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해군 함정 설계 시 스텔스 성능을 확보하기 위해
해군 함정 설계 시 스텔스 성능을 확보하기 위해 적용되는 레이더 반사 면적(RCS) 저감 기술과 적외선 신호 차단 구조의 설계 원리는 무엇인가요?
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안녕하세요. 박재화 박사입니다.
함정의 스텔스 설계는 레이더와 적외선 센서에 보이는 신호를 완전히 없애기보다 탐지하기 어렵게 줄이는 것이 목적입니다.
RCS 저감에는 외판을 일정한 각도로 기울이고, 직각 모서리, 돌출 장비, 개방형 난간처럼 레이더가 강하게 반사되는 구조들을 줄여주는 방법들이 사용되고 있어요. 레이더나 통신장비, 무장 일부를 마스트나 외피 내부에 통합하고 필요에 따라서는 전파 흡수 재료를 적용해 반사 에너지를 낮춰줍니다.
적외선 신호는 엔진 배기구와 고온 장비가 가장 큰 원인이기 때문에 배기가스를 외부 공기와 섞어 온도를 낮추고 뜨거운 부분이 직접 보이지 않도록 차폐 구조를 사용하기도 합니다. 또한 기관실 배기관의 단열이나 냉각, 열 분산 등을 통해서 함정 표면에 특정 고온 지점이 두드러지지 않도록 관리합니다.
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채택된 답변안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
해군 함정의 스텔스 성능 극대화를 위한 RCS 저감 기술과 적외선 신호 차단 구조의 핵심 설계 원리는 다음과 같습니다.
RCS 저감 기술은 함정 표면을 수직 대신 경사각으로 설계하여 적 레이더 파형을 공중이나 바다로 반사시키는 경사형 형상 설계와 수직 수평면이 만나는 직각 교차점을 제거하여 거울 반사를 방지하고 표면에 전파 흡수 물질을 도포하는 원리로 작동합니다 한편 적외선 신호 차단 기술은 함정의 가장 강력한 열원인 가스터빈 및 디젤 엔진의 고온 배기가스에 차가운 외기를 강제로 혼합하여 분출 온도를 획기적으로 낮추는 억제기를 탑재하고 배기구 주변 형상을 차폐하여 적외선 탐지기의 직접적 시선을 차단하도록 설계됩니다 추가적으로 기관실 구역 내부 벽면에 열차단 단열재를 보강하고 선체 외부 표면에 해수 분사 시스템을 구축하여 선체 표면 온도를 주변 바다 및 기온과 유사하게 유지함으로써 대적외선 피탐률을 최적화합니다
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
RCS를 줄이는 첫 단계는 형상 설계예요. 레이더파는 거울처럼 입사한 각도대로 반사되니, 함정 측면과 상부 구조물 벽을 10° 안팎으로 기울여 레이더가 온 방향이 아닌 하늘이나 수면 쪽으로 튕겨 보내요. 벽과 갑판이 직각으로 만나면 반사파를 그대로 되돌려 보내는 코너 반사기가 되니 모서리를 없애고, 크레인이나 계류 장비는 덮개 안에 숨겨요. 안테나는 매끈한 통합 마스트 안에 넣고, 선체 모서리 방향을 몇 가지 각도로 맞춰 반사를 좁은 방향에만 몰아요. 형상만으로 줄이지 못한 부분에는 전자기파를 흡수해 열로 바꾸는 페라이트나 탄소 계열 전파흡수재를 발라요.
적외선 쪽은 가스터빈 배기가 가장 큰 열원이에요. 배기관에 이덕터를 달아 빠져나가는 배기 흐름으로 주변 찬 공기를 빨아들여 섞고, 필요하면 바닷물을 분사해 온도를 낮춰요. 달궈진 연통 내벽은 외부에서 직접 보이지 않게 가려요. 햇볕에 데워진 선체는 바닷물을 뿌리는 살수 장치로 식히고, 방사율이 낮은 도료와 기관실 단열로 주변 바다와의 온도 차를 줄여요 :)