새로운 위협

방탄헬멧을 쓰고 소총을 든 채 공중을 쳐다보는 러시아 병사의 모습은 드론이 가져온 전장의 변화를 상징적으로 보여준다.

지상작전환경에 전혀 새로운 형태의 위협이 등장한 것이다. 올해 2월 24일 발발한 우크라이나와 러시아의 전쟁은 드론이 전장에 등장한 이후 광범위하고 효과적으로 운용되기 시작한 전례로 기억되리라 예상된다. 2020년 아제르바이잔과 아르메니아 전쟁에서 드론의 활약이 크게 부각되었지만 군사력 규모가 크지 않은 나라들 간의 전쟁이었기 때문에(아제르바이잔 12만6천여명, 아르메니아 6만7천5백여명) 드론전쟁의 서막¹⁾ 정도로 판단되어 왔다. 그러나 우크라이나와 러시아의 전쟁에서는 총력전과 전면전의 양상으로 전개되면서 러시아의 전차·장갑차·보병전투차·지휘차량과 보급차량, 레이더 및 대공방어시스템 등이 드론 공격에 의해 무력화되는 양상이 식별되고 있다.

기존 무기체계 플래폼과 연결되지 않는 새로운 형태의 공격과 방어작전 수행이 예상보다 빠르게 전장에 적용되고 있다. 드론전력화를 추진하는 우리 군의 입장에서는 드론전력화와 병행하여 대드론체계 진단과 기술개발이 시급한 실정이다.

대드론체계 진단

2022년 현재까지의 분쟁지역에서 드론이 운용되거나 드론을 활용한 테러가 발생된 현황은 아래 그림1과 같다. 그림 1에서 보듯 분쟁과 테러가 발생하는 모든지역에 드론이 다양한 형태로 투입되어 있다. 공격방법도 다양하다.

우크라이나 드론 전문부대²⁾인 ‘아에로로즈비드카’의 경우 산악용 오토바이를 타고 러시아군 근처까지 접근하여 조작이 단순한 상용드론을 활용하여 표적을 공격한다. 표적 가까이 접근해서 공격하는 방식은 전쟁 이외의 지역에서 민간/산업시설에 대해 동일하게 적용될 수 있다. 테러에 사용되는 드론은 세계 소형무인기 시장의 70%를 차지하고 있는 중국산 드론을 포함하여 국내에서 어디든 손쉽게 구입하거나 조립할 수 있는 드론들이다.(그림 2 참고)

북한 또한 드론기술의 상당 부분을 중국으로부터 이전받았을 가능성이 매우 높으며 이미 2014년도에 침투한 소형드론의 부품 분석에서 그 사실이 입증된 바 있다. 이제는 드론을 탐지하고 식별하여 무력화시키는 대드론체계의 전력화와 기술개발이 시급하다고 생각된다.

드론에 대응하는 체계인 대드론체계 (Counter-Drone)는 일부에서 안티드론(Anti-Drone)과 혼용해서 사용³⁾되기도 하나 현재는 군과 경찰 모두 대드론체계로 사용하고 있다.(`22. 4. 20. 대테러 고위급 심포지움)

대드론체계는 그림 3과 같이 탐지-식별-대응의 3단계로 이루어진다.

탐지단계는 레이더를 활용한 능동형 방식과 RF, 음향, 적외선을 활용한 수동형 탐지방식이 있다. (그림4 참고) 테러 또는 공격에 사용되는 드론은 군사용 목적으로 제작된 것일 수도 있지만 상업용 또는 장난감 수준의 드론도 활용될 수 있다. 현재 군은 국지방공레이더를 통해 10km 이상의 거리에서 탐지를 목표로 하고 있으나 개활한 지형 또는 사전 경보 전파된 항적이 아니라면 탐지는 제한될 것이다. 만약 도심지역에서 표적 가까이 접근해 공격을 시도한다면 수동형 탐지체계를 적용하여야 하나 기후 등 작전환경, 사각지역, 짧은 탐지거리 등으로 적용하기가 쉽지 않다.

