개발 2년10개월 만에이스라엘 뛰어넘었다

개발 2년10개월 만에이스라엘 뛰어넘었다

<8>헬기용 전방관측 적외선 장비 AAQ-333(상) 

이석종 기자 seokjong@dema.mil.kr

 

국내 독자 개발된 헬기용 전방관측적외선 장비(FLIR) AAQ-333. 국방과학연구소 제공

 

ADD가 개발한 국산 헬기용 FLIR AAQ-333을 장착한 육군의 UH-60 헬기. ADD 제공

국산 FLIR의 탄생 헬기에 장착

 

국산 헬기용 전방관측 적외선 장비(FLIR: Forward Looking Infrared) AAQ-333은 악시정 및 야간에 항행 지원과 표적 획득을 위한 적외선 열 영상 카메라다.

항공기 전방에 장착된 센서로 적외선 열 영상을 획득, 항공기의 항행 정보와 함께 모니터에 시현함으로써 항행 보조장비로 활용된다.　아울러 독자적으로 또는 레이더와 연동, 지정된 표적에 카메라의 시선을 지향하고 주야간 고배율·고선명의 표적 열 영상을 획득해 작전에 활용한다.

　헬기에 탑재되는 FLIR는 영상을 획득하는 센서 구동기, 헬기와의 연동, 센서 제어 및 표적 처리 등을 담당하는 시스템 처리기, 운용자가 센서 구동기의 상태와 기능을 제어할 수 있는 다기능 조종간, 헬기의 항법 정보와 함께 센서 구동기로부터 획득된 영상을 시현하는 다기능 시현기로 구성된다. 육·해·공군의 UH-60, 링스(Lynx), HH-47 헬기에 장착됐고 수리온에도 성능이 개량돼 장착됐다.이 장비를 개발하는 사업은 선행된 연구개발사업 없이 단 한 차례의 체계개발사업으로 2000년 8월에 착수, 2003년 6월에 종료됐다.

우선 진행된 적외선 열상 카메라 개발과 해군 링스 헬기에 대한 개조 장착은 2001년 9월에 완료됐고, 2002년 11월까지 시험평가가 완료됐다. 이어 2002년 9월부터 2003년 4월 사이에는 육군의 UH-60에 대한 시험평가가 완료됐다. 또 공군의 HH-47에 대한 시험평가는 2003년 1월부터 2003년 6월까지 수행됐다. 이후 규격화와 함께 그해 후반기에는 육군과의 양산계약이 체결됐다. 2008년까지 계속된 양산단계에서는 해군과 공군이 운용하는 UH-60과 HH-60 헬기에도 전력화됐다.

함초롬바탕; LETTER-SPACING: 0pt">1994년 링스헬기에 FLIR 탑재 준비 시발점

해군은 1994년부터 링스 헬기에 FLIR를 탑재하기 위해 국외업체 선정 등 관련 절차를 진행했다. 하지만 선정된 장비가 요구 성능을 충족하는지에 대한 판정 의견이 불일치했고 국외업체의 민원으로 국외업체 장비를 재선정해야 하는 난관에 봉착해 있었다.

이와 함께 1990년대 중반 이후 육군과 공군에서도 유사한 기능을 갖춘 장비를 UH-60, HH-47 헬기에 장착하기 위해 국외 도입하려는 소요가 있는 것을 확인한 합참은 1998년 8월 육·해·공군 유사 성능 장비의 총 수명주기 동안의 비용 등을 감안해 헬기용 FLIR에 대한 통합 작전운용성능(ROC: Required Operational Capability)을 확정했다.

　이에 따라 국방부는 국방과학연구소(ADD)에 전방관측 적외선 장비의 개발 가능성을 문의했고 ADD가 ‘개발 가능’ 의견을 제시하자 사업 타당성을 검토해 1998년 12월 이 장비를 연구개발 대상 사업으로 분류하고 정부 주도 연구개발 사업으로 결정했으며 2000년 8월 사업이 시작됐다. 

개발 당시 기술수준 및 개발 과정

짧은 시간·미흡한 경험 열악한 환경 딛고 성공

 

　미국의 레이시언사와 FSI사에서 다양한 헬기에 적용할 수 있는 전방관측 적외선 장비를 개발해 판매하고 있었고, 프랑스·영국·이스라엘 등에서도 유사한 성능의 헬기용 전방관측 적외선 장비가 막 개발돼 자국에 배치되면서 호시탐탐 국내 진출을 엿보고 있는 실정이었다.

