주로 쓰는 X밴드 대역의 안테나를 사용하여 수신한다. 이 안테나는 동체 뒤쪽에 있다. 한 전투기가 동시에 여러발의 암람을 여러 표적에게 쏘거나, 혹은 편대기들이 각각 암람을 쏠 경우 서로 전파가 뒤섞여버리면 곤란하므로 출격 전에 암람에 ID를 부여해야 한다. ID는 대단한 것은 아니고 숫자로 0~9까지의 숫자중 하나를 입력해주는 것이며, 전투기 레이더는 이 숫자에 따라 자동으로 암람에게 정해진 주파수로 데이터를 전송해준다.
AIM-120나 AIM-54와 같은 능동 레이더 유도 공대공 미사일의 발사 신호 나토 코드는 Fox three다.
오랜 기간 대량생산된 미사일인 덕분에 발당 가격은 C형 계열이 약 30-40만 달러, 2019년 기준 D형이 100만 달러를 조금 넘기는 수준이다. 정밀유도탄약 치고는 매우 저렴한 가격으로, MBDA 미티어가 2019년 기준 200만 달러에서 최대 250만 달러까지 나간다는 걸 고려하면 암람의 최대 강점 중 하나다.
현재 미 공군은 F-22와 F-35에서 AIM-120 대신 사용할 AIM-260 JATM(Joint Advanced Tactical Missile)을 개발하고 있다.[7]
한국은 1995년 첫 AIM-120(A형) 88발을 KF-16 장착용으로 구매한 이후, 1997년부터 2000년대 초반까지 단종된 A형을 대신하여 B형을 738발 도입했다. 이어 2006년부터 F-15K 무장과 F-16/KF-16 계량 모델 및 F-35에 운용할 AIM-120C형을 꾸준히 들여왔다. 미 우방국 가운데 한국은 유일하게 1천기가 넘는 최다의 암람 도입국이며, 전 세계에서 미국 다음의 AIM-120 수량을 보유하고 있다.## 대한민국 공군은 F-16PBU, KF-16, KF-16U, F-15K, F-35에 장착 및 운용 중이다. 별도로, 한국 정부는 AESA레이다가 장착될 수출용 FA-50 모델(블록20)에 대한 암람 인티를 추진하고 있다.
5. 세부 구성[편집]
5.1. 레이돔[편집]
대개의 마하 3, 4급 초음속 미사일이 그렇듯, 고온에서 버티면서도 레이더 전파가 들락거릴 수 있는 소재인 세라믹 계열을 사용한다. 좀 심하게 말해서 도자기... 전차의 복합장갑재나 초경합금도 세라믹 범주에 들어가기야 하지만 이러한 레이돔은 강도보다는 전파투과 성능과 고온 성능에 중점을 두고 설계 된다. 즉 무슨소리냐면 암람의 레이돔 소재(Rayceram 8라는 레이시온 자체제작 세라믹재료)는 강도가 좋은 편은 아니고 취성(깨지는 특성)이 안좋아서 특정지점에 집중적으로 힘이 가해지면 그냥 깨져버린다.
5.2. 능동 탐색기(레이더)[편집]
X-밴드 주파수로 능동 탐색을 하며, ECM 상황에서는 수동(패시브)모드로 전환하여 방해전파를 내뿜는 목표를 향하는 HOJ(Home on Jam) 모드가 내장돼 있다. 능동 탐색기 안테나는 전형적인 슬롯 어레이 방식, 즉 전파가 들락거리는 구멍이 나 있는 평판형 안테나이다. 안테나는 상하좌우로 움직일 수 있는 짐벌 구조이며, 전기 모터로 안테나를 움직인다.[8] 안테나 바로 뒤에는 전파 송수신 모듈이 있다. 자체적인 레이더인 셈이지만, 크기의 한계 탓에 탐지거리는 10~20km 전후로 짧은 편이다.
이 부분에 미사일의 전원을 담당하는 열전지, 즉 배터리도 들어있다. 오랜 기간 보존이 가능해야 하지만 딱 한번 작동할 때는 확실하게 작동해야 하며, 일반적인 전지보다 강한 출력이 필요한 특성 상 일반적인 건전지나 충전지와는 다르다. 전기 신호가 들어오면 그때부터 화학 반응으로 강한 열을 내며 전기를 만드는 물건이다. 그렇기에 건전지나 충전지보다 훨씬 긴 보존 기간을 가진다.
5.3. 유도조종장치[편집]
미사일의 두뇌에 해당하는 부분. 각종 신호를 처리하고 안테나와 꼬리날개 쪽 모터에 작동명령을 내리는 역할을 한다.
5.4. 관성참조장치[편집]
흔히 말하는 자이로스코프. 더 정확히는 자이로스코프 + 가속도 측정기다. 유도조종장치는 여기서 측정된 정보들을 토대로 현재의 미사일의 자세와 속도, 위치 등을 계산한다.
5.5. 표적탐지장치[편집]
쉽게 말해 근접신관. 암람의 동체 정면부에는 전파를 송/수신하는 별도의 안테나가 있으며 여기서 전파가 측면(정확히는 대각선 앞쪽)으로 방사된다. 만약 방사된 전파가 되돌아온다면 미사일 측면에 표적이 있다는 것이고, 이는 미사일이 표적에 정확히 들이받지 못하고 있는 상황이란 의미이므로 표적탐지장치는 바로 신관에 기폭신호를 내보낸다.