식별단계는 탐지단계와 동시에 추진되는 개념으로 그림 5와 같은 수단을 활용하여 탐지된 드론의 레이더반사면적(RCS) 및 형상에 따라 드론의 기종을 파악하고 비행체의 합법성과 위협여부를 판단하는 단계로 `20년 대드론체계 전투실험시 가장 문제가 되었던 단계다. 탐지 이후 식별시간이 과다하게 소요되어 적시적으로 적성여부를 판단하고 대응하는데 제한이 되었다. 미국 등 군사선진국은 탐지·식별을 통합하여 중첩감시체계를 구축하고 AI기능과의 결합, 광자레이더 등 새로운 탐지기술의 발전을 추구하고 있다.

무력화는 탐지·식별된 적성 또는 위협드론에 대해 물리적으로 무력화하는 Hard-Kill 단계 또는 전파신호를 이용하여 무력화하는 Soft-Kill 단계 방식을 적용하는 것이다. 통상적으로 상업용 또는 장난감 드론 등을 활용한 공격에 대응하는 경찰에서는 전파교란(Jamming) 또는 스푸핑(Spoofing) 등 Soft-Kill 방식을 적용하고 군에서는 Hard-Kill 방식까지 적용한다. 무력화를 위해 군은 적성 무인기와 테러공격을 동일하게 판단하여 전력화를 추진하고 있다. 적성 무인기는 탐지레이더와 AI가 결합된 복합 방공무기를 종심 깊게 운용해서 대응하고 HPM (High Power Microwave)과 레이저 등으로 드론을 타격하여 직접 파괴를 실시한다.(그림6 참고) 전투실험 결과 국내 다수를 차지하는 상용 드론의 경우 광대역재머 드론건과 드론돔 등을 활용한 무력화는 가능하였으며 Hard-Kill 방식은 진화적으로 발전하고 있다.

대드론체계 발전방향과 기술개발의 필요성

현재 전력화되었거나 전력화될 무기체계로 드론을 이용한 공격 또는 테러에 효과적으로 대응하는 것은 제한된다. 국내에서 2009년부터 ‘무인기 대상 방어시스템 연구’를 시작으로 ‘안티드론’으로 불리는 대드론 전력 개발이 시작되었지만 효과적인 무기체계 개발까지는 연결되지 못하였다. 약소국 또는 약자의 무기체계로 발전한 드론의 공격수단과 방법이 다양화되어 대응속도가 이를 따라가지 못하고 있다. 육군은 지난 4월 5일 「대드론 전투발전 세미나」를 개최하여 유관기관 및 부서의 대드론체계를 진단한 결과 상당한 노력이 시급히 필요하다고 판단되었다.

탐지분야는 현재 국지방공레이더, SSR⁴⁾, 대드론레이더, RF스캐너 등으로 구성되어 있으나 상용·소형드론에 대한 대응은 발전되어야 한다. 소형드론에 대한 탐지율을 향상시키기 위해 저속·저고도·저피탐 드론의 탐지 기술을 개발하여야 한다. 주파수를 사용하지 않는 자율비행, 경로비행 등의 탐지와 탐지 가능한 주파수대역 이외의 주파수를 사용하는 드론 등에 대해 복합탐지가 되도록 탐지 포트폴리오가 구축되어야 한다. 국내 탐지기술 개발업체들의 능력이 상당하므로 대드론체계에 대한 군의 대응개념 구현이 가능할 것으로 판단된다.

식별분야는 탐지분야와 동시에 발전해야 한다. 탐지된 무기체계는 식별되어야 하고 식별할 수 없다는 것은 탐지의 의미가 없기 때문이다. 식별은 무력화 단계를 위해 반드시 필요한데 현재 식별 자산들인 TOD, EO/IR, 쌍안경/육안, 제한된 AI 지원체계 등으로 제한사항이 많다. 따라서 가혹한 환경(안개, 강우 등 악기상)에서 식별자산의 인식율을 높이고 조류와 구분되며 전자식별이 강화되도록 기술이 개발되어야 한다.

