‘6세대 전투기’ 개발 시동···국내 항공업계도 ‘큰 도전’

KF-21과 국산 무인전투기 간 편대비행 가상도. [사진=방위사업청]

[이뉴스투데이 김재한 항공·방산 전문기자] 지난 10일 유력 대선 후보인 이재명 후보가 차세대 전투기 개발을 공약으로 천명했다. KF-21을 잇는 차세대 전투기와 항공기 엔진을 독자 개발해 자주국방을 실현하겠다는 것. 이 공약에 따라 6세대 전투기 개발이 국내 항공업계에 주요 이슈로 급부상했다.

◇ 6세대 전투기, AI 등 첨단 항공기술 총결집

13일 항공업계에 따르면 최근 전 세계 항공업계에서 가장 주목받는 이슈는 단연 6세대 전투기 개발이다. 오늘날 최강이라고 평가받는 미 공군의 F-22 전투기를 뛰어넘는 그야말로 미래 전투기를 개발하는 프로젝트다. 현재 이 프로젝트에 미국을 비롯해 유럽, 러시아, 중국, 일본 등 소위 항공강국들이 대거 참여하고 있다.

특히 내로라하는 항공강국들이 개발에 참여하고 있는 만큼 6세대 전투기에는 혁신적 첨단 항공기술이 총동원된다. 예컨대 5세대 전투기를 뛰어넘는 강력한 스텔스 성능과 인공지능(AI)을 통한 데이터 분석, 첨단 무기, 그리고 유무인 복합운용체계 등이 꼽힌다. 이는 곧 국내 항공업계가 6세대 전투기 개발을 위해 확보해야 하는 기술들이다.

이 가운데 인공지능은 모의 전투분석을 통해 최적의 전술을 개발하고, 빠르고 정확한 정보처리 능력으로 조종사의 의사결정 시간을 단축해 준다. 특히 인공지능 기술이 급속히 발전하면서 오는 2035년 이후에는 조종사에게 속도, 방향 등 항공기의 기동을 조언할 수 있게 되고, 2045년 이후에는 무인기의 단독 임무도 가능해질 것으로 공군은 전망하고 있다.

유무인 복합운용체계는 유인전투기가 다수의 무인전투기를 운용하거나 지휘통제하는 운용 개념이다. 미 공군연구소가 공개한 운용개념에 따르면 통상적으로 2~4대로 편성되는 전투기 편대는 편대를 지휘하는 장기(leader)와 장기를 엄호하거나 지원하는 요기(wingman)로 구성된다.

지금까지 이러한 편대는 유인전투기로만 구성됐지만, 미 공군은 향후 유인전투기와 무인전투기로 구성된 편대를 구상하고 있다. 즉 복잡한 전장 상황에서 조종사가 상황판단을 하고, 무인전투기에 명령을 내리면 무인전투기가 명령을 수행한다는 개념이다. 미 공군연구소는 요기 임무를 수행하는 이러한 무인전투기들을 “충성스런 윙맨(Loyal Wingman)”으로 표현하고 있다.

무장도 이전 세대 전투기와 뚜렷한 차이를 보인다. 그 중 가장 주목받는 무장이 바로 레이저 무기다. 레이저 무기는 초속 30만km의 속도로 공격하기 때문에 대응이 사실상 불가능하고, 중력의 영향 없이 직선으로 이동해 탄도계산도 필요 없다. 또한 수 km 밖에서 10cm 직경의 작은 표적도 요격할 수 있을 만큼 초정밀 타격도 가능해 4.5세대 이하 전투기는 대응 자체가 불가능하다.

◇ 한반도, 6세대 전투기 개발 각축장

이 같은 6세대 전투기의 등장에 따라 향후 한반도 안보환경도 변화될 전망인 가운데 우리나라를 둘러싼 한반도 주변은 이미 6세대 전투기 개발 각축장이 됐다. 우선 군사·외교적으로 주변국에 속하는 미국을 비롯해 러시아, 중국, 일본이 2030년대 중반경 6세대 전투기를 실전에 배치할 것으로 전망된다.

