4세대 / 4.5세대 전투기

1. 개요[편집]

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

2. 상세[편집]

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전투기 개발국들은 3세대 전투기의 전투경험, 특히 베트남 전쟁에서 많은 교훈을 얻어 4세대 전투기에 그 교훈을 적용하기 시작했다.

우선 성공적인 사례를 보인 멀티롤(Multi-Role: 다목적) 전폭기의 인기가 높아지기 시작하여 상당한 성공을 이루고, 이후 제작되는 다수의 전투기가 멀티롤로 기획되었다. 반대로 WVR(Within Visual Range: 근거리 가시(可視) 전투)의 필요성을 없애줄 줄 알았던 공대공 미사일이 생각보다 낮은 효율을 보여, WVR 능력을 향상시켜주는 공기역학적 설계와 기동성 위주의 설계가 이루어졌다.

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

한편 이거저거 다 해보겠다고 설계한 전투기가 죽 쑤는 것을 본 미국 공군은, 대놓고 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.

미국에서 이러한 흐름이 나타난 것은 멀티롤에 장점만 있지 않았기 때문이다. 멀티롤 전폭기는 공대공 영역에서 의외의 취약함을 보였으며, 이 교훈으로 미국 공군과 미국 해군은 제공권 장악에 중점을 둔 공중우세기인 F-15와 함대 방공용 요격기인 F-14를 만들게 된 것이다.

한편 항공전자장비의 발전으로 FBW(Fly-by-Wire) 시스템 등이 등장하였으며, 특히 1980년대 전후로 혁신적으로 발달한 컴퓨터 기술로 AESA 레이더, IRST(InfraRed Search and Track 적외선감시 및 추적장비) 등이 장착되고, 진보된 소재 기술로 가볍고 튼튼한 복합소재 동체 등이 적용되어, 4.5세대 전투기로 업그레이드되었다. 이들 중 IRST은 냉전 초기부터 쓰였던 장비였지만, 4세대에 이르러서는 디지털화, 고도화된 개선품들이 쓰이게 되었다.

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 아니라는 비판이 제기되기도 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 미국·영국·러시아·중국을 주축으로 개발된 각국의 무기의 성능이 평준화된 상황이기에, 스텔스기를 보유하기 어려운 국가들은 조금이라도 항공기의 RCS값을 줄이는 것이 중요하다고 여기고 있다. 결정적으로 대부분의 중거리 공대공 미사일은 열추적이 아닌 액티브 레이더 방식으로서, 발사 전 모기(母機)의 레이더 정보를 기반으로 지령을 받으며 종말단계까지 진행시켜야 하기 때문에 어찌되든 세미스텔스 적용이 된 항공기를 록온(Lock-on)하기 조금이라도 힘들어지는 것은 명백한 사실이다. 뿐만 아니라 진보된 항전장비를 장착한다면 더욱 중거리 공대공 미사일을 디피트시킬 수 있는 확률이 증가한다.

4세대 전투기는 1970년대에 처음 등장한 이래, 지난 40여 년간 기술발전에 따라서 꾸준히 개량이 이루어지고 있다. 이에 따라 같은 4세대 기종이라도 초창기 모델과 최신 모델 사이의 성능 차이는 아예 세대가 다르다고 봐도 무방할 정도이며 이후 전자장비 등이 추가된 기종의 경우 4.5세대로 분류된다.

예를 들어 미군의 가장 대표적인 4세대 전투기인 F-16의 경우 버전별로 성능의 차이가 많이 큰 편인데 당장 1970년대 말 등장한 초기형 F-16A Block 1/5와 1990년대 이후 등장한 F-16C/D Block 50/52이나 이후 개량된 F-16V 사이의 공통점은 외관과 이름 뿐이며 엔진과 각종 전자장비의 성능 격차는 매우 크다. 그리고 이 상황은 F-15도 비슷한 상황으로 1970년대 초기에 배치된 F-15A/B들과 1990년대에 운용되기 시작한 F-15E를 비롯하여 2000년대 중반 이후에 개량된 F-15 계열의 경우 성능 격차가 매우 크다. 따라서 2000년대에 개량되거나 새로 생산된 F-15와 F-16의 후기형들은 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 밟고 있다. 하지만 5세대 전투기가 본격적으로 보급되는 2020년대에 와서도 대부분의 국가에서는 4세대 전투기와 4.5세대 전투기가 여전히 활발하게 신규도입되고 있다. 현 주력기인 4-4.5 세대기를 전면적으로 5세대기로 교체하려는 나라는 없다. 5세대기의 도입에 가장 적극적인 미군조차도 4.5세대기를 계속 신규도입하고 있으며, 신규개발까지 염두에 두고 있다. 대부분의 국가들은 노후한 3세대기를 저렴한 4.5세대기로 교체하고 심지어는 4세대기로 교체하는 경우도 있다. 여기에는 여러 요인이 있다.

