KF-21 보라매의 진화, 인도 라팔 격추에서 얻은 한반도 공중전 교훈

한화시스템·LIG넥스원 등 국내 방산업계와 방위사업청(ADD)이 공동 개발 중인 KF-21 보라매 전투기는 2026년 실전 배치를 목표로 Block-1 시험 비행을 진행 중이다. 최근 인도-파키스탄 분쟁에서 프랑스제 라팔 전투기가 파키스탄 공군의 J-10C에 격추된 사례를 계기로, 한국 공군의 차세대 전투기 KF-21이 갖춰야 할 공중전 능력과 데이터링크 체계의 요건에 관심이 집중되고 있다. 한미 연합공중작전 하에서 북한의 항공 위협에 대응하기 위해서는 KF-21의 센서융합 및 전자전 생존성, 장거리 BVR(Beyond-Visual-Range) 교전능력, 그리고 제대 간 데이터링크의 통합 운용이 핵심 과제로 부상한다.

KF-21 Block-2/3 성능과 첨단 기술 사양

KF-21은 개발 단계별로 Block-1에서 Block-3까지 성능을 순차적으로 향상시키는 로드맵을 가지고 있다. 기본 형상은 스텔스 디자인을 부분 적용한 4.5세대급 전투기로, 초도 생산분(Block-1)은 공대공 임무 위주의 제한적 전투능력을 갖출 예정이다. 이후 개발될 Block-2부터는 다목적 멀티롤 능력이 부여되어 공대지 공격과 정찰 기능이 추가된다. Block-2 기체는 Block-1과 동일한 외형과 엔진을 사용하나 소프트웨어 업그레이드와 무장 통합을 통해 지상 및 해상 표적 공격 능력을 확보하며, 2028년 실전 배치를 목표로 한다. Block-2/3에 이르러 KF-21은 레이더 반사면적(RCS)을 줄이는 저피탐 설계와 향상된 항전장비를 갖춘 4.5+세대 전투기로 완성될 전망이다.

KF-21 시재기

한편 Block-3는 KF-21의 성능을 비약적으로 끌어올려 ‘5.5세대’급 전력으로 발전시키는 업그레이드 계획이다. Block-3 버전에서는 기체 내부에 무장을 탑재할 수 있는 내부 무장창을 도입하고, 기체 표면에 레이더 흡수 소재(RAM)를 적용하여 스텔스 성능을 크게 강화할 예정이다. 또한 한층 업그레이드된 국산 AESA 레이더와 차세대 임무컴퓨터/항전장비를 탑재하고, 국산 엔진으로의 교체도 추진된다. 이를 통해 KF-21 Block-3는 고성능·생존성·경제성을 두루 갖춘 경쟁력 있는 5세대 전투기 플랫폼으로 도약한다는 목표다.

이밖에 2024년 공개된 파생형 구상에 따르면, 전자전체계를 강화한 KF-21EA(전자전기, EA-18G Growler 유사)와 완전 스텔스형 KF-21EX, 수출특화형 KF-21SA 등의 개발 가능성도 제기되어 있다. 이를 통해 KF-21 플랫폼을 기반으로 한 미래 항공전투체계(NACS)까지 염두에 둔 확장성이 확보될 전망이다.

공중전 대비 센서 융합과 장거리 교전 능력

공중 우세를 확보하기 위해 현대 전투기는 다양한 센서를 융합하여 조종사에게 통합된 전장 상황인식을 제공해야 한다. KF-21에는 국산 기술로 개발된 다기능 AESA 레이더와 적외선탐색추적장비(IRST), 전자광학 표적추적장비(EO-TGP) 등이 탑재된다. AESA 레이더는 질화갈륨(GaN) 반도체 소자를 적용해 소형화와 출력 향상을 이뤄 원거리 표적 탐지능력이 우수하다. IRST는 전자파를 내지 않고도 적 항공기의 열 신호를 포착해 추적할 수 있어, 레이더 사용 시 드러날 수 있는 노출 위험을 줄이고 스텔스 성능을 보완한다. 또한 EO-TGP는 주야간 영상 탐지와 레이저 표적지시 기능으로 지상표적 공격에 필수적이다.

