4세대 / 4.5세대 전투기

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1. 개요2. 상세

2.1. 카운터 스텔스

3. 해당 전투기4. 관련 문서

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1. 개요

4세대 / 4.5세대 전투기는 다목적성을 중시하게 되고, 초음속 성능과 아음속 성능의 조화를 추구한 전투기이다. 현재 미국, 러시아, 프랑스, 영국, 중국, 대한민국, 일본 등에서 주력으로 운용하고, 또한 생산하고 있는 거의 대부분의 기종이 해당된다.

2. 상세

전투기 개발국들은 3세대 전투기의 전투경험, 특히 베트남 전쟁에서 많은 교훈을 얻었다.

WVR(Within Visual Range: 근거리 가시(可視) 전투) 공대공 미사일이 생각보다 낮은 효율을 보였다. WVR 능력을 향상시켜주는 공기역학적 설계와 기동성 위주의 설계가 이루어졌다.

그렇다고 BVR (Beyond Visual Range), 시계외 전투 능력이 도외시되진 않았다. 전과가 생각 외로 저조했을 뿐이지, 전무하지 않았기 때문이다. 공대공 미사일의 낮은 신뢰성이 대폭 개선되었으며, 레이더 역시 4세대 전투기에 이르러 세련되게 개선되었다. 기동성과 가속능력은 BVR 시대에도 여전히 중요한 요소다. 중거리, 장거리 공대공 전투에서는 유리한 상황을 만들어내거나, 혹은 불리한 상황에서 벗어나려면 높은 기동성과 가속능력을 지녀야 하기 때문이다.

멀티롤(Multi-Role: 다목적) 전폭기가 상당한 성공을 이룬다. 이후 제작되는 다수의 전투기가 멀티롤로 기획되었다.

하지만 멀티롤은 장점만 있지 않았다. 상술한대로 공대공 영역에서 의외의 취약함을 보였기 때문이다. 이 교훈으로 미국 공군 하늘의 제왕(Air Superiority Fighter. 그러니까 말 그대로 제공권 장악용 전투기가 개발 모토였다)을 목표로 해서 F-15를 개발하게 된다.[1] 또한 미국 해군은 F-14를 개발한다.

항공전자장비의 발전으로 FBW(Fly-by-Wire) 시스템 등이 등장했다. 특히 80년대 전후로 혁신적으로 발달한 컴퓨터 기술로 AESA 레이더 개발된다. IRST(InfraRed Search and Track 적외선감시 및 추적장비)은 냉전 초기부터 장착되었지만, 4세대에 이르러서는 디지털화, 고도화된 개선품들이 들어간다. 다만 F-14는 이에 해당하지 않아 공식적으로는 4세대 전투기이나 엄밀히 말하면 완벽한 4세대기는 아니다.

소재기술로 가볍고 튼튼한 복합소재 동체 등이 적용되어, 4.5세대 전투기로 업그레이드되었다. 또한 완전한 스텔스는 아니지만, 저탐지 도료와 형상변환으로 RCS값을 낮춘 준스텔스 기종도 있다. 미국에서는 4.5세대를 4+ Generation이라고 하기도 하는데, 이쪽은 4++로 분류된다.

일각에서는 저피탐 설계 및 조치를 한 4.5세대 세미스텔스 전투기가 단순히 통상형 설계를 기반으로 개조되었기 때문에 이도 저도 아니라고 비판하기도 한다. 이는 레이더는 탐지만을 목적으로 하고, 스텔스는 탐지 수단을 피해 은폐하는 기술이라고만 축소되어 알려진 탓이 크게 작용한다. 그러나 현대 공중전에서는 시계 밖 교전이 주를 이루면서도 미,영,러,중을 주축으로 개발 된 각국의 무기의 성능이 평준화 되었다. 스텔스기를 보유하기 어려운 국가들은 조금이라도 항공기의 RCS값을 줄여야 승산이 있다고 여긴다. 결정적으로 대부분의 중거리 공대공 미사일은 열추적이 아닌 액티브 레이더 방식으로서, 발사 전 모기(母機)의 레이더 정보를 기반으로 지령을 받으며 종말단계까지 진행시켜야 한다. 어찌되든 세미스텔스 적용이 된 항공기를 Lock-on 하기 조금이라도 어려워짐은 명백한 사실이다. 뿐만 아니라 진보된 항전장비를 장착한다면 더욱 중거리 공대공 미사일을 디피트 시킬 확률이 증가한다.

4세대 기체는 1970년대에 처음 등장한 이래, 지난 40여 년간 기술발전에 따라서 꾸준히 개량이 이루어지고 있다. 같은 기종이라도 초창기 모델과 최신 모델 사이의 성능 차이는 극심하며, 몇가지 특징점을 지니면 4.5세대로 따로 분류되기도 한다.

