1. 서 론

북한은 대규모의 장사정포를 보유 및 운영하면서 우 리나라의 안보에 큰 위협을 주고 있다[11]. 수도권 주요 지역을 사정거리에 두고 있는 적의 이 포병전력은 시간 당 1만 발을 퍼부을 수 있는 것으로 알려져 있으며[2], 실제 연평도 포격사건에서 그 위험이 확인되기도 하였 다[13]. 또한, 최근에는 새로운 방사포와 단거리 미사일 을 시험하는 등 포격에 의한 위협은 그 강도를 더해가고 있다[7].

우리 군은 이러한 위협에 적극적으로 대응하고, 국민의 생명과 자산을 보호하기 위해 장사정포 요격체계를 개발하 고 있다[12]. 과거에는 대화력전을 위한 아군 화력의 발전 을 도모하거나[4], 적의 공격능력을 사전 혹은 교전 발발 초기에 최대한 억제하는 방식[5]을 연구하기도 하였다. 그 러나 적의 공격으로 인한 주요 시설의 기능, 국민의 생명에 대한 심각한 피해를 원천적으로 방어하기 위한 방안으로서 이스라엘의 아이언돔과 같은 형태의 직접 요격방식이 대두 되었다[2].

개발되는 장사정포 요격체계는 <Figure 1>과 같이 다층 방어체계에서 최하층 및 최근거리 위협을 담당하게 된다 [8, 10]. 해당 체계의 개발은 2018년 합동참모본부의 확보 계획으로부터 시작되었고 2022년에 개발 착수하여 2020 년대 후반 혹은 2030년대 중반까지 양산을 목표로 하고 있다[2].

장사정포 요격체계는 <Figure 2>와 같이 기본적으로 하나 의 교전통제소, 하나의 탐지자산(레이더), 다수의 미사일 발사대로 구성된다[12]. 적의 공격을 탐지자산을 통해 확인 하면, 교전통제소에서 정보를 취합하여 각 발사대에 발견된 적 공격에 대응할 수 있도록 명령을 전달한다. 발사대는 유도 미사일을 발사하여 적탄을 공중에서 타격하여 격추하 게 된다[3].

이와 같이, 해당 체계의 작동 방식은 기본적으로 대공방어 미사일의 절차와 논리를 크게 벗어나지 않는다. 그러나, 다음의 두 가지 측면에서 기존의 체계와 차이를 가지고 있어 이에 대한 연구가 필요하다[3, 12].

첫째, 다수의 구성요소들이 복합적으로 작용하여 최종 성과에 영향을 미친다. 레이더의 탐지능력, 통제소의 명령 할당 방식, 발사대의 명령 수행 능력, 미사일의 사정거리와 명중 및 요격확률 등이 요소 성능(MOP: Measure of Performance) 에 해당한다[3, 12].

둘째, 본 요격체계는 다대다 교전을 기반으로 한다. 앞서 언급된 바와 같이 적의 장사정포 공격은 위력과 정확성은 다른 미사일 공격에 비해 떨어질 수 있으나 짧은 시간 동안 엄청난 수가 집중될 수 있다. 따라서 단위 시간 동안 다수의 적탄에 대응할 수 있는 동시교전능력의 중요성이 높다[12].

이러한 체계의 특성을 고려할 때 최종적인 성능인 효과도 의 분석에 선행될 필요가 있는 것이 각 요소들의 성능에 대한 연구이다. 특히, 탐지자산이나 발사대의 공간적 배치는 적 공격에 대한 목표 방어수준을 달성하기 위해 고려되어야 할 중요한 결정사항이다. 실제로, 기존 미사일 방어체계에 대해서는 이 주제가 다루어진 바 있다[6, 14].

그러나 장사정포 요격체계에 대한 연구는 걸음마 단계이 며, 기존 연구들[9, 12]은 성능에 대해 연구하고는 있으나 공간에 대해서는 다루지 못했다. 구체적으로 살펴보면 해당 연구들은 각 요소의 MOP 수치의 변화[12] 혹은 통제소의 할당 방식[9]에 대해서 연구하는데 그치고 있다. 이 경우, 탐지자산이나 발사대가 방호목표를 기준으로 어디에 위치 하고 있는지에 따라 분석의 결과가 달라질 수 있다는 점에서 주요한 선결조건을 단순 가정으로 처리하였다는 한계를 가 진다.