이들 센서 데이터를 실시간 퓨전(Fusion) 처리하는 KF-21의 임무컴퓨터는 조종사에게 통합 표적 정보를 제공, 목표 획득과 교전 결심 시간을 단축시킨다. 다만 현재 KF-21의 센서 융합 수준은 F-35같은 5세대기에 비해 상대적으로 제한적이어서 향후 Block-3에서는 F-35급 전술 데이터 융합 능력에 근접하도록 개선이 요구된다.

장거리 교전(BVR) 능력 역시 KF-21이 한반도 영공 방어를 위해 갖춰야 할 핵심 요소다. 한국 공군은 KF-21용 최신 장거리 공대공 미사일로 유럽제 MBDA사의 미티어(Meteor) 미사일 100기를 도입하기로 결정하고, 2024년 말 통합 시험을 완료했다. Meteor 미사일은 사거리 200km에 달하는 세계 최고 성능의 능동레이다 유도 미사일로서, 램제트 엔진을 통해 종말 단계까지 추진력을 유지함으로써 표적의 회피를 극도로 어렵게 만든다.

KF-21 시재기, MBDA 미티어 미사일 시험발사

2022년 7월 KF-21 시제기가 Meteor 4발을 장착하고 초도비행에 성공했고, 2024년 초에는 시험발사까지 마쳐 통합 운용 능력을 입증했다. Meteor 도입으로 KF-21은 원거리 교전에서 우위를 점할 수 있게 되었으며, 최대 마하 4의 속도로 날아가는 이 미사일은 적 전투기뿐 아니라 순항미사일 요격에도 효과적이다.

MBDA 미티어 미사일

KF-21은 또한 기존 미 공군의 AIM-120 AMRAAM 중거리 미사일과 AIM-9X/IRIS-T 단거리 공대공미사일도 운용할 수 있어 다층적인 공대공 무장 체계를 갖출 예정이다. 장거리 교전을 뒷받침할 KF-21의 AESA 레이더는 탐지된 표적 정보를 미사일에 전송하여 중도 유도하고, 추적 데이터를 지속 제공함으로써 미사일의 피격 확률(Pk)을 높이는 역할을 한다. 이러한 레이더-미사일 연동 기술과 데이터링크는 BVR 교전에서 승패를 가르는 요소로 떠오르고 있다.

공중전 전자전 생존성 측면에서 KF-21은 자체 전자전방어 체계(EW Suite)를 통해 적 위협에 대응한다. LIG넥스원이 개발한 통합 전자전체계는 적 레이더 신호를 수신하는 레이더경보수신기(RWR), 전방위 방해전파(Jamming) 송신이 가능한 RF 재머, 그리고 기만용 채프/플레어 디스펜서로 구성되어 2020년 시제품이 출고되었다. 이 체계는 적 레이더 추적을 조기에 경보하고, 교전 시에는 재밍 신호와 채프(금속편 섞음)으로 적 미사일 유도를 교란하며, 적외선 유도무기에 대해 플레어(열섬광)로 대항한다. 최근 KF-21 시제기의 시험비행에서 F-16과의 편대비행을 통해 전자전 방호 및 전술 데이터 공유 능력을 점검하기도 했다.

앞으로 Block-3 단계에서는 스텔스성이 강화됨에 따라 적 방공망에 탐지될 확률이 더 낮아지고, 동시에 ECM/ECCM 역량도 향상되어 전자전 환경에서의 생존성이 크게 높아질 것으로 기대된다. 특히 전자전체계 개발 경험을 살려, EA-18G에 비견되는 전자전기 KF-21EA 파생형에서는 전용 전자전 포드와 추가 재머 송신기를 탑재함으로써 아군 편대 보호 및 적 방공망 제압(SEAD) 임무까지 수행할 수 있게 할 계획이다.

제대 간 데이터링크 체계와 실시간 정보공유

현대 공중전에서 네트워크 중심전(NCW) 개념은 필수적이며, 전투기 간 그리고 전투기와 다른 제대(機梯) 간 데이터링크를 통한 정보공유가 승리의 열쇠로 작용한다. KF-21에는 서방권 표준 전술데이터링크인 링크-16(Link-16) 체계가 통합될 예정으로, 아군 AWACS(공중조기경보통제기), 지상 지휘통제소, 우방기들과 전장 상황정보를 실시간 공유하게 된다. 링크-16은 다기능정보배포시스템(MIDS) 단말기를 통해 항공기 위치, 식별, 표적 트랙정보 등을 암호화하여 주고받는 데이터 네트워크로서, 아군 전술 상황인식을 획기적으로 향상시키는 기술이다.