　국외 장비의 공통적인 특징은 초점면 배열 적외선검출기를 적용해 1세대 열상장비에 비해 훨씬 안정적인 2세대 또는 3세대 열상장비로 개선돼 가고 있다는 것이었다. 또 소형 경량 안정화 및 항공기 항법정보 연동 기술이 적용돼 장거리 표적 획득은 물론 항법보조장비로도 활용하기 시작한 상태였다. 

　ADD는 1990년 중반부터 주간 카메라 및 적외선 열상 카메라가 내장돼 자동영상추적이 가능한 전자광학 추적 장비에 대해 응용연구를 수행했고 2000년 초 군단급 무인항공기에 탑재 가능한 영상감지기(DAQ-01K)를 개발 완료한 상태였다. 

　이에 따라 안정화 및 표적 추적 기술 자체는 큰 어려움이 없었지만 소형 경량의 터릿을 설계·제작하는 기술과 국내 최초로 독자적인 FLIR의 헬기 탑재를 위한 기체개조·탑재체 형상 설계 기술이 추가적으로 필요했고, 감항성 인증도 수행돼야 했다. 

　특히 가장 큰 어려움은 적외선 열상 카메라 개발이었다.각군의 소요 제기가 한창이던 1996년은 ADD가 국내 최초로 전방감시용 열상장비(TOD: Thermal Observation Device) TAS-970K를 독자 개발해 전력화한 시점이었지만 TOD 장비는 1세대 주사방식의 열상장비로 헬기에 탑재하기에는 복잡하고 전력소모도 많으며 무거운 실정이었다.

　또 ADD는 1996년부터 1999년까지 2세대 및 3세대 열상 카메라 기술 확보를 위한 초점면 배열 열상기술 응용연구 과제를 수행했는데 합참에서 헬기용 전방관측 적외선 장비에 대한 통합 작전운용성능을 확정하고 국방부가 ADD에 개발 가능성을 문의하던 1998년은 응용연구가 한창 진행되던 시점이었다. 

　물론 적외선 열상 카메라만 국외 도입해 전방관측 적외선 장비를 개발하는 방법도 가능했으나 핵심 센서를 도입해 전체 체계를 구성하는 것은 국내 연구개발이라는 명분에 맞지 않았다.

　이에 ADD 연구진은 전방관측 적외선 장비에 탑재될 수 있는 3세대 열상 카메라 모듈에 야전 환경성을 부여해 시험개발급으로 설계, 제작하기로 뜻을 모았다. 아울러 당시 개발 중이던 군단급 무인항공기 영상감지기에 체계 적용이 가능하도록 설계했다.

　짧은 기간, 미흡한 경험과 열악한 환경에서 밤을 지새우며 연구해 개발한 열상 카메라 모듈은, 이스라엘에서 도입해 군단급 무인항공기에 시험 중이던 적외선 열상 카메라 모듈보다 오히려 성능이 우수한 것으로 판정됐다. 그리하여 2000년 5월 응용연구 결과 ‘군 사용가’ 판정을 받은 국내 개발 열상 모듈(SU-1K)이 군단급 무인항공기 영상감지기에 대체 조달됐고 이 열상 모듈 기술은 바로 헬기용 전방관측 적외선 장비에 적용됐다.

 

국방과학기술지식대백과사전

함초롬바탕; LETTER-SPACING: 0pt">- 전방관측 적외선 장비 함초롬바탕; 전방관측 적외선 장비(FLIR)는 빛의 유무에 관계없이 모든 물체에서 발산하는 적외선을 감지해 그 온도와 주변 온도의 분포를 측정하고 영상으로 재구성해 화면으로 나타내 준다. 따라서 FLIR를 항공기에 장착하면 야간이나 악천후에도 목표물을 탐색하고 추적할 수 있어 첨단 항공전자장비라고 할 수 있다. 물체와 배경의 온도차를 이용, 주간은 물론 야간에도 수㎞ 떨어진 물체를 탐지할 수 있다. 초기의 적외선 카메라는 항공기에 탑재, 앞쪽 아래 방향을 주사해 영상을 획득하는 형태로 쓰였으므로 측방 감시 레이더(SLR: Side Looking Radar)와 상대되는 의미로 이런 명칭이 붙여졌다. 이후 기술 발전으로 일반 카메라 형태로 개발돼 많은 분야에 활용되면서 일반적인 용어로 사용되고 있다. 열 영상 장비 및 열상 관측 장비와 같은 의미다. 헬리콥터의 야간조종 및 목표탐지식별용으로 쓰이거나, 전차의 사격통제장치 등에 사용되고 있다. 

 

국방기술품질원 제공

국방과학연구소(ADD)·국방일보 공동기획