본 연구는 장사정포 요격체계 구성요소의 배치에 따른 성능을 분석하고자 한다. 세부적으로는 탐지자산인 레이더 와 발사대가 방호목표와 적 공격 방향을 기준으로 어떤 위치에서 어느 정도의 방어 효과를 얻을 수 있을지를 살펴보 고자 한다. 탐지자산의 경우 적 공격의 탐지 여부 및 최초 탐지 위치와 시점을 분석하고, 발사대의 경우 적탄에 대한 발사대의 요격 가능 발사시간의 범위를 통해 분석하였다.

다만 교전통제소의 경우 탐지자산과 교전통제소, 교전통 제소와 발사대 간의 거리가 수십 km를 벗어나지 않기 때문에 위치에 따른 명령 전달 시간의 변화는 발생하지 않을 것으로 보아 분석 대상에서 제외하였다.

실험은 장사정포 요격체계의 수행 과정을 모델링한 시뮬 레이션 프로그램을 기반으로 수행되었다.

본 연구의 분석 결과는 장사정포 요격체계의 개발과 운용 을 위한 중요한 기초자료를 제공할 것이다. 직접적으로는 분석 대상인 개별 요소에 대한 자료를 확보할 수 있을 것이 며, 더 나아가 전체 체계의 운영 전략이나 복합적인 최적화를 위한 데이터로도 활용할 수 있다.

2. 장사정포 요격체계 시뮬레이션

2.1 체계의 구성 및 명령 절차

시뮬레이션 실험을 위해 프로그래밍한 체계의 명령 수행 방식은 <Figure 1>에 표현된 바를 따르고 있다.

적탄이 발사되면, 탐지자산(레이더)에 의해 적탄의 존재 및 궤적정보가 획득된다. 다수의 적탄이 입체공간 내에 존재 하는 경우 서로 다른 객체가 레이더 상에서 중첩되어 나타날 수 있으므로, 별도의 적탄으로 인식할 수 있는지 확인하는 분해 단계를 거치게 된다. 다만, 본 연구에서는 특정 적탄의 궤적에 대해 탐지가능한지를 분석하고자 하기 때문에 분해 여부의 영향은 없다.

획득된 적탄 정보는 교전통제소에 전달된다. 교전통제소 는 레이더로부터 전달받은 적탄의 정보와 발사대로부터 전 달받은 발사대의 상황을 종합하여 각 적탄에 대해 대응하는 공격명령을 발사대에 할당한다. 할당 방식에 따라 발사대와 적탄의 조합만을 전달할 수도 있고, 발사 시간을 지정할 수도 있다.

발사대는 할당된 명령에 따라 미사일을 발사하게된다. 미사일은 지상 유도를 통해 적탄에 접근하게 되며, 근접거리 에서 자체 추적을 통해 적탄을 추적한 후 폭발하여 적탄을 파괴하게 된다.

2.2 요소 별 시뮬레이션 구현

2.2.1 탐지자산

탐지자산은 레이더의 위치(x_r , y_r , z_r )와 적탄의 특정 시 점의 위치(x_{e t}, y_et, z_et)를 기반으로 적탄의 탐지 여부를 판 단한다. 좌표계는 방호대상 영역의 중심이 원점이 되며, 동서방향이 x축으로 동쪽이 +값이 되며, 남북방향이 y축으 로 북쪽이 +값이다.

적탄의 레이더 기준 상대위치(x_{r e t}, y_{r e t}, z_{r e t})를 계산하 고, 이로부터 다음 식 (1)~(3)과 같이 적탄의 고각, 방위각, 입체거리를 계산한다. 단 이때 고각 ϕ의 경우 수평이 rad 0(0도), 연직방향이 π/2 (90도)에 해당한다. 방위각 θ은 레이 더의 정렬방향인 정북향이 rad 0(0도), 동향이 π/2(90도)가 된다.

적탄의 탐지는 고각, 방위각, 입체거리가 모두 다음 식 (4)~(6)의 조건을 모두 만족할 때 이루어진다. 즉, 다시 말해 공간 상의 입체 영역 내에 적탄이 존재하고 있는지를 판별하 는 것이다.