이를 통해 KF-21 편대는 자체 센서뿐 아니라 아군 AWACS나 지대레이다가 탐지한 표적까지도 데이터링크로 전달받아, 동시에 다수 표적을 추적·교전하는 능력을 갖춘다. 예를 들어 공중조기경보기가 포착한 적기의 위치정보를 링크-16으로 수신한 KF-21은 레이더를 켜지 않고도 표적에 접근해 기습적으로 미사일을 발사할 수 있다. 또한 KF-21과 KF-21 사이의 전투기-전투기 데이터링크를 통해 한 기체가 획득한 표적정보를 동시 공유하여 목표 획득 시간을 줄이고 교전 효율을 극대화한다.

이런 다층 통신망에서는 일부 기체가 교전 중 전파침묵(EOM)을 유지하며 스텔스 접근하고, 다른 기체가 후방에서 레이더로 표적을 비추며 유도하는 협동 교전 전술도 가능해진다. 전투기-지휘소 데이터 링크 역시 한반도 방공망에서 중요한 축이다. KF-21은 지상 방공관제체계와 실시간 교신하여 요격 통제나 임무 지시를 받게 된다. 한국형 합동전술데이터링크(KJTDL) 체계나 링크-16을 통해 공군전투통제소(MCRC)와 연결되고, 필요시 육·해군의 방공자산과도 표적 정보를 공유함으로써 통합 공중방어망의 역할을 수행한다.

KF-21 시재기

이러한 제대 간 연결성 덕분에, KF-21 조종사는 개인 기체 레이더에 포착되지 않은 위협도 네트워크를 통해 미리 경고받고 대응할 수 있으며, 반대로 자신이 탐지한 적기를 아군 전체에 전파하여 공동 교전을 가능케 한다. 실제로 2023년 KF-21 시험비행에서 공중급유 시험과 더불어 KF-16 전투기와의 전술 데이터링크 연동 시험이 이뤄져, 이종 기종간 상호운용성을 검증한 바 있다. 향후 KF-21 Block-3에는 유·무인 복합 데이터링크까지 적용되어, 유인기인 KF-21이 무인 전투기나 자폭드론과 편대 운용되는 미래 전장도 대비하고 있다.

한미 연합작전 데이터링크 통합과 상호운용 과제

KF-21이 실전 배치되면 한미 연합공군 체계 내에서 미 공군 자산들과 긴밀히 연동되어야 한다. 이를 위해 우선 해결해야 할 부분이 링크-16/MIDS의 통합 운용이다. 링크-16은 나토(NATO) 표준 체계로 미국이 망 구성과 암호키를 관리하고 있어, 한국형 전투기가 이를 원활히 사용하려면 미군과의 주파수 할당 및 암호동기 문제가 선결되어야 한다.

과거 한국 공군의 KF-16 초기 도입분도 링크-16 탑재가 지연된 사례가 있는데, 이는 미군 중심의 네트워크에 제3국 전투기가 참가하는 데 따른 절차적 제한 때문이었다. 그러나 현재 한국은 미측과 협조 하에 F-15K, F-16, F-35A 등에 링크-16을 적용해 운용 중이며, KF-21도 동일한 암호화 통신 프로토콜과 IFF Mode 5 피아식별 체계를 갖출 계획이다.

특히 연합작전 시에는 아군 식별과 정보 공유의 보안이 중요하므로, KF-21은 미군 전술데이터 네트워크의 인증을 거쳐 완전한 상호운용성을 확보해야 한다. 예를 들어 한국 KF-21 조종사가 탐지한 북한 미사일 발사 차량 정보를 즉시 미군 F-35나 지상 C2에 전파하고, 미군 E-3 AWACS가 포착한 적기 편대 정보를 KF-21 편대에 경고해주는 식의 실시간 연동이 이뤄져야 한다.

한편, 스텔스 전력인 미군 F-35 간에는 MADL(다기능 고급 데이터링크)이라는 고속 통신망이 별도로 존재하지만, KF-21은 비스텔스기이므로 주로 링크-16을 통해 F-35와 간접적으로 정보교환을 하게 될 것으로 보인다. 이를 보완하기 위해 한국은 장기적으로 자체 전술데이터 링크 체계(일명 Link-K 계열)를 발전시켜 미군 시스템과 게이트웨이 연동을 모색하고 있다.

