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기술

스텔스(은폐)

by 정직하게판다 2024. 3. 19.
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스텔스 기술의 표준은 레이더상에 항공기, 미사일의 조기 발견을 난감하게 하는 기술.
스텔스 기술 및 저 시인성 기술은 "레이더, 적외선 탐지기, 소리 탐지기 및 육안에 의한 탐지를 포함한 모든 탐지 기능에 대항하는 은폐 기술이다.
스텔스는 적군의 레이더로부터 아군의 무기 체계를 완전히 숨겨주는 것은 아니다. 하지만 레이더상에서 실제보다 훨씬 축소해 나타난다. 니미츠급 항공모함을 KD-2급 구축함 정도 크기로 보여주는 것이다.
즉 스텔스란 " 무엇인지 상대가 잘 구별할 수 없도록 만드는 기술"이라고 하는 것이 더욱 명확한 표현이다.
날개, 동체 등에 특수 페인트를 도포하거나 피막을 장착하여 전파를 흡수하여 반사를 적게 하는 방법, 전파 투과성이 있는 복합 재료 등을 사용하여 반사를 적게 하는 방법과 기체 구조상의 형태를 수정하여 전파가 온 방향으로의 반사를 가능한 한 줄이는 방식 등이 있다.
실제에서는 3가지 방법이 혼용된다.
스텔스 기술의 최우선 요건은 레이더에 탐지되지 않는 것, 즉 기체의 RCS(레이더반사면적)를 감소시키는 것이다.
레이더는 다음과 같다. 지향성 안테나에서 발사된 후 목표물에 부딪혀 반사되는 매우 작은 전파에너지를 동일한 안테나가 수신하고, 이를 증폭하고 검파한 후 브라운관이나 액정화면에 영상을 출력하여 그 목표물의 거리와 방위를 알 수 있게 하는 것이다.
이런 레이더의 원리를 거꾸로 활용하면 '스텔스'가 구현된다. 포인트는 레이더 전파를 되돌아가지 못하게 하는 것이다.
스텔스에는 여러 가지 기술 요소들이 포함된다. 레이더파를 흡수하는 도료 기술, 레이더파의 반사를 최대한 막는 설계 기술, 엔진의 배기가스 배출량을 줄이는 기술 등이다. 이러한 다양한 기술 요소들이 포함되어 있어, 스텔스는 한 가지 기술만을 의미하는 것이 아니며, 하나의 "체계(System)"이다. 스텔스 기술이 본격적으로 사용된 항공기는 냉전 시대 정찰기로 활약하던 SR-71로, 소련 및 라오스, 북베트남, 북한 등 미국의 적대국들을 주로 정찰하였다. 스텔스 전투기가 직접적으로 전투에 참여한 것은 걸프 전쟁이다. 당시 F-117A 나이트 호크 스텔스 전투기가 맹활약했다. F-117A는 사실상 공대공 전투 능력이 없는 공격기지만, 전투기로 분류되어 있다.
제1차 세계 대전이 일어났을 때 독일은 군용 비행기의 가시성을 줄이기 위해 Cello 을 이용해 실험했다. Fokker E.III Eindecker 전투 단일기, Albatros C.I 양식 감시 양식, Link-Hofmann R.I 프로토 탱크 폭격기 등이 Cell on으로 덮였다. 그러나 물질로부터 빛이 반사되어 비행기가 매우 눈에 띄게 만들었고 햇빛과 상공에서 비행 중 온도 변화로 인해 Cell on이 빠르게 부패하여 실험이 중단되었다.
인간의 등장 이전에도 포식을 쉽게 하거나 피하기 위한 위장은 존재했으며, 인간들이 사냥 시작한 시기부터는 식물을 이용하여 자신을 숨기는 사냥꾼들이 있었다. 전쟁에서도 시각적인 위장 방법이 사용됐는데, 기원전 5세기에 손자의 '손자병법'에서와 기원후 1세기에 푸른 티 뉴스의 'Strategemata'에서 문서화된 것을 확인할 수 있다.
영국은 서부 전선에서 독일군 지역 상공을 약간 정찰하기 위해 작은 SS class airship을 개발했다. 소음을 작게 하는 엔진과 검은색 가스통이 장착된 이 비행선은 지상에서는 보이지도 들리지도 않았으나 비행 결과, 유익한 정보를 거의 얻을 수 없었다.
1956년, CIA는 U-2의 레이더 반사 면적(RCS)을 줄이기 위한 시도를 시작했다. 이를 위해 Trapeze, PCB 회로가 내장된 커버링 재료, 그리고 레이더 흡수 페인트와 같은 세 가지 시스템이 개발되었다. 이들은 "더러운 새(dirty birds)"라고 불리는 비행기에 적용되었으나 탐지율을 줄이는 데 도움이 되지 않았다. 스텔스 비행기를 위한 카모플라쥬 페인트를 적용한 것이 더 성공적이었고 진한 파란색이 가장 효과적이라고 판명되었다. 이러한 페인트의 무게로 최대 고도가 250피트 감소했지만, 초 음 포격기가 눈에 띄지 않게 제작했다.
이 개념은 미국과 영국에서 항공기용으로 발전되었는데, 1945년에 Grumman Avenger가 Yehudi lights를 사용하여 선박으로부터 2,700미터(3,000야드) 떨어진 곳까지 발견되지 않고 접근할 수 있었다. 하지만 이는 레이더에 의해 무용지물이 되었다.
1958년에 미국 중앙정보국(CIA)은 기존의 U-2를 대신할 정찰 비행기를 위한 자금을 요청했으며, Lockheed는 이를 생산할 권리를 확보했다. Kelly Johnson과 Lockheed의 Skunk Works 팀은 A-12(또는 OXCART)를 생산하기로 했으며, 이 비행기는 레이더 탐지를 피하기 위해 70,000~80,000피트의 고도와 Mach 3.2의 속도로 운용되었다. 이전 프로토타입에서 레이더 탐지를 줄이기 위해 설계된 다양한 비행기 형태가 개발되었다. A-1부터 A-11까지의 이름을 가진 이들 프로토타입 중, A-12는 배기 연기의 신호 감소를 위한 특수 연료, 수직 안정기, 복합 재료의 사용, 그리고 전반적으로 레이더 흡수 페인트로 마감된 스텔스 기능을 포함했다.
Chaff는 제2차 세계 대전 초기에 영국과 독일에서 레이더로부터 비행기를 숨기기 위해 발명되었다. 사실상, Chaff는 smoke screen이 시각적 빛에 영향을 미치는 방식과 유사하게 레이다 파에 영향을 미치며 작용했다.

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