적탄의 궤적에 따른 탐지 여부를 <Figure 3>에 도식화 하였다. 평면도 상에서 적탄은 정북향 지점에서 서측으로 치우쳐져 진행한다. 레이더는 원점에서 약간 남쪽에 위치 하고 있으며, 방위각 범위가 좌우로 45도이다. 방위각과 탐지거리를 반영한 탐지 가능영역을 초록색 부채꼴로 표 현하였다. 빨간색 선 상에서 적탄이 진행하면서 탐지영역 내에 존재하는 경우 빨간색 점으로 표현하였다. 탐지가 종료되는 지점은 방위각의 한계인 것을 확인할 수 있다. 탐지가 시작되는 시점은 측면도에 표현되어있다. 측면도 는 적탄의 발사지점에서 탄착지점을 기준으로 구성한 것 이다. 적탄의 고도가 레이더의 탐지가능 고각 최대값 이내 로 진입한 경우부터 탐지가 이루어지고 있다.

2.2.2 발사대

발사대의 위치가 전체 시스템의 성능에 영향을 미치는 부분은 적탄의 궤적과 발사대의 요격 가능영역 간의 관계이 다. 전체 체계 뿐만 아니라 발사대 역시 다수의 적탄에 대응 해야 하기 때문에 적탄을 요격할 수 있는 시간이 길수록 목적을 달성하기에 유리하다.

요격가능영역을 <Figure 4>에 도식화하였다. 측면도 a)의 가로축은 적탄과 발사대의 수평거리이고, 세로축은 수직거 리이다. 기본적으로, 각 발사대는 요격 시 파편 등 부수적인 피해를 줄이기 위해 각 발사대에 대해 안전거리(입체거리 기준) 및 안전고도가 설정되어 있다. 그림 상에서 빨간 수평 선(고도)과 원호(거리)로 표현되어 있다.

더불어, 특정 위치에 도달하기 위하여 계산된 방향으로 유도되는 미사일의 로켓궤적 상 한계에 따른 영역이 존재한 다. 상승 각도의 최소, 최대 범위를 설정하고 각도를 조절하 며 만들어낸 궤적들의 예시가 파란 선으로 표현되었다. 본 연구에서는 상승각의 범위를 15도에서 75도로 한정하였다. 이 두 가지의 교집합이 최종적인 요격가능영역이 된다.

두 번째 그림 b)에 나타난 평면 방향을 기준으로는 반원 모양의 요격영역이 표현된다. 유도된 미사일이 적탄을 요격 하기 위해 적탄이 미사일 발사대를 지나치게 되는 지점부터 는 영역에서 제외된다.

3. 탐지자산 배치 연구

3.1 실험 설계

3.1.1 성능지표

이전 절에서 설명된 바와 같이, 탐지자산의 최우선 성능 지표는 적탄의 탐지 여부이다. 방호 영역 및 주변 지역에 조준되어 피해를 입힐 것으로 예상되는 적탄을 탐지하는 것은 전체 요격의 필수적인 전제조건이다.

다음으로 중요한 것은 탐지시점과 요격가능 영역 내 시점 간의 간격이다. 탐지가 너무 늦게 이루어질 경우, 교전통제 소에서 명령을 생성하고 이를 발사대가 받아 수행하는데 걸리는 시간 때문에 적탄이 이미 요격가능 영역을 지나칠 수 있기 때문이다.

3.1.2 탄착점 영역 설정

분석을 위해서 방호영역 중점인 원점을 기준으로 동서남 북으로 30km의 영역을 설정하였다. 이 정방형의 공간에 각 1km씩 간격으로 탄착점을 배치하여 적탄이 떨어지도록 궤적을 생성하여 각 궤적에 대해 레이더의 성능을 분석하였 다. 따라서 1회 실험에 대해 생성되는 적탄의 궤적은 3721개 가 된다.

3.1.3 적 공격 설정

본 연구에서는 적의 주 위협 수단인 240mm 장사정포의 공격을 모형화하여 분석한다. 적의 공격이 레이더와 발사대 의 대응에 영향을 주는 부분은 궤적의 형태이다. 로켓에 의해 진행방향을 조절할 수 있는 발사대의 성능과 달리 레이더의 경우 일반적으로 한 방향으로 정렬되어 방위각 범위의 제한을 받는다. 따라서 적 공격의 방향에 따라 탐지 능력에 영향이 있을 것으로 보아 공격원점의 거리를 방호목 표원점 기준 50km로 설정하고 0도(정북향), 15도, 30도, 45도의 4가지 경우를 살펴보았다. 적의 공격 거리가 사정거 리 한계(60km)보다 짧기 때문에 발사각의 경우 최대 사정거 리를 낼 수 있는 45도를 기본으로 하고, 실제 사용될 수 있는 발사각 범위보다 넓은 30도와 60도에 대해서 실험을 진행한다.

