전파흡수물질

1. 개요[편집]

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Radar-absorbent material. 약자는 RAM

보통 전자파가 이 물질에 닿으면 물질 안으로 투과된 뒤, 그 안에서만 계속 반사될 뿐 바깥으로 빠져나가지 못한다. 즉 전자파는 이 물질에 붙잡혀서 물질 내부에서 계속 반사되다가 결국 열에너지 형태로 변환되어버린다.

전파흡수물질은 군사용으로 적 레이더 전파가 되돌아가는 것을 막기 위하여 널리 쓰이며, 민간용으로도 전파가 난반사 되는 문제를 해결하기 위하여 쓰인다.

2. 개발[편집]

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전파흡수물질에 대한 연구는 거의 레이더가 개발된 직후라고 볼 수 있으며, 1930년대에 이미 이에 관한 연구논문들이 보인다. 심지어 1936년에는 네덜란드에서 관련된 특허도 출원되었다. 이 네덜란드산 전파흡수물질은 흑연과 이산화티타늄 등을 섞어 만든 것이다.

전파흡수물질을 개발하여 처음으로 무기에 직접 사용한 것은 독일로 알려져 있다. 독일은 제2차 세계 대전 중 이러한 전파흡수물질을 잠수함의 스노켈과 잠망경에 바르려고 하였다. 당시 연합군은 잠수함 탐색을 위하여 해상초계기에 수상탐색용 레이더를 사용하였기 때문. 이것은 흑연과 기타 물질들을 고무에 섞어서 만든 것으로, 전파 흡수에 대해 어느정도 효과가 있었으나 바닷물에 약하다는 결정적인 단점이 있었다. 잠수함에 쓰려고 만든 건데.... 이 독일산 전파흡수물질은 고무로 된 판재 안에 철카르보닐(철+일산화탄소 화합물)로 된 가루를 첨가한 것이었으며 보통 7~8mm 정도 두께로 제작하였다.

2.1. 개발 국가[편집]

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2.1.1. 미국[편집]

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미국의 경우에는 1945년경에 MIT 공대에서 MX-410 이라는 전파흡수페인트를 개발, P-61 블랙위도우에 바르는 실험을 하였다. 이것은 흑연 대신 철 성분이 들어간 것이었는데, 전파흡수효과가 있었으나 너무 무거워서 항공기의 성능을 크게 약화시키는 문제가 있었다. MX-410은 페인트인 만큼 두께는 무척 얇아서 평균 두께는 0.5~0.6mm 정도였으며 주로 X-밴드에 대한 흡수효과가 좋았다. MX-410은 원판 형태의 알루미늄 조각들과 흑연을 고무에 첨가한 형태로 제작되었다. 한편 미국은 중량에 대한 제약이 덜한 선박용으로 알루미늄 대신 대략 1.5mm 전후의 두께로 된 철 조각들이 들어간 전파흡수도료도 개발하였다.

이후 미국은 전파흡수물질을 최대한 경량화하였으며, SR-71에 적용하기도 하였다. 이후 F-117, B-2, F-22, F-35등의 스텔스 전투기에 더 개선된 전파흡수물질이 적용되었으며 F-15나 F-16도 공기흡입구에 이것을 칠하여 레이더 반사 면적을 줄인 것으로 알려져 있다.

일반적으로 전파흡수물질은 제작과 취급이 까다로우며, 습기 등에 취약하여 사용이 쉽지만은 않다. 게다가 F-117 같은 스텔스 항공기들은 비행을 마치고 나면 점검을 위하여 각종 점검창을 열때 점검창 틈새의 전파흡수물질을 제거 하여야 하며, 비행전에 다시 틈새 부분을 전파흡수물질로 발라줘야 하는 것으로 알려져있다.

2.1.2. 러시아[편집]

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러시아 역시 전파흡수물질을 오래 전부터 사용해 왔으며 미국처럼 발달해 있다. 러시아의 경우 전투기나 함선은 물론이거니와 지대지 미사일이나 ICBM 등 공격무기에도 사용하는 것이 특징이며, 심지어는 폴리우스 우주전투 인공위성에까지 사용했었다.

