전투기의 적 레이더 탐지율을 극대화하여

Question

전투기의 적 레이더 탐지율을 극대화하여 줄이는 스텔스(Stealth)기술 중 형상 설계 원리와 전파 흡수 물질(RAM)의 작동 메커니즘은 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

레이더가 물체를 발견하는 거리는 레이더 단면적(RCS)의 4제곱근에 비례해요. RCS를 1만분의 1로 줄여야 탐지 거리가 10분의 1로 줄어들 만큼 둔감해서, 스텔스기는 형상과 소재를 함께 동원해 RCS를 수천 배 이상 낮춰요.

형상 설계는 반사 에너지를 없애기보다 몇 개의 좁은 방향으로 몰아넣는 데 목적이 있어요. F-117은 평평한 패널을 이어 붙인 다면체로, B-2는 부드러운 곡면으로 반사파가 레이더 쪽으로 돌아가지 않게 했어요. 날개 앞전, 꼬리날개 끝, 무장창 문의 톱니 모양 테두리까지 같은 몇 개 각도로 정렬하면 반사가 그 방향들에만 솟고 나머지 방향은 조용해져요. 조종석 캐노피에도 얇은 금속 코팅을 입혀 안쪽 계기와 헬멧이 반사체가 되지 않게 막아요.

RAM은 먼저 표면의 전기적 성질인 임피던스를 공기와 비슷하게 맞춰 전파가 튕겨나가지 않고 안으로 들어오게 하고, 들어온 전파는 탄소나 페라이트 입자의 유전·자기 손실로 열이 되어 사라져요. 성질이 다른 층을 여러 겹 쌓은 다층 흡수체는 층마다 다른 주파수를 맡아 흡수 대역을 넓혀요. 날개 가장자리나 패널 이음매를 따라 흐르던 표면 전류가 끝에서 다시 방사되는 것을 줄이는 데도 RAM이 쓰여요 :)

Answer 2

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.

스텔스 기술은 전투기에 닿은 레이더 전파가 다시 레이더 쪽으로 강하게 돌아가지 않도록 만드는 것이 핵심입니다.

먼저 형상 설계에서는 동체와 날개의 각도, 모서리, 흡입구 등을 조절해 반사된 전파가 다른 방향으로 흩어지도록 하고, RAM은 전파 흡수 물질로, 들어온 전자기파의 에너지를 재료 내부에서 흡수해 주로 열과 같은 형태로 소모시켜 발사를 줄이게 됩니다.

실제 스텔스기 형상 설계와 RAM뿐 아니라 엔진 노출, 무장창, 표면 이음새 등을 함꼐 관리해 레이더 반사 면적을 낮추게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

스텔스 기술은 전투기의 레이더 반사면적을 최소화하여 적 레이더에 탐지될 확률을 극적으로 줄이는 핵심 항공 기술입니다. 형상 설계 원리는 레이더 전파가 송신된 방향이 아닌 엉뚱한 각도로 튕겨 나가도록 다면체 구조 매끄러운 곡선 및 내부 무장창을 적용합니다 전파 흡수 물질은 기체 표면에 도포되어 입사된 전자기파 에너지를 유전 및 자성 손실을 통해 미세한 열에너지로 변환시켜 소모시킵니다. 이처럼 기하학적 파동 산란과 재료 공학적 에너지 변환 메커니즘이 결합되어 적 레이더로 되돌아가는 반사파를 극한으로 억제합니다 결과적으로 두 기술의 유기적 시너지를 통해 전투기는 적의 탐지를 무력화하고 압도적인 은밀성과 생존성을 확보하게 됩니다

Answer 4

안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.

스텔스 기술은 크게 형상 설계로 레이더파를 다른 방향으로 흘려보내고 전파 흡수 물질로 남은 에너지를 열로 바꿔 흡수하는 두 가지 원리로 작동합니다.

Answer 5

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

전투기가 레이더에 안 걸리려면 우선 생김새부터 평평하고 뾰족하게 깎아야 해요. 왜냐하면 적 레이더 전파가 날아왔을 때 둥근 면에 부딪히면 그대로 송신처로 되튀어가기 때문이죠. 그래서 기체를 각진 다면체나 사선 형태로 설계해서 전파를 엉뚱한 방향으로 멀리 흘려보내게 돼요.

하지만 모양만으로는 전파를 완벽하게 피할 순 없습니다. 그러니까 기체 겉면에 전파 흡수 물질을 꼼꼼히 발라 주는 거죠. 이 도료는 날아온 전파 에너지를 그대로 흡수를 한 뒤에 내부에서 전기적 손실을 일으킵니다. 그래서 열 에너지로 바꿔버리는 거죠. 그래서 전파가 되돌아가지 못하고 소모가 돼버리니까, 적의 레이더 화면에서는 아예 허상처럼 안 잡히게 되는 겁니다.