3.1.4 레이더 설정

식 (4)~식 (6)에 나타난 레이더의 성능 지표를 다음 <Table 1>과 같이 설정하였다.

3.2 실험 결과

3.2.1 적 공격 방위각 변화

기본적으로 적 공격 발사각 45도에 대하여 실험을 수행하 였다. <Figure 5>에 적 공격원점과 레이더의 상대적인 위치 변화에 다른 탐지 결과의 변화를 표현하였다. 초록색 원은 방호 원점이며, 보라색 원이 레이더의 위치이다. 적 공격원 점은 정북향(a)에서부터 동쪽으로 45도로 치우친 경우(d)까 지 달라지고 있다.

그래프 상에서 넓은 정방형 영역에 표현된 밝은 회색점은 적탄의 궤적 상 예상 탄착점이다. 앞서 실험 설계에서 언급한 바와 같이 1km 간격으로 한 변이 60km 크기인 정방형 영역 에 대해 실험을 진행하였다.

진한 회색점은 그 중 레이더에 탐지된 탄착점이다. 해당 적탄 궤적이 탐지가 되는 경우 첫 탐지 시작 시점을 파란색 점으로 표시하였고, 탐지 영역 내 존재하는 궤적을 <Figure 3>의 a)와 같이 빨간색으로 표시하였다.

<Figure 5>과 <Table 2>에 정리된 바와 같이 적 공격 방향의 변화는 탐지결과에 영향을 미치고 있다. 레이더의 정렬방향과 일치하는 방위각 0도에서 가장 많은 적탄을 탐지하는데 성공하였다. 특히 방위각 한계인 45도의 경우 0도에 비해 36% 줄어든 탐지 비율을 보이고 있다.

그러나, 실험에 설정된 영역은 실제 장사정포 요격체계를 운용하는 목적인 방호 대상 영역에 비해 매우 넓게 설정되어 있다. 일반적으로 방호 대상 시설이나 지역은 반경 수백m에 서 1km 이내일 것으로 예상되기 때문에, 본 실험에서는 초록색 원을 중심으로 한 9개의 정방형 탄착점에 해당되며, 범위를 넓히더라도 5x5의 영역(2km x 2km)을 넘어서지 않을 것이다.

이 경우, 모든 방위각에 대하여 이 좁은 영역을 향하는 모든 적탄에 대해서 탐지가 가능하다. <Figure 6>는 45도 방위각을 설정한 경우 적의 공격원점이 존재할 수 있는 영역을 실제 적 장사정포의 사정거리보다 넓게 표현한 것이 다. 방호원점을 서측에 치우친 안산 인근으로 설정한 경우에 도 대부분의 적 장사정포 부대의 공격이 탐지 가능한 방위각 에 포함된다는 것을 알 수 있다.

3.2.2 적 공격 발사각 변화

적 공격의 발사각에 따른 적탄 궤적의 차이가 탐지 결과에 가져오는 변화를 살펴보기 위하여 추가적인 실험을 진행하 였다. 기존 실험의 발사각 45도에 더하여 발사각을 30도와 60도로 설정하였다.

추가적으로 실험된 결과를 <Figure 7>에 나타내었다. 두 방위각에서 공통적으로 발사각(60도) 궤적에 대한 탐지 범 위가 크게 줄어든 것을 확인할 수 있다. 이는 레이더의 탐지 발사각 범위에 따른 제약으로, 가파르게 떨어지는 적탄의 궤적이 탐지영역 내에 존재할 가능성이 줄어든 것이다.

<Table 3>에 정리된 탐지 비율을 통해 살펴보면 발사각에 따른 영향력을 확인할 수 있다. 낮은 발사각(30도)은 기본 설정값인 45도에 비해 큰 차이를 보이지 않으나, 높은 각도 (60도)의 경우 방위각에 관계없이 큰 감소를 일으킨다.