또한 연합공조 시 통신교란 환경에서 네트워크가 마비되지 않도록, KF-21의 통신장비는 주파수 도약(FH), 암호 재동기화 등 항재밍(AJ) 기술을 적용하고 있다. 미군과의 정보 공유 범위 및 권한도 지속 조율 대상이다. 민감 표적 정보나 피격 교전 규칙 등에 대한 데이터 접근권을 연합 작전규칙에 따라 설정함으로써, KF-21이 독자 개발 기종임에도 연합전력 속에서 유기적 임무 수행이 가능하도록 운용 개념을 마련해야 한다.

'라팔 격추'에서 얻은 교훈과 KF-21의 대비책

지난 5월 8일 카슈미르 상공에서 벌어진 인도-파키스탄 간 공중전에서, 인도 공군의 최신예 라팔 전투기가 파키스탄 공군의 J-10C 전투기에 격추되는 사태가 발생했다. 파키스탄 당국은 J-10C 편대가 라팔기 3대를 공대공 교전으로 격추했다고 주장했고, 실제 추락 현장에서 프랑스제 라팔 부품 파편이 확인되어 라팔의 첫 실전 손실 사례로 기록될 전망이다.

라팔은 AESA 레이더와 첨단 전자전 체계(SPECTRA), 그리고 장거리 미사일(Meteor)을 갖춘 4.5세대급 최강 전투기 중 하나로 평가되지만, 이번 교전에서는 중국제 J-10C의 공대공 능력과 전술에 허를 찔린 것으로 보인다.

정보 우위 확보

라팔기 편대가 파키스탄 측의 조기경보 통제나 지대공 레이더망 정보에 기민하게 대응하지 못한 채 기습 공격을 받은 정황이 거론된다. 즉, 아무리 성능이 우수한 전투기라도 전장 상황인식에서 밀리면 선제 피격당할 수 있다는 것이다. KF-21은 이를 교훈 삼아, AWACS 연동 및 데이터링크로 적기 탐지정보를 놓치지 않고 받아 situational awareness를 360도로 유지해야 한다.

적 편대의 움직임을 아군 네트워크로 실시간 공유하고 위협을 조기에 인지함으로써 기습 허용을 차단하는 것이 중요하다.

BVR 교전 주도권

인도 라팔 역시 Meteor 미사일을 장비했으나, 파키스탄 J-10C는 중국제 PL-15 장거리 미사일(사거리 200km급)로 맞섰으며, 오히려 라팔을 먼저 타격한 것으로 분석된다. 이는 교전거리가 50~100km 이상 벌어지는 BVR 상황에서 누가 먼저 탐지하고 발사하느냐의 중요성을 보여준다.

KF-21은 장거리 레이더 탐지 및 Meteor 운용능력을 극대화하여, 적기에 선제 미사일 발사 기회를 내주지 않도록 해야 한다. 또한 향후 적 스텔스기나 고성능 위협에 대비해 IRST 등의 피탐지표적 수동탐지 능력도 병행 강화할 필요가 있다.

전자전 대응력

라팔 전투기의 SPECTRA 전자전 시스템은 세계적 수준임에도, J-10C의 레이더 추적과 미사일 위협을 완벽히 회피하지는 못했다. 이는 상대의 전파방해 및 대응책(ECCM) 능력이 그만큼 발전했음을 뜻한다.

KF-21은 다층 전자전 방어 전략을 구비해야 한다. 예컨대 적 레이더 주파수를 광범위 스펙트럼으로 방해하면서도, 동시에 미사일 경보를 받아 기만체 방출 및 기동회피 하는 복합 대응이 가능해야 한다. 나아가 적 미사일의 시커(seeker) 유형에 따라 능동 재머를 가동하거나, 필요시 견인 미끼(토우드 데코이) 등 첨단 수단도 추후 도입을 검토할 수 있다.

이번 라팔 손실을 반면교사 삼아, KF-21 조종사는 전자전 상황 하에서의 교전 절차를 숙달하고 기체의 자동화된 생존 장비들을 최적 활용해야 할 것이다.

통합 전력 운용

라팔 편대가 상대 J-10C에 비해 수적·전력적으로 고립된 교전에 놓였을 가능성이 지적된다. 반대로 파키스탄은 J-10C 외에 미 Mirage-III 등 다른 전투기와 지대공 미사일망까지 통합 운용하여 공중전을 펼친 것으로 알려졌다. 이는 제대간 통합의 중요성을 보여준다.

