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[밀리터리 인사이드] F22 랩터, ‘얼룩무늬’에 숨겨진 비밀

수정: 2021.05.09 13:47

‘육안 요격’ 피하는 전투기 도장 기술

1950년대까지는 ‘속도 경쟁’…도장 기피
베트남전에서 군복처럼 ‘다색 위장’ 도입
지상에서 봤을 땐 위장 효과 거의 없어

최근엔 ‘명도 조절’ 반음영 위장패턴 대세

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▲ 한미 연합공중훈련인 ‘비질런트 에이스’(Vigilant Ace) 훈련 첫 날인 4일 오전 광주 공군 제1전투비행단 활주로에서 미군의 F22 랩터 전투기가 임무를 마치고 복귀하고 있다. 2017.12. 연합뉴스

고속으로 기동하는 전투기 입장에서 가장 큰 위협은 ‘레이더’입니다. 그래서 과학자들은 레이더파를 흡수하는 ‘스텔스 기술’로 집요한 추적을 따돌렸습니다.

스텔스 기술을 극대화한 미국의 ‘F22 랩터’는 세계 최강 전투기로 불립니다. 그런데 이 최첨단 전투기가 의외로 사람의 ‘눈’을 의식해 만든 장치가 있습니다. 바로 ‘얼룩무늬’입니다.

2차 세계대전이 한창이던 1940년대부터 1950년대 냉전기까지 엔진, 무장 등의 기술은 빠른 속도로 발전했지만 유독 항공기 도장 기술은 제자리 걸음을 했습니다. 레이더 기술이 비약적으로 발전하면서 “굳이 시각 위장까지 신경써야 하느냐”는 인식이 생기게 된 거죠.

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●초기엔 군복처럼 ‘다색 위장’ 도입

9일 한국산학기술학회 논문지에 실린 ‘항공기 시각 탐지 감소 위장기술 고찰’ 보고서에 따르면 기술 발달로 초음속기가 등장하면서 이런 경향은 더욱 심해졌습니다. 당시엔 ‘페인트 무게를 줄이고 표면 마찰력을 낮추면 더 높은 속도를 낼 수 있다’며 아예 아무런 색을 칠하지 않는 것을 반길 정도였습니다. 그러나 소화기로도 군용 항공기가 피격되는 사례가 늘어나면서 대책을 고민하게 됩니다.

베트남전이 발발한 1960년대엔 밀림 지역을 비행하는 군용 항공기가 발각되는 것을 줄이기 위해 ‘다색 위장패턴’이 개발됐습니다. 진녹색과 흑색, 연갈색 등의 색상을 섞어 위장 효과를 높였습니다. 특히 항공기보다 높은 지역에서 아래로 내려다볼 때 위장 효과가 높았습니다.

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▲ 얼룩무늬 위장을 한 F4 방위성금헌납기. 서울신문 DB

당시 많이 쓰였던 정찰기 ‘RF101 부두’는 빠른 속도에도 불구하고 단색을 사용했을 때 육안 요격 실패 확률은 11%에 그쳤습니다. 그런데 여러 색상을 섞어 도장한 결과 육안 요격 실패율이 44%로 4배로 높아졌습니다. 11㎞ 거리에선 육안으로 쉽게 확인할 수 없을 정도였습니다. 그래서 다색 패턴은 당시 최강 전투기였던 ‘F4 팬텀’에도 적용됐습니다.

하지만 단점도 있었습니다. 위에서 아래로 전투기 동체 윗면을 내려다볼 땐 위장효과가 높았지만, 땅에서 하늘을 볼 때는 위장 효과가 거의 없었습니다. 아니, 단색인 연회색으로 칠한 것보다 오히려 눈에 더 잘 띄이는 문제가 있었습니다. 지상에 있는 북베트남군의 입장에선 위장 효과가 크지 않았을 겁니다. 이 방법은 저고도 무인기, 헬기에 알맞은 기술입니다.