그러나, 앞서 방위각 실험에서 언급한 바와 같이 가장 탐지비율이 낮은 경우에서도 5x5의 영역(2km x 2km)에 대해 서는 모두 탐지가 가능하였다. 다만 방위각 45도, 발사각 60도의 경우 레이더 근접 지역 이외에는 후방 지역에 탄착되 는 적탄 궤적에 대한 탐지가 어려운 것으로 나타나고 있어, 탐지자산을 방호목표의 후방에 두는 것이 중요하다는 것을 다시 한 번 확인할 수 있다.

3.2.3 실험 결과 해석

탐지자산은 정렬된 방향과 실제 적의 공격이 이루어지는 방위각의 상대적인 각도 차이에 따라 탐지 성능의 차이가 발생한다. 그러나, 현실적인 적 공격원점과 우리의 방호목표 들을 고려할 때 동서 45도 방위각 범위는 적의 공격 방향에 관계없이 필요한 탐지 성능을 확보할 수 있는 것으로 보인다.

적탄의 발사각 역시 탐지 성능에 영향을 주고 있으며, 실질적으로 장거리 타격에서 가능성은 낮으나 고각 발사에 의한 공격이 이루어질 경우 탐지 범위가 상당히 좁아진다. 그러나 역시 필요한 범위에 대한 탐지 성능에는 지장이 없다.

이를 종합하여 판단할 때, 탐지자산은 방호목표가 되는 영역의 후방 수 km 이내에 배치되는 것이 적절하다. 덧붙여 정렬 방향은 정북향 혹은 동쪽으로 약 15도 정도 돌려서 배치된다면 반경 1km를 가정하는 대형 방호목표를 설정하 더라도 충분한 탐지능력을 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

4. 발사대 배치

4.1 실험 설계

4.1.1 성능지표

요격 절차의 후반부를 담당하는 발사대는 명령에 따라 해당 적탄을 특정 지점에 요격할 수 있도록 미사일을 발사하 게 된다.

<Figure 4>에 표현된 바와 같이 발사대의 위치와 요격미사 일의 궤적에 따라 요격영역 내 진입 여부 및 존재시간의 길이가 결정된다. 또한, 요격영역 내 적탄의 위치에 따라 발사대에서 출발한 미사일이 도달하는데 걸리는 시간이 달 라진다. 따라서 요격영역 내 적탄의 각 지점에 대해 그 지점 에서 요격이 이루어질 수 있게 하는 미사일의 발사시점을 역산하게 된다. 이를 요격영역 내 모든 지점에 대해 구하면 적탄을 요격하기 위한 발사대의 요격가능(발사)시점이 된 다. 이 시점의 최대 최소값의 차이가 실제 발사대가 대응할 수 있는 시간의 범위가 된다.

만약 적탄이 요격영역 내 진입이 이루어지지 않는다면 요격 자체가 불가능하고, 설령 진입하더라도 위에서 정의한 요격가능시간이 매우 짧은 경우, 다수의 적탄에 대응하기 위해 여러 명령을 할당받아 수행하는 과정에서 적탄 요격이 불가능해 질 수 있다. 즉 다시 말해 동시교전능력이 떨어지게 된다.

4.1.2 탄착점 영역 설정

요격영역은 탐지영역에 비해 매우 좁은 범위이므로 탐지 자산에 대한 실험보다는 좁은 영역으로 탄착점을 설정하였 다. 방호영역의 원점을 기준으로 동서남북으로 각각 10km 의 영역을 250m 단위로 나누어 총 6561개의 탄착점을 생성 하였다.

4.1.3 적 공격 설정

적 공격은 탐지자산에 대한 실험과 같은 설정을 유지하였 다. 거리를 방호목표원점 기준 50km로 설정하고 방위각을 0도(정북향), 15도, 30도, 45도의 4가지, 발사각의 경우 45도 를 기본으로 하고 30도와 60도를 추가로 실험하였다.

4.1.4 발사대 및 설정

발사대의 위치는 방호 영역의 원점이며, 미사일의 최대 속도 및 가속도, 최대 비행시간 등의 제원은 보안 상 공개되 지 않는다. 기타 요격영역 계산을 위한 상승각 한계 및 평면 상 대응 범위 방위각은 2장에 서술된 바와 같다.

4.2 실험 결과

4.2.1 적 공격 방위각 변화

<Figure 8>에 방위각 0도인 적의 공격에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다. 첫 번째 평면도는 각 탄착점에 해당하는 적탄의 궤적이 주어진 발사대에 의해 요격 가능한 요격가능 시간의 길이를 나타낸 히트맵이다. 발사대의 위치는 가운데 의 흰 점으로 표현되었다.