KF-21은 F-35A, F-15K, 지상 방공망 등과 다층적 팀워크를 이뤄 싸우는 전력으로 개발되고 있으므로, 항상 편대 전술과 연합 지원 하에 운용되어야 한다. 독립적으로 과신하여 적진 깊숙이 들어가는 상황을 피하고, 반드시 아군 지원자산(AWACS, 지대공 미사일)과 연계해 입체전을 펼치는 것이 생존을 담보한다.

국내 방산 연구개발 동향과 전망

KF-21 보라매 사업은 국내 방산업체들과 연구기관들이 총력 투입된 국산 전투기 개발 프로젝트다. 총개발비 8조 원대 규모로 2016년 본격 착수된 이후 2022년 시제1호기 출고 및 초도비행을 거쳐 순항 중이며, 현재 KAI(한국항공우주산업)이 주관 제작을, 방위사업청 산하 ADD가 총괄 기술관리 및 시험평가를 맡고 있다.

개발 과정에서 미국의 핵심기술 이전 거부로 AESA 레이더, IRST, EO-TGP, RF재머 등 4대 핵심 장비를 완전 자력 개발해야 하는 난제가 있었으나, 한화시스템과 LIG넥스원 등의 기술투자로 이를 극복했다. 한화시스템은 AESA 레이다와 IRST/EO-TGP 센서 시제품을 2022년 KF-21 시제기에 성공적으로 통합했으며, LIG넥스원은 통합전자전 장비를 개발하여 제공했다.

또한 LIG넥스원은 KF-21에 탑재될 공대공/공대지 유도무기의 국내화 연구도 함께 진행하고 있다. 대표적으로 KF-21에 장착할 장거리 공중발사순항미사일(ALCM) 개발이 2022년 착수되었는데, 이는 F-15K에 운용 중인 타우러스 미사일과 유사한 스텔스 장거리 미사일을 국산화하는 사업이다.

향후 KF-21 Block-2에는 이 순항미사일과 각종 정밀유도폭탄(예: KGGB, JDAM, 활공폭탄) 등 10종 이상의 공대지 무장이 통합되어 F-35A보다 폭장능력이 뛰어난 다목적 전투기로 거듭나게 된다.

한편, KF-21 개발을 통해 축적된 기술을 바탕으로 국산 전투기 엔진과 유·무인 복합 전투체계 연구도 병행되고 있다. 현재 KF-21은 미국 GE사의 F414-GE-400 엔진을 쓰지만, 장기적으로는 한화에어로스페이스 주도로 한국형 파워플랜트를 개발해 Block-3 이후에 적용, 완전 자주화한다는 목표다.

동시에 KAI는 미래전 대응 차세대 공중전투체계(NACS) 청사진을 제시하며, KF-21과 무인기 편대 운용 개념을 시험 중이다. KAI 발표에 따르면 3단계 NACS 로드맵 중 1단계로 KF-21에 유무인 복합 데이터링크를 적용해 소형 제트 무인기(AAP)들과 편대를 이루는 시험을 추진하고 있으며, 이후 유사시 자폭 공격 및 전자전 임무를 수행하는 저가 무인기들과 고성능 UCAV를 계층적으로 투입하는 개념을 연구하고 있다.

최종적으로는 KF-21의 스텔스 개량형인 KF-21EX를 중심으로 유·무인 전력이 통합된 미래 공중전 양상을 구현한다는 계획이다. 이러한 연구는 미국 등 선진국의 6세대 전투기 개발 방향과 맥락을 같이하며, 한국도 KF-21 개발 성공을 발판으로 공중전 기술 자립과 방산 수출 시장에서의 경쟁력 강화를 노리고 있다.

긴 개발 여정과 치열한 국제 안보환경 속에서 KF-21 보라매는 단순한 신형 전투기를 넘어 한국형 항공전력의 자존심으로 자리매김하고 있다. 2025년 현재 Block-2, 3 개발을 눈앞에 두고 있는 KF-21 사업은, 인도 라팔 격추 사건이 남긴 교훈들을 면밀히 분석하여 한반도 공중전 양상에 대비한 성능 개선과 전력 운용 개념 발전에 박차를 가하고 있다.

궁극적으로 KF-21이 한미연합 공군의 핵심 전력으로 완벽한 상호운용성을 발휘하고, 어떠한 공중 위협에도 대응할 수 있는 첨단 전투기로 완성될 지 주목된다.

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