최근 미국이 공개한 6세대 전투기 F-47. [사진=미 공군]

이와 달리 우리나라는 6세대 전투기 도입이 아직 요원한 상태다. 오는 2035년경, 한반도 주변국들이 6세대 전투기를 속속 배치한다면 우리나라와 주변국 간 전투기 전력 불균형이 우려되는 상황이다. 실제로 2035년경 우리 공군의 전투기 전력은 큰 이변이 없는 한 5세대 전투기인 F-35를 제외하고 KF-21, F-15K, KF-16 등 모두 4.5세대 이하 전투기들로 구성될 전망이다.

물론 공군도 이러한 전력 불균형을 일찌감치 우려해 왔다. 공군은 한반도 주변국들의 6세대 전투기 조기 배치에 따라 2035년 이후에는 공중우세 확보가 어려울 것으로 보고, 6세대 전투기 도입을 위한 기반 조성과 사업 소요기간을 고려한 조기 도입 추진이 필요하다는 입장을 유지해 왔다. 이는 이재명 후보가 차세대 전투기 개발과 독자적 엔진 개발을 통해 자주국방 실현을 강조한 배경이다.

◇ 군·항공업계, 6세대 전투기 기술 확보 중

안보환경 변화에 대응해야 할 우리 군은 6세대 전투기 개발을 위한 준비에 이미 나섰다. 지난 2022년 5월, 합동참모본부는 'AI 기반 6세대 전투기 운용개념 및 발전방안 연구' 용역을 내고 6세대 전투기 확보를 위한 기술 확보 로드맵 수립에 나선 것. 이와 함께 공군도 유무인 전투비행체계 확보도 추진하고 있다.

유무인 전투비행체계는 스텔스 능력을 바탕으로 적 상공에서 보이지 않는 상태로 적을 탐지·식별하고 공격을 수행하는 지능화된 전투비행체계를 말한다.

이는 작전을 예측 불가하게 만들어 적의 작전적 선택을 어렵게해 우리 군 지휘부의 의사결정 시간을 획기적으로 단축해 준다. 특히 저가의 무인기를 다수 운용해 광역 감시와 다수 표적에 대한 정밀타격 등으로 적의 비대칭 공격을 차단하는 소위 ‘게임 체인저’가 될 것으로 공군은 기대하고 있다.

공군은 이를 실현하기 위해 KF-21을 기반으로 국산 유무인 전투비행체계 확보를 추진 중이다. 공군에 따르면 오는 2040년까지 KF-21의 추가 성능개량을 통해 스텔스 능력을 강화하고, 스텔스 능력을 보유한 무인기와 통합해 유무인 전투비행체계를 적용한다는 구상이다. 그리고 이를 기반으로 2041년 이후에는 AI 기반의 6세대 유무인 전투기를 확보해 완벽한 스텔스 능력을 보유한 유무인 전투비행체계를 확보해 나간다는 계획이다.

지난 2월 25일 부산 대한항공 테크센터에서 열린 저피탐 무인 편대기 기술시범기 1호기 출고식. [사진=대한항공]

실제로 유인전투기와 동시에 임무를 수행할 저피탐 무인편대기 개발은 국방과학연구소가 지난 2021년 11월부터 개발에 착수했다. 이후 시제업체로 대한항공이 참여해 지난 2월 25일 저피탐 무인 편대기 기술시범기 1호기가 출고됐다.

대한항공에 따르면 운용개념은 저피탐 무인편대기 4~5대가 유인기 1대와 편조를 이뤄 임무를 수행하며, 유인기 호위 임무를 비롯해 적 방공망 제압(SEAD), 공중제압, 비행장 공격, 근접항공지원(CAS), 정보·감시·정찰(ISR), 전자전 임무 등을 수행할 수 있을 것으로 대한항공은 분석했다.

한편, 개발은 2027년까지 완료할 예정인 가운데 올해 연말 기술시범기의 초도비행을 거쳐 2027년에 유인기 조종사가 공중에서 무인기를 직접 통제하는 유무인 복합 비행시험에 진입하는 것을 목표로 하고 있다.