5.6. 탄두 및 신관[편집]
AIM-120C-5부터 탄두가 WDU-41/B로 바뀌었다. 중량이 약간 줄어들었으나 살상능력은 더 올라갔다. 탄두의 전체 무게는 19.8kg정도 이며 내부에는 7Kg정도의 PBXN-110 폭약이 들어있다. 나머지 무게는 대부분 탄두동체가 차지하는데, 탄두부 동체는 두께 10.6mm 정도의 원통형 강철(AISI 4130)로 제작된다. 탄두부 내부에는 격자무늬 홈이 파여있어 탄두 기폭시 탄두부 동체가 적당한 크기의 파편으로 쪼개지는 형태. 탄두부 안에는 Mk.80 부스터(전폭약)이 있으며, 이 바로뒤에 안전장치를 겸하는 FZU-49 뇌관이 결합되어있다. FZU-49는 안전 상태에서는 전기신호가 들어와도 폭발하지 않으며, 행여 잘못되어 폭발하여도 신관 내부의 작은 점화약이 폭발하는 것으로 그칠 뿐이다. 그러나 장전모드가 되면 전기모터에 의해 점화약이 부스터(전폭약)을 폭발시키는 위치로 돌아가게 되며, 기폭 전기신호가 들어오면 점화약이 폭발하고 그 폭발로 부스터가 폭발하며, 부스터는 다시 주 장약을 폭발시킨다. 물론 말로는 여러 단계여도 실제로는 눈깜짝할 사이에 벌어지는 일.
5.7. 로켓 추진기관[편집]
로켓 몸체부 역시 철제 케이스로 제작되며 내부에는 51.2kg 가량의 MG-844 HTPB 고체로켓 추진제가 들어있다. 고체로켓 추진제의 형상은 중앙에 구멍이 뚫려있는 전형적인 형태이며, 끝부분만 5갈래로 별모양이 들어가 있기에 추력이 가속(Boost)-지속(Sustain) 형태로 나온다. 즉 전형적인 2단 추력형태. 다만 그래봤자 로켓 작동시간은 10초 미만이다. 추진관 안쪽에는 R181 EPDM(일종의 화학고무)가 단열재로 도포되어있어 추진기관 작동시 발생하는 고온으로부터 추진기관 금속몸체 자체를 보호한다. 로켓 맨 앞쪽에는 로켓 점화 명령이 떨어지면 불을 땡기는 점화기가 탑재되어 있으며, 이쪽도 마찬가지로 안전장치로 되어있다. AIM-120C7 부터 전방의 유도조종부 공간이 줄어듬에 따라 로켓모터 자체의 길이가 약간 더 늘어나서 미사일의 사거리도 늘어났다. AIM-120D 모델은 사거리가 더 늘어났으나 로켓추진기관을 늘린 것이 아니라 비행경로를 최적화하여 사거리를 늘렸다.
한편 유럽쪽의 요구로 램 로켓을 탑재한 버전도 고려되었으나 미티어와의 경쟁에서 패배하였다.
5.8. 구동장치와 조종날개[편집]
로켓 몸체부 뒤쪽에 노즐과 로켓연소관 사이 공간에 조종용 날개와 구동 모터가 있다. 구동 모터는 4개이며 각각 유도조종장치로부터 명령을 받아 날개의 각도를 움직인다. 조종날개는 탈착식이며, 보통 정비사들이 미사일을 전투기에 탑재한 뒤 마지막에 끼워 넣는다. 탈착이 쉬우면서도 단단히 고정되도록 되어있어서 정비소요도 별로 없다. 구동 모터가 뒤쪽에 있다보니 유도조종장치와 전선으로 연결되어야 하는데, 중간에 로켓을 가로지를 수 없기 때문에 전선이 동체 바깥으로 나오게 된다. 이 때문에 동체 중앙 부근부터 뒤쪽까지 길게 전선을 덮는 덮개 부분이 있다.
5.9. 데이터 수신 안테나[편집]
데이터 수신 안테나는 비행중 미사일을 발사한 모기로부터 적기에 대한 정보를 받는 X밴드 안테나다. 케이블 덮개 맨 뒤쪽에 동체 뒤쪽으로 약간 더 삐져나온 부분이 있는데 이 부분이 발사한 모기를 바라보는 후방쪽의 데이터 수신용 안테나다.
6. 파생형[편집]
"display: none; display: 문단=inline"를
참고하십시오.
7. 후계 미사일[편집]
"display: none; display: 문단=inline"를
참고하십시오.
미 공군은 2022년까지 차기 공대공 미사일을 개발 완료하고 도입을 시작하여 2026년경 암람 구매를 종료할 예정이다.
[1] 암람의 발사장면과, 암람에 피탄된 적기, 무인표적기들의 모습. BGM은 DJ Darude의 모래폭풍.[2] Air Intercept Missile 120 Advanced Medium-Range Air-to-Air Missile의 줄임말.[3] 오래 전에는 AIM-120C-8로 알려져 있었으나 이후 C-8은 C-7의 일부 단종 부품을 동등한 상업용 부품으로 갈아치운 리퍼비쉬를 부르는 코드명으로 바뀌었다.The AIM-120C-8 is a form, fit, function refresh of the AIM-120C-7 and is the next generation to be produced. The capabilities of the AIM-120C-7 and C-8 are identical.[4] 실제로도 암람 미사일의 실전격추기록은 전부 0-50km 범위에서 이루어졌다.[5] 다만 이러한 최대사거리는 수송기와 공중급유기같은 저기동 표적에는 여전히 유효하다.[6] 열추적 방식의 AIM-9도 이러한 기능이 있다. 단, 미사일의 목표가 적이 아닌 아군일 수도 있다.[7] 확실하게 밝혀진 정보는 없지만 암람과 비슷한 체적이 될 것이고, 램제트를 쓰지 않는다는 것은 확정되었다.[8] AIM-7는 당시 모터기술 부족으로 유압을 사용했다.