2.1.3. 일본[편집]

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일본의 경우에는 도심지역에서 빌딩사이에서 전파가 난반사되어 TV수신이 잘 안되는 경우나, 혹은 교각에 레이더 전파가 산란되어 선박의 항해용 레이더가 말썽을 일으키는 문제를 해결하려고 빌딩이나 교각등에 레이더 흡수 물질을 사용한 것으로 알려져 있다. 이것을 응용하여 F-2 전투기에도 전파흡수물질을 적용한 것으로 알려져 있다. 한편 이 미국이 이 일본의 전파 흡수 물질 기술을 알려달라고 한 것으로 알려져 있는데, 일본의 수준이 어느 정도인지 알려고 했던 것 같다.[1][2]

2.1.4. 대한민국[편집]

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얼마 전에 대한민국의 국방과학연구소에서도 이를 개발하여 항공기 모형 및 실제 항공기에 적용하여 실험을 한 것으로 알려져 있다. 노루페인트가 공동 개발 및 생산에 참여한다.
국산 차세대 스텔스 전투기 KF-21에 시제기때부터 주익과 미익을 구성하는 복합재에 일체성형 되어 사용되었다.
나머지 부분에는 도료가 발라졌을 것으로 추정. 자세한 내용은 보라매 사업 참고

2.2. RCS 측정[편집]

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한편 소리의 측정 등을 위한 무반향실이 있듯, 전파측정용 무반향실도 있다. 이런곳의 벽면은 주로 뾰족뾰족한 피라미드꼴 형태의 폼이 잔뜩 붙어 있다. 보통 비가연성 우레탄 폼에 카본물질을 섞어 넣은 것이다. 이 피라미드 꼴 폼 사이로 전파가 들어오면 그 곳에서 계속 반사되다가 다시 되돌아가지 못하게 된다. 이런것을 사용하는 전파측정용 무반향실은 주로 전자장비에서 전자파가 나오는지 측정하거나, 통신장비나 레이더, 혹은 전파방해장비의 성능시험을 위해서 쓴다.

3. 현재[편집]

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현재는 5세대 스텔스 전투기가 아니더라도, 웬만한 4세대/4.5세대 전투기라면 특정 RCS(레이더 반사 면적) 값이 높게 나오는 부위[3]에 부분적으로 전파흡수물질을 바르고 있다.

현재 각국은 전파흡수구조물 (Radar Absorbent-Structure)를 개발 중이다. 종전의 전파흡수물질은 기본적인 구조물 위에 덧바르거나 덧붙이는 형태였다면, 이것은 구조물자체가 전파흡수능력이 있는 것이다. 이렇게 하면 전파흡수물질을 덧바르지 않아도 되므로 생산비용이 절감되고 정비소요도 줄어들며, 전체 시스템 자체의 중량도 줄이는 효과가 있다.

4. 황칠나무 수액?[편집]

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2001년에는 황칠나무 수액을 가공하여 도색하면 전파를 차단하는 스텔스 도료를 만들 수 있다는 기사가 주간동아에 실린 적이 있다. 황칠나무의 사용 역사와 이를 다시 현대에 맞게 활용하려는 이들에 대해 다룬 기사였으며, 글 말미에는 황칠나무를 연구하고 있다는 이의 말을 인용하여 일본이 일제강점기 때부터 1970년대까지 우리나라에서 황칠나무 수액을 가져갔으며, 이를 항공기에 발라 스텔스 기술에 활용했으며, 현재의 스텔스기에도 이를 사용하고 있다는 주장이 실려있다. 그러나 일본이 일제강점기에 스텔스 기를 개발하거나 전파흡수 물질을 사용했다는 기록도 없고, 또 미국의 스텔스기에 활용되고 있는 소자는 나무 수액 등이 아니라 금속이나 탄소 등을 가공한 복합소재인 만큼 실제 여부는 미지수. 애초에 전파를 흡수하거나 차단할 수 있는 물질은 생각보다 다양하다. 중요한 건 이게 실용화 가능하냐는 부분인데, 온갖 열악한 환경에서도 문제없이 작동해야 하는 군용 기준 조건의 특성상 기준치에 미치지 못하고 팽 당하는 경우가 많으므로, 이 경우도 마찬가지 사례로 추정된다. 예를 들어 전파흡수에 우수한 어떤 소재가 있다 하더라도 항공기가 비행하는 고고도 환경에서 대기 마찰열에 의한 고온과 높은 고도로 인한 저온, 그로 인한 급격한 온도 변화, 그리고 공기 중에 분포된 습기 등에 취약하다면 아무리 전파 흡수율이 뛰어나더라도 해당 소재는 이용 가치가 떨어지게 되는 것이다. 선박이나 육상장비의 경우도 마찬가지. 야전에서 감당해야 할 온갖 가혹한 환경에 취약하다면 효용가치가 없다.