가령 미군의 대표적인 4세대 기체인 F-16는 버전 별로 성능 차이가 크다. 1970년대 말 등장한 초기형 F-16A Block 1/5와 1990년대 이후 등장한 F-16C/D Block 50/52이나 이후 개량된 F-16V는 외관과 이름만 공유한다. 엔진과 각종 전자장비의 성능 격차는 매우 크다. F-15 역시 비슷하게 발전하였다. F-15와 F-16 후기 계열기들은 성능상으로 4.5세대 전투기로 분류되는데 문제가 없다. 동구권 전투기 역시 이 경향은 동일하다.

4세대 전투기는 오시라크 원자로 공습 등 자잘한 중동 지역 분쟁들과 결정적으로 걸프전을 통해 그 성능과 가치를 세계에 보였다. 이제 필수불가결한 항공 전력이 된 조기경보기와의 팀플레이로[2] 대활약했다.

초기형 4세대 전투기들은 미국 등 몇몇 강대국에서 퇴역 절차를 밟았다. 하지만 2020년대 5세대기가 본격적으로 보급 운용됨에도 대부분 나라에서 4, 4.5 세대기가 여전히 신규도입되고 있다. 현 주력기인 4-4.5 세대기를 전면적으로 5세대기로 교체하려는 나라는 없다. 가장 적극적인 미군조차도 4.5세대기를 계속 신규도입 또는 신규개발까지 염두에 둔다. 대다수 나라들은 노후한 3세대기를 저렴한 4.5세대기로 교체하고 심지어는 4세대기로 교체하는 경우도 있다. 이는 여러 요인이 있다.

5세대 스텔스기의 개발 및 구입비나 운용비용이 높아 4세대기의 낮은 운용비용이 주목받고 있다.
냉전 종식 후 세계적으로 전면전 위험이 줄어들었다.
스텔스 기술에 대한 전략 가치 평가가 달라지고 4세대기가 5세대기의 보완 역할로 주목받고 있다.
미국을 제외한 강대국의 5세대기 도입이 부진하고 안보위험이 적은 나라들은 4.5세대기도 충분하다는 인식이 확산되었다.
4.5 세대기 레이더나 전자장비 성능이 크게 높아져 전술적 효용을 유지할 수 있다.

일반적으로 현대 전투기는 수명기간 중 총소유비용에서 구입비가 25-30%, 운용비가 70-75%를 차지한다. 같은 예산으로는 유지비가 낮은 4.5세대기가 더 많은 전투기 전력 보유할 수 있다. 보통 5세대기와 4.5 세대기를 혼합 운용하거나 4.5 세대기 중심으로 운용하는 편이 실질적 공군력 유지에 유리할 수 있다.

가령 초계나 요격, 파일럿 훈련 같은 필수적 통상 임무, CAS 등은 전투기에 큰 성능을 요구하지 않는다. 이 임무까지 5세대 전투기가 맡는다면 운용비가 감당이 안 되게 치솟을 것이다.

2.1. 카운터 스텔스

4.5세대기의 목표는 제한적으로나마 스텔스기에 대응할 수 있는 능력을 보유하거나, 스텔스기 작전 선택의 폭을 좁히는 데에 있다.

최소한 영공 내에서라도 지상레이더나 공중조기경보기 등 다양한 정보자산을 정교하게 운용한다. 고도화된 정보자산을 가진 국가는 유무형의 스텔스 탐지 능력을 갖추고 있거나, 갖추려고 노력함이 보통이다. 오히려 5세대기의 탐지는 4.5세대 각기의 능력보다는 정보자산의 역할이 더 크다고 하겠다.

4.5세대기의 역할이 중요치 않다는 뜻은 아니다. 최소한의 능력이 없으면 탐지수단에게 보조를 받아도 스텔스기 상대가 어렵다. 정밀한 AESA 레이더, IRST, ECM등 기타 전자전이나 고도화된 센서가 필수다. 소프트웨어적으로는 데이터 퓨전으로 정보를 통합하여 탐지 확률을 높인다.

실재로 미군의 전자전기인 EA-18G는 F-22 탐지한 훈련 전과가 있다. 라팔 역시 훈련 중 F-22와 무승부한 공식 기록이 있다. 비록 자세한 전말이 드러나진 않았지만, 스텔스기가 격추된 전과 역시 있으며, 교전 중 탐지에 성공했다는 주장 역시 보인다.

다만 이들 전과의 공통점은 훈련 중이거나, 타국 영공을 침투하던 스텔스기를 요격했었단 점에 주목할 필요가 있다. 반대로 말하면 제약 조건이나 정보자산의 보조 없이 4.5세기가 타국을 침투하면서 스텔스기를 격추한 사례는 전무하단 뜻이다. 이렇듯 4.5세대기가 단독으로 5세대기보다 유리한 고지를 차지하기는 매우 어렵다.