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▲ F22 랩터 기동 모습. 미 공군 유튜브 캡처

●도드라진 곳은 어둡게, 어두운 곳은 밝게

이런 단점을 보완해 개발된 것이 ‘반음영 위장패턴’입니다. 낮에 활동하는 ‘주행성 동물’의 몸체 아래가 밝은 색을 띄는 것에서 착안한 기술입니다. 일반적으로 그늘이 지는 몸통 아랫부분은 다른 부위에 비해 눈에 잘 띄입니다. 반대로 위쪽의 툭 튀어나온 부위는 햇빛이 반사돼 더 도드라져 보입니다. 그래서 인위적으로 밝은 부위는 명도를 낮춰 어둡게 만들고, 어두운 부위는 명도를 높여 밝게 만드는 것이 반음영 위장패턴입니다.

이 기술을 적용하면 기체가 평평하게 보이고, 먼 거리에서 형태를 구분하는데 어려움을 겪게 됩니다. 미국의 ‘F22 랩터’와 러시아의 ‘Su57 파크파’가 이 기술을 적용한 대표적인 기체입니다. 우리가 개발 중인 ‘KF21 보라매’에도 적용됩니다. 사실상 최신 기체에 대부분 적용되는 기술인 겁니다. 다만, 이 기술도 단점이 있습니다. 지상에 근접할수록 다색 위장패턴과 반대로 눈에 띄일 확률이 높아집니다.

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▲ 문재인 대통령이 9일 경남 사천시 한국항공우주산업(KAI) 고정익동에서 열린 한국형전투기 보라매(KF-21) 시제기 출고식에서 연설을 하고 있다.2021.4.9.
사천 도준석기자 pado@seoul.co.kr

군복에 주로 쓰이는 ‘픽셀 위장패턴’도 최신기술입니다. 실험 결과 체크무늬 위장은 일반 도색과 비교해 시각 탐지를 7.5% 가량 늦추는 것으로 나타났습니다. 다만 높은 위장 효과에 비해 유지보수 비용이 너무 많이 들고 도장 작업이 복잡해 널리 쓰이진 못하고 있습니다.

반대로 유지보수가 쉬운 ‘단색 위장패턴’은 널리 쓰입니다. ‘CH-47F 치누크 헬기’가 대표적인 사례입니다. 산림지역과 사막지역에 적합한 녹색, 연갈색을 다색 위장패턴으로 만들지 않고 하나의 색으로 섞어 쓴 결과 두 지역에서 모두 효과적인 것으로 나타났습니다.

항공모함의 함재기도 대체로 바다에서 눈에 띄지 않도록 회색으로 통일돼 있습니다. 사람의 눈을 신경쓸 필요가 없는 고공정찰기는 아예 검은색으로 칠하기도 합니다.

●‘오징어’ 발광술도 적용…‘반대 조명’ 기술

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▲ 무인항공기의 발광 장치를 가동하자 기체가 시야에서 사라지는 모습. 한국산학기술학회 논문지 캡처

반음영 위장패턴을 더 발전시킨 ‘반대 조명’도 있습니다. 반대 조명은 항공기에 색을 입히는 대신 ‘발광 장치‘를 달아 배경인 하늘과 명도 차이를 최소화하는 방식입니다.

변신의 귀재 ‘오징어’가 사용하는 기술과 똑같습니다. 오징어도 자유자재로 몸의 색을 변화시키고 스스로 빛을 내 주변 속으로 몸을 숨기는 기술이 있습니다. 실험도 성공적이었습니다. 길이 2m의 무인기를 1000피트(약 305m) 고도로 날도록 실험했더니, 발광 장치가 켜질 때는 하늘과 똑같은 색상으로 변해 눈으로 찾아낼 수 없게 됐습니다. 미 공군은 전투기 캐노피 색상을 바꾸는 연구도 진행 중입니다.

정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

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