평면도를 보면, 발사대의 후방 약 4km 지점에서 최대치인 14초를 달성하고 있으며, 해당 지점에서 약 7.5km 정도의 좌우폭과 전방으로 6km 정도의 전방 거리에 해당하는 가로 로 긴 타원형 반원 영역이 존재한다. 다만, 최고점의 후방 영역의 일부분은 원뿔형으로 잘려있는데, 이는 최대 상승각 의 제약으로 인해 요격이 어려워지는 궤적들 때문이다.

<Figure 8>의 나머지 두 그림은 발사대를 기준으로 편이방 향(동서방향) 및 진행방향(남북방향)으로 단면을 자른 것이 다. 동서방향으로는 종 모양의 대칭 구조를 이루고 있으며, 일정하게 감소하다가 경계에서 급격히 0이 되는 모습을 보인다. 반면 남북방향으로는 탄착점이 발사대 전방 2.5km 정도인 경우부터 급격히 증가하다가 역시 최고점인 후방 4km 정도 이후부터는 급격히 감소하는 모습을 보인다.

<Table 4>에 요격가능시간의 길이의 구체적인 분포를 정리하였다. 전체 영역 중 70% 이상의 영역은 요격이 불가능 하다. 요격가능 탄착점 영역은 115km²으로서, 원형 영역으 로 환산할 경우 반경 6km 정도이다. 또한 5초 이상의 요격가 능시간을 가지는 비율은 16.6%이며, 10초 이상은 4.5%이다. 각각 66.5km², 17.9km²에 해당된다.

적의 공격 방위각이 15도인 경우의 실험 결과를 <Figure 9>과 <Table 5>에 나타내었다. 평면도는 방향만 15도 틀어진 모습을 보여주고 있으며, 동서 단면도는 약간 비대칭인 모습이다.

평면도와 표에 나타난 데이터를 살펴보면 방위각에 따른 차이는 거의 보이지 않는다. 일부 결과값의 차이는 격자가 정방형으로 배치되어 있기 때문에 생기는 오차일 수 있다.

적의 공격 방위각이 30도, 45도인 경우의 실험 결과를 <Figure 10>, <Table 6>, <Figure 11>, <Table 7>에 나타내었 다. 마찬가지로 방위각에 의한 성능차이가 존재하지 않는다.

4.2.2 적 공격 발사각 변화

탐지자산에 대한 실험과 마찬가지로, 적 장사정포의 발사 각도에 대한 변화의 영향을 실험하였다. 방위각은 영향이 없는 것으로 나타났기 때문에, 방위각 0도에 대해서만 추가 로 2가지 발사각(35도, 60도)을 테스트 하였다. 발사각 30도 의 경우 요격영역에 진입하지 못하는 것으로 나타나 실험에 서 제외되었다.

발사각 35도의 결과를 <Figure 12>과 <Table 8>에 나타내 었다. 낮은 각도의 궤적이 생성되면서 요격가능한 적탄의 탄착지점이 상당히 후방으로 밀려난 모습을 볼 수 있다. 후방 지역의 일부 요격가능 적탄 탄착점이 잘려있는 상황임 에도 불구하고 요격이 가능한 적탄의 비율은 45도에 비해 오히려 높다.

발사각 60도의 결과를 <Figure 13>과 <Table 9>에 나타내 었다. 가파른 각도의 궤적이 생성되면서 요격가능한 적탄의 탄착지점이 상당히 전방으로 당겨졌다. 또한 요격가능한 적탄의 비율 역시 가장 낮게 나타났다.

발사각에 따른 성능 차이를 다음 <Table 10>에 비교하였 다. 발사각이 낮아지면서 요격가능시간이 높아지고, 특히 5초 및 10초 이상의 대응시간을 가지는 비율이 크게 증가하 는 것을 볼 수 있다. 그러나 일정 이상으로 낮은 발사각도(30 도)에서는 요격가능영역 진입이 불가능해 지는 상황이 나타 나게 된다.

4.2.3 실험 결과 해석

실험결과는 적의 공격 방향이 발사대와는 큰 관계가 없다 는 것을 보여주고 있다. 이는 진행방향에 자유도가 큰 유도미 사일의 특성에 따른 것이다.