무력화 기술은 Hard-Kill 방식과 Soft-Kill 방식이 적절히 혼합되어 운용될 수 있도록 개발하여야 한다. Jamming 또는 Spoofing 방식은 우리나라의 작전환경과 재머 운용조건이 부합되도록 성능을 개선해가면서 관성합법 및 지형인식으로 접근하는 드론에 대한 대응능력도 개발 되어야 한다. Hard-Kill 방식은 레이저무기체계와 함께 전자기펄스(EMP)와 대공화기로 드론을 사격하여 직접 파괴하는 방식의 무기체계가 개발 및 운용되고 있다. 레이저는 출력의 차등화를 통한 다양한 무기체계가 제대별로 운용될 필요가 있다. 군의 대드론체계 운용의 최종상태가 침투 또는 공격하는 드론의 완전한 파괴 즉 방호작전의 완전작전을 의미하기 때문에 대공미사일 또는 대공포에 의한 파괴무기도 개발되어야 한다. 현재의 대공미사일도 요격은 가능하나 낙탄 등에 의한 2차 피해가 우려되어 대드론체계 운용개념에서 누락되어 있어 보완이 요망된다. 적성 드론의 파괴와 관련하여 공중폭발탄이나 CIWS와 같은 근접방어무기체계의 지상군 버전을 만들어서 대대급 이상의 지휘소 등을 방호할 필요도 있다고 판단된다. 드론 파괴무기의 운영개념에 대해서는 우크라이나의 전훈분석을 통해 활발하게 발전되리라 생각하며 원격무인체계의 기술을 적용하면 가능할 것이라 판단된다.

마치면서

그간 군의 대드론대응개념은 기존 구축된 방공무기체계의 발전으로 충족될 수 있으리라 판단해왔으나 최근의 환경은 ‘방공체계’의 한계를 분명히 노출하였다. 앞서 언급한 대로 소형드론의 성능과 신뢰성이 비약적으로 향상되어 탐지 및 식별, 무력화에 문제가 되고 있다. 따라서 대드론 관련 국내업체들의 기술수준이 상당한 수준에 있기 때문에 산·학·연과 군이 협업하여 대드론체계 기술발전과 기존 체계들의 성능개선에 착수하여야 한다.

대드론체계 기술발전과 전력화를 위해서는 첫째, 육군의 대드론체계 소요기획체계 진단을 통해 소요기획부서에 대한 보강이 이루어져야 한다.(`21. 4월 대드론체계 세미나 이후 현재 검토 중이다.) 美 국방성이 소형드론에 대한 합동군 차원의 통합 대응을 위해 합동소형무인기대응국(JCO ; Joint Counter-sUAS Office)을 육군성에 설치하고 합동군과 제병과를 통합한 노력을 추진하고 있다는 것을 참고할 필요가 있다. 둘째는 드론의 위협에 효과적이고 즉각적으로 대응하기 위해서 산·학·연·군의 공동노력으로 현존위협에 대한 요구능력을 산출하여야 한다. 산출결과는 요구능력의 구현 가능성을 고려하여 일부는 신속획득사업으로 일부는 연구개발로 나뉘어 추진해야 한다. 셋째는 현재 기술기획체계에 누락되어 있거나 소홀한 대드론체계 관련 기술들을 발굴하여 반영시켜야 한다. 이를 위해 합참 30개 핵심전력에 대드론체계도 포함시켜야 한다. 드론은 전파를 사용하므로 위협 예상지역이나 중요시설 인근에서 이륙시부터 추적이 가능한 기술도 개발이 착수되어야 한다. 규모가 크지 않은 국내 개발업체들의 연구개발이 지속되도록 민군협력기술, 미래도전기술 참여도 군이 적극 지원하여야 한다.

대드론체계에 대한 관심이 매우 높다. 드론의 위협은 현존위협에서 미래 위협까지 걸쳐 있고 민간부문에서 군사부문까지 전 스펙트럼에 걸쳐 존재한다. 능력있는 우수한 업체들과 군이 협업하여 세계시장을 선도할 수 있는 대드론체계 기술개발과 무기체계가 양산될 수 있기를 기대한다.