• 5세대 스텔스기의 개발 및 구입비나 운용비용이 생각보다 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 국가들에서는 4.5세대기로도 충분하다는 인식이 확산되었다.
• 전투기 기술발전도 점차 느려져, 4.5 세대기도 업그레이드를 통해 레이더나 전자장비의 성능이 크게 높아져 전술적 효용을 유지할 수 있다.

일반적으로 현대 전투기는 수명기간중 총소유비용에서 구입비가 25-30%, 운용비가 70-75%를 차지해서 같은 예산으로는 유지비가 낮은 4.5세대기가 더 많은 전투기 전력 보유가 가능하다. 그렇기에 안보상황과 예산압박을 고려하면, 5세대기와 4.5 세대기를 혼합 운용하거나 4.5 세대기 중심으로 운영하는 편이 실질적 공군력 유지에 더 유리할 수 있다는 것이다. 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. 비교적 값싼 4.5 세대기나 그보다도 더 싼 경전투기의 신규도입이나 신규개발이 21세기 전반에도 활발하게 진행되는 것은 이 때문이다.

그러다 보니 이는 전투기를 잘 모르는 사람들이 국내나 외국 상관 없이 오해하기 쉽다. 당장 국내만하더라도 대표적으로 F-15, F-16은 꾸준히 개량을 거쳐 현대전장에서 충분히 제 역할을 하고 있는 기체이지만 단순히 개발 연도와 최초 배치만 보고는 낡아빠진 기체라고 오해하는 기사들이 꽤 있다. 물론 이 두 기종이 5세대 최신예 전투기들에 비해서 노후됐다는 건 틀린 말은 아니지만 그래도 충분히 강력한 성능을 자랑하는 기종이다. 한국 공군에서 운용하고 있는 주력 전투기 또한 F-15K, KF-16 등 4세대 기종이다.

2.1. 카운터 스텔스[편집]

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

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

물론 이러한 이야기가 4.5세대기의 역할이 중요치 않다는 뜻이 되는 건 당연히 아니다. 최소한의 능력이 없으면 탐지수단에게 보조를 받아도 스텔스기를 상대하기가 어렵다. 정밀한 AESA 레이더, IRST, ECM 등 기타 전자전이나 고도화된 센서가 필수이며, 소프트웨어적으로는 데이터 퓨전으로 정보를 통합하여 탐지 확률을 높이는 것도 필요하다.

실제로 미군의 전자전기인 EA-18G는 훈련에서 F-22를 탐지한 전과를 기록했다. 라팔 역시 훈련 중 F-22와 공중전을 벌여 무승부로 끝난 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 중이었던 점에 주목할 필요가 있다. 여타 제한 사항이나 정보자산 보조 없이 4.5세대기가 5세대기보다 유리한 고지를 차지하기는 매우 어려운 일이다.

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

3. 해당 전투기[편집]

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• F-14[3]
  미국 최초의 4세대 전투기. F-14D(4세대), 취소된 개량 계획으로는 F-14ST/AST21(4.5세대) 등이 있다.
  , F-15[4]
  미국 운용형 기준 F-15A/B/C/D/E(4세대), F-15EX(4.5세대). 해외 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.
  , F-16[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. KF-16(블럭 52)의 경우 2020년대 초반 현재 4.5세대인 KF-16V(블록 72)으로 개량 중이다.
  , F/A-18[6]
  4세대로 F/A-18A/B/C/D 호넷이 있으며 4.5세대로는 F/A-18E/F 슈퍼호넷이 있다.
  , F-20
• Su-27, Su-35[7]
  Su-35/37/35S
  , Su-47, MiG-29, MiG-MFI, MiG-31, MiG-35
• JAS 39 그리펜, JA 37 비겐[8]
  기존 3세대인 AJ 37 비겐을 개조한 세계 최초 4세대 전투기다.
• 미라주 2000, 미라주 4000, 라팔
• 유로파이터 타이푼
• J-10, J-11, J-15, J-16
• FC-1[9]
  중국과 공동개발
• F-CK-1
• KF-16, FA-50, KF-21 보라매(블록1)[10]
  아직 개발이 완료되지 않아서 명확하지는 않지만, 일단 Block 1은 4.5세대로 분류된다. 그리고 Block 2의 경우 2029년부터 양산되는 성능 개량형으로, 레이다 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.
• F-2
• 테자스, TEDBF

4. 관련 문서[편집]

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• 전투기