어쨌든 스텔스기를 지닌 공자측도 방자의 고도화된 대응 수단을 인식하고 있다면 공격 선택이 제한된다. 압도적인 스텔스 능력을 바탕으로 적 영공을 휘젓는 식의 운용은 어렵게 된다.

3. 해당 전투기

자체 개발/공동 개발 기종이 아닌 면허생산 기종의 경우 원 제조사의 기종에 포함.

F-14,[3] F-15,[4] F-16,[5] F/A-18,[6] F-20
MiG-29, MiG-31, Su-27, Su-30, T-10M
Su-33, Su-35, Su-47, MiG-29, MiG-MFI, MiG-31BM, MiG-35
JAS 39 그리펜, 사브 37 비겐 [7]
미라주 2000, 미라주 4000, 라팔
유로파이터 타이푼
J-10, J-11,[A] J-15,[A] J-16 [A]
FC-1 [11]
F-CK-1
FA-50[블록10:4세대, 블록70(20):4.5세대], KF-21 보라매(블록1)[12]
F-2
테자스, TEDBF

4. 관련 문서

전투기

[1] 실제로 F-15 개발팀 문에 지상에는 단 1%로도 할애하지 않는다라는 말이 붙어 있었을 정도. 그러나 지금의 우리가 아는 대로 F-15는 폭탄 등의 무장 탑재량을 늘려 대지상 임무에 특화된 전폭기로 개량됐다. [2] 엄밀히 말하면, 관제 등의 지원이 없으면 안 된다는 기존의 상식을 재확인시켜준 것에 가깝다. 이라크의 지상관제 시설은 전쟁이 시작하자마자 무력화됐다. [3] F-14D(4세대), 취소된 개량 계획으로는 F-14ST/AST21(4.5세대) 등이 있다. F-14는 미국 최초의 4세대 전투기이며 초도 비행은 1970년 12월 21일로 F-15(1972년 7월 27일), F-16(1974년 1월 20일), F/A-18(1978년 11월 18일)보다 빠르다. [4] 미국 운용형 기준 F-15A/B/C/D/E(4세대) F-15EX(4.5세대). 대외 수출형의 경우 4세대 ~ 4.5세대로

F-15K,

F-15SG,

F-15J/J改(이글카이) 등이 있으며 수출형으로 판매를 목표로 한 스텔스 기술이 일부 적용된

F-15SE도 있다. 2021년 현재 대한민국 공군이 운용 중인 F-15K의 경우 2020년대 중에 AESA 레이더 교체 등의 전자장비를 개수할 예정. [5] F-16A/B/C/D(4세대), F-16V(4.5세대) 등, 참고로 대한민국 공군도 F-16C/D 계열 중에는 4세대로

F-16PB(블록32)와

KF-16(블록 52)를 운용하고 있으며 2010년대 들어 F-16PB(블록32)를 F-16PBU(블럭 52)로 전량 개량 완료하였다. 그나마 KF-16(블럭 52)의 경우 2020년대 초반 현재 4.5세대인

KF-16V(블록 72)으로 개량 중이다. [6] 4세대로 F/A-18A/B/C/D 호넷이 있으며 4.5세대로는 F/A-18E/F 슈퍼호넷이 있다. [7] 기존 3세대인 AJ37 비겐을 개조한 세계 최초 4세대 전투기다. [A] J-11A의 경우 Su-27 면허생산형이라서 원래라면 원 제조사의 기종에 포함되어야 하나 J-11B부터 지적재산권을 어기고 Su-27 계열의 전투기를 역공학적으로 분석하여 습득한 기술로 만든 불법 복제하여 약간의 개량(수직미익과 주익을 재설계하고 국산 개발한 디지털 플라이 바이 와이어 시스템의 채용)을 거쳐 새로 생산하여 원 제조사 기종에서 제외. 이는 각각 T-10K-3, Su-30을 복제한 J-15와 J-16에도 해당. [A] [A] [11] 중국과 공동개발 [12] 아직 개발이 완료되지 않아서 명확하지는 않지만, 일단 Block 1은 4.5세대로 분류된다. 그리고 Block 2의 경우 2029년부터 양산되는 성능 개량형으로, 레이더 모드 업데이트를 통해 공대지/공대함 임무 수행이 가능해지며 운용 가능한 무장이 추가된다는 점을 보면 4.5세대 전투기로 볼 가능성이 높다. 그러나 일부 기사에서는 Block 2 및 이후 버전의 경우는 진화적 개발 단계를 거치면서 완전 매립형 내부 무장창을 갖춘 5세대 스텔스 전투기라고 언급을 하는 점을 보면 Block 2가 5세대 전투기 성능 수준으로 개량될 가능성도 있으며 차후 개발될 가능성이 높은 2020년대 초 기준 비공식 개발안인 Block 3는 5세대나 5세대 이상으로 개량될 예정이다.