다만 적탄의 궤적이 어떤 각도를 이루고 있느냐 하는 부분은 발사대의 동시교전능력에 큰 영향을 미친다. 낮은 각도의 적탄 궤적은 발사대가 적탄을 요격할 수 있는 발사시 간의 범위를 크게 만들어준다. 그러나 아주 낮은 궤적의 적탄에 대해서는 대응이 불가능해진다. 반대로 높은 각도의 적탄 궤적이 주어질 경우, 발사대의 대응 능력이 크게 떨어지 게 되어 주의가 필요하다.

레이더와 달리 발사대는 적의 발사각에 따라 동시교전능 력이 최대가 되는 영역의 위치가 달라진다. 발사각이 낮은 경우 발사대가 방호영역의 수 km 전방에 존재하는 것이 가장 유리하다. 그러나 고각 공격 위협이 예상되는 경우에는 방호영역에 아주 가까운 지점에 발사대를 배치하는 것이 좋다. 따라서 이 부분은 실제 방호목표에 따라 예상되는 적의 위협과 예상 궤적을 상정하여 결정하는 과정이 필요할 것이다.

5. 실험 결과 종합

두 가지 구성요소에 대한 실험의 결과를 다음 <Table 11>에 요약하였다. 레이더에 비해 발사대의 경우 적 공격과 의 상대적인 위치에 더 많이 영향을 받는 것으로 보인다. 또한 두 구성요소 모두 적탄의 고각 공격에 대해서는 성능이 감소하였다.

6. 결 론

본 연구는 개발중인 장사정포 요격체계의 핵심 구성요소 인 탐지자산과 발사대의 배치에 따른 성능을 분석하고자 하였다. 이를 위하여 요격체계 전반의 작동과정을 묘사하는 시뮬레이션 절차를 프로그래밍으로 구현하였으며, 이를 기 반으로 실험을 수행하였다.

예상되는 적 공격의 다양한 특성을 반영하기 위하여, 여러 방위각과 발사각을 대상으로 탐지자산의 탐지능력과 발사 대의 적탄에 대한 요격 가능 시간 범위를 도출하였다.

탐지자산의 경우, 방위각과 발사각의 변화에 따른 영향을 받기는 하지만 탐지가능영역이 방호영역에 비해 매우 넓기 때문에 요격체계의 최종 효과도에 지장을 주지는 않을 것으 로 보인다. 다만, 높은 발사각과 큰 방위각이 결합되는 경우 레이더 후방에 탄착점을 가지는 적탄에 대해서는 탐지가 어려울 수 있으므로 방호영역 후방에 탐지자산을 배치하는 것을 기본으로 하는 것이 바람직하다.

발사대의 경우는 유도미사일의 특성상 방위각의 영향을 받지 않았다. 그러나 발사각에 대해서는 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 적탄의 궤적이 고각인 경우 충분한 요격가능시간을 확보할 수 있는 영역이 발사대 부근에서만 상대적으로 좁게 나타난다. 이는 발사대에서 수 km 후방이 최적 방호영역으로 나타난 낮은 탄도의 적탄에 대한 결과와 매우 상이한 것으로, 실제 발사대의 배치시 적탄의 예상 궤적을 고려할 필요성을 보여준다.

탐지자산과 발사대의 적 공격에 대한 상대적인 배치에 따라 어떤 성능을 보일 것인지를 분석한 것은 향후 장사정포 요격체계의 개발과 운용에 있어서 중요한 기초자료가 될 것이다.

특히, 장사정포 요격체계 전체의 효과도를 분석하고 최적 화하는 연구를 수행함에 있어서 반드시 선행되어야 하는 과제라는 점에서 그 의의가 크다고 하겠다.

그러나, 이번 연구에서는 무기체계 전체 중 2개의 중요 구성 요소에 대해서만 다루었다는 점에서 활용의 한계가 있다. 따라서 장사정포 요격체계 전체의 운용을 위해서는 다른 요소들에 대한 분석은 물론 이를 결합한 교전통제소의 판단에 대한 연구가 반드시 필요하다. 이를 위해 본 연구자는 이번 분석 결과를 바탕으로 향후 장사정포 요격체계의 운용 방안, 특히 동시교전효과를 고려한 다수 적탄에 대한 교전통 제소의 명령할당에 관한 연구를 수행할 예정이다.