F-22 랩터의 핵심 스텔스 기술 아이언볼 (Iron Ball)

 

F-22 랩터는 재연소없이 초음속으로 순항할 수 있는 슈퍼 크루징이 가능한 유일한 전투기이며 아이언볼(Iron Ball)이라는 핵심 스텔스 기능을 탑재하고 있어 적의 추적을 쉽게 회피할 수 있어 상대 전투기는 접근 사실조차 모른채 속수무책으로 격추당할 수도 있습니다. 때문에 알래스카에서 펼쳐진 모의 공중전에서 F-22 랩터 한 대가 F-15, F-16 전투기 144대를 격추시킬 수 있었습니다.

 

 

F-22 랩터의 핵심 스텔스 기능 아이언볼?

 

아이언볼은 전파흡수물질(RAM, Radiation-absorbent material)로 전파의 반사를 막아서 레이다 반사 면적을 수백배 줄여, 레이다 탐지가 어렵게 하는 물질 중 하나입니다. 스텔스 전투기, 스텔스 정찰기, 스텔스 폭격기, 스텔스 구축함은 모두 표면에 이 전파흡수물질을 페인트 식으로 바르거나 타일 식으로 붙여서 레이다에 탐지되지 않는 것입니다.

 

 

이 전파흡수물질을 개발하여 처음으로 무기에 직접 사용한 것은 당시 외계인 기술을 사용했다는 소문이 있었던 독일이었습니다. 독일은 제2차세계대전 당시 연합군은 잠수함 탐색을 위하여 해상초계기에 수상탐색용 레이더를 사용하자 전파흡수물질을 잠수함의 스노켈과 잠망경에 바르려 했습니다.

 

 

지금 현재 최고의 전파흡수물질 기술을 보유한 미국은 1945년 처음 MIT 공대에서 MX-410 이라는 전파흡수페인트를 개발, P-61 블랙위도우에 바르는 실험을 하였습니다. 당시 MX-41는 전파흡수효과가 있었으나 너무 무거워서 항공기의 성능을 크게 약화시키는 문제가 있었습니다.

 

 

이후 미국은 전파흡수물질을 최대한 경량화하기 위해 노력하여 지금의 전파흡수물질 아이언볼이 개발되었고 이 아이언볼은 U-2 정찰기, SR-71 정찰기, F-117 폭격기 그리고 F-22 전투기에 적용되었습니다. (F-35는 아이언볼이 아닌 파이버맷 Fiber Mat)

 

하지만 전파흡수물질은 제작과 취급이 까다로우며 습기 등에 취약하며 F-117 같은 스텔스 전투기들은 비행을 마치고 나면 점검을 위하여 각종 점검창을 열어야 하는데 이때 점검창 틈새의 전파흡수물질을 제거 하여야 하며 비행전에 다시 틈새 부분을 전파흡수물질로 발라줘야 하기 때문에 좀 껄끄러울 수도 있습니다.

 

■아무리 그래도 러시아 전투기는 아직 미국의 상대가 되질 않는다.

 

다른 나라 상황은?

 

미국 뿐만 아니라 러시아 역시 전파흡수물질을 오래 전부터 사용해 왔으며 기술력도 상당합니다. 러시아는 전투기나 함선 뿐만 아니라 지대지 미사일이나 ICBM 등 공격무기에도 전파흡수물질 사용하고 있습니다.

 

일본의 경우 레이더 반사 면적 RCS(Radar cross section) 0.065 ㎡ 수준의 전파흡수물질을 F-2 전투기에 적용한 것으로 알려져 있으며 2020년대 후반 즈음에 F-2를 대체하는 일본의 차세대 스텔스 전투기 F-3의 RCS는 미국의 F-35보다는 낮지만 F-22보다는 약간 높은 수준을 갖출 것으로 예상됩니다.

 

 

 

참고로 0.1㎡ 정도면 농구공, 0.01㎡면 야구공, 0.001㎡면 탁구공, 0.0001㎡ 정도쯤 되면 소형 볼베어링 수준의 크기가 금속으로 만들어 졌을 때의 반사단면입니다.

 

즉, RCS가 작으면 작을 수록 적의 레이더에 걸릴 확률이 급격히 저하됩니다. 이라크 전에서 맹위를 떨쳤던 F-117 나이트 호크의 RCS는 0.0004∼0.0006㎡며 우리나라 공군의 최신예 전투기 F-15K는 6㎡, 러시아 전투기 SU-30은 4㎡, 우리나라도 도입하는 F-35는 0.00143㎡입니다.

 

그리고 보이는 F-22렙터와 최강 스텔스 폭격기 B-2의 RCS는 0.0001㎡로 적의 레이더에 포착되어도 작은 초파리처럼 보이는 이유입니다. (참고로 수출형 F-35는 성능을 저하시켜서 RCS 0.15 6㎡라는 소문도 있었는데 이에 대해 록히드 마틴은 수출형과 내수형에 성능차이가 없다고 밝혔습니다)

 

 

중국이 주장하는 5세대 스텔스 전투기 J-20는 RCS줄이기 위해 날개와 조종면, 동체의 모서리 부분이 평행 대칭이고 내부무장창(Internal Weapons Bay)이 있다는 점을 생각하면 스텔스 전투기는 맞지만 중국은 J-20 RCS 수준이 0.0001㎡으로 F-22와 동급이라고 우기고 있습니다. 하지만 미국과 기술 격차가 최소 15년 이상 벌어져 있어서 말도 안되는 허세입니다.

 

 

더군다나 미국은 작년부터 F-22 전파흡수물질 전면 개보수에 착수했습니다. 지금도 레이더에 작은 초파리처럼 보이는 F-22가 적의 레이더에서 완전히 사라질수도 있다는 이야기입니다. 중국과 러시아가 5세대 스텔스 전투기를 개발에 진땀을 흘리는 동안 미국은 따라올 수 없도록 더 도망가고 있습니다.

 

 

우리나라 경우 국방과학연구소(ADD)에서 1999년부터 전파흡수물질을 개발하기 시작하였고 0.25㎡ RCS 수준의 전파흡수물질 개발하였으며 현재는 나노 기술을 사용하여 0.00065㎡ RCS 수준의 전파흡수물질을 개발하는데 성공하여 실제 항공기에 적용해 실험까지 한 것으로 알려져 있습니다.

 

현재 상황을 살펴보면 우리나라의 스텔스 기술은 당연히 미국보다는 못하지만 중국과 비슷하거나 그 이상인 것으로 생각됩니다. 우리나라도 하루 빨리 무인 스텔스 공격기와 스텔스 전투기 사업이 개발 성공하여 실전 배치하길 바랍니다.