최근 중국이 방공식별구역을 선포한 후 동북아 해역에 신 냉전 기류가 차갑게 흐르고 있다. 미래 해상주도권을 놓고, 중국과 이에 맞선 미국과 일본의 군비 경쟁이 가속화되고 있는 양상이다. 

우리 해군도 “오는 2020년대 중반까지 신형 이지스구축함(KDX-III Batch-II) 3척을 추가 건조할 것”이라고 지난 10일 합참을 통해 밝혔다.


그렇게 될 경우 한국 해군은 지난 2008년 세종대왕함, 2010년 율곡이이함, 2012년 서애 류성룡함 등 3척의 이지스함을 전력화한데 이어 3척을 더 추가하게 된다. 총 6척의 이지스함을 보유하게 되는 셈이다.

그리스 신화에 나오는 제우스의 방패가 ‘이지스(Aegis)’다. 현대에 와서는 뛰어난 방어체계를 갖는 함정이란 의미로 사용되고 있다. 이지스함은 항모전단의 최선봉에 서서 상대적으로 방어력이 약한 항공모함의 대공 방어를 책임지기 위해 탄생했다. 

전 방향 동시다발로 공격해오는 적의 대함유도탄을 방어하는 이지스함은 VLS(수직미사일발사시스템), ‘Fire and Forget(발사 후 망각 방식)’, 위상배열 레이더(AESA)를 통한 컴퓨터 통제방식 등의 강력한 대공방어체계를 갖고 있다.

군사 전문가들은 “이지스함은 뛰어난 방공체계로 최대 수천 개의 목표물을 탐지, 추적하고 동시에 공격할 수 있으며, 이를 통해 대함, 대잠, 대공, 대지상전, 전자전 등을 수행할 수 있는 다목적 함정”이라고 설명하고 있다.

특히, 한 번에 여러 발의 미사일을 발사할 수 있는 VLS 기능과 여러 발이 동시에 공격해오는 적의 대함유도탄 무리를 인식하는 위상배열 레이더 기능과 이를 순차적으로 요격하도록 지휘 통제하는 최첨단 컴퓨터 시스템은 이지스 체계의 백미라고 할 수 있다.

물샐틈없는 위상배열 레이더 기능

레이더는 표적의 거리, 속도, 방위각 등을 탐지하기 위해 고안된 방어체계다. 함정에 기본적으로 탑재되는 탐지 및 수색 레이더는 회전하면서 전자파를 발사하고, 표적까지 왕복하는데 걸리는 시간을 측정, 표적까지의 거리를 산출하는데, 그 해상도는 전자파 펄스의 폭에 비례하는 것으로 알려져 있다.

아울러 표적의 방위각은 표적에서 반사되어 오는 전자파가 어느 각도에서 수신되는지를 보고 알아낸다. 방위각의 경우, 해상도는 안테나의 빔 폭이 작을수록 높고, 전파의 길이 즉 , 파장에 비례하고 안테나 크기에는 반비례한다.

표적의 속도는 반사된 전자파의 도플러 주파수를 이용, 측정한다. 예를 들면, 도플러 레이더(Doppler radar)로 자동차가 다가오는 소리를 측정할 때, 가까이 오는 소리는 파장이 수축됨으로써 고음(진동수가 늘어남)으로 들리게 된다.

반대로 측정자로부터 멀어지면 파장이 늘어남으로써 저음(진동수가 줄어듦)으로 들리게 된다. 이 원리에 의해 레이더는 날아오는 대함유도탄의 속도를 측정, 요격할 수 있는 시간을 계산한다.

위상배열레이더(Active Eletronically Scanned Array)는 이지스 체계의 핵심 장비로 전자적으로 빔을 만들어 빔의 방향을 조정하고, 구역별로 빔을 형성한다. 이는 180도 내지는 360도 방향으로 끊임없이 회전하는 기존의 탐지 및 추적레이더와는 다른 시스템.

다수의 안테나 소자가 360도로 촘촘히 배열, 한 치의 틈도 없이 전 방향의 표적을 탐지, 추적한다. 전문가들은 “각각의 안테나 소자에는 별도의 송신기와 수신기 모듈이 하나씩 장착돼 별개의 역할을 수행하는데 안테나 몇 개가 고장 나도 전체적인 레이더 시스템에는 문제가 없다”고 설명한다.

여러 개의 유도탄에 대응 요격 

대함유도탄과 함정의 대결은 미래 해전의 숙명이며, 미사일의 발전 속도는 함정의 생존을 더욱 어렵게 만든다. 마하 4 이상의 초고속 유도탄(HVP)이 나옴으로써 이에 대처하는 함정의 요격 준비시간이 부족해진 것.


이외에도 미사일의 사거리가 비약적으로 늘어났고, 미사일의 스텔스화, 스마트화 등으로 인해 함정의 요격은 더욱 곤란해졌다. 여기에다 공격전술도 전 방향 동시다발적인 발사시스템으로 변했다. 즉, 한꺼번에 여러 발을 발사해 적의 요격체계에 혼란을 가져오는 공격방법이다.

이에 전문가들은 “전 세계적으로 대함 미사일의 공격 전술이 전 방향 동시다발적으로 발전하면서 함정의 대공 방어체계는 ‘Fire and Forget’ 방식이 돼야 한다”고 강조한다.

기존의 미사일 방어체계를 보면 탐지(수색)-표적인식-추적-요격 결정-격파 등의 순서다. 빙글빙글 도는 탐색 및 추적 레이더가 전파를 발사해 얻은 사격제원은 데이터링크를 통해 중앙컴퓨터에 보내진다. 이를 통해 최종적으로 요격 결정을 내리는 것은 사람이 아니라 컴퓨터다. 

일례로, 대표적인 요격미사일인 시-스패로우(Sea-Sparrow)의 경우, 표적 미사일이 날아오면 조사기(Illumintor)가 빔을 날려서 포착한 다음에 요격미사일을 발사하지만 동시다발적으로 여러 개의 미사일이 한꺼번에 날아올 경우, 매우 곤란한 문제에 봉착한다.

그 이유는 함정에 탑재된 조사기의 수가 2∼3대로 한정되기 때문에 기껏해야 몇 개 안되는 미사일만을 요격할 수 있기 때문이다. 

Fire & Forget 방식이란 미사일을 발사하면 그 미사일이 알아서 날아가는 것을 말한다. 발사 후 망각 방식의 장점은 한 번 발사하고 나면 미사일을 발사한 함정은 더 이상 미사일을 신경 쓰지 않아도 된다. 추가적인 지령을 보내지 않아도 미사일이 스스로 표적을 쫓아간다.

이렇게 되면 미사일 발사 이후 다른 표적에 다음 미사일을 바로 발사가 가능해 여러 개의 표적 미사일에 대응할 수 있어서 동시다발 대함유도탄 공격을 효과적으로 방어할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이지스함의 요격시스템인 램(RAM), 수직발사시스템(VLS) 등은 발사 후 망각방식(F&F)을 채택하고 있다.