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[참고자료]서적- 경이로운 5세대 전투기 F-35방위장비청 외부평가자료- 전파, 광파 복합 센서 시스템 연구
https://www.mod.go.jp/atla/research/gaibuhyouka/pdf/MixedSensor_R01.pdf
Lockheed Martin F 35 Lightning 2, The Smartest Guy Around
http://fullafterburner.weebly.com/aerospace/lockheed-martin-f-35-lightning-ii-the-smartest-guy-around
쉘든의 밀리터리- 6세대 전투기와 KF-21 성능개량
https://maily.so/sheldon/posts/ce6f1c
쉘든의 밀리터리- KF-X 최신형상 기반 모형 \u0026 질의응답
https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=handzfree\u0026logNo=221311261343\u0026proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F
쉘든의 밀리터리- 최근에 본 스텔스 관련 응용연구
https://blog.naver.com/jhst3103/221867004897
[모델링 출처]F-22
https://sketchfab.com/3d-models/f22-01b4128f65094d899e10c659e60f0858
F-35
https://sketchfab.com/3d-models/low-poly-11-usaf-f35a-dc727cb5c1404f26b3a29a7e2d50bb2b
TABLE
https://sketchfab.com/3d-models/table-fc9c79ea7a4c4da885cf9bdde7589003
TERRIAN
https://sketchfab.com/3d-models/free-quick-terrain-test-b0ad92e85bf242d9bf24009a40b4e4d2
PL-12
https://sketchfab.com/3d-models/pl-12-chinese-air-to-air-bvr-missile-low-poly-2bd0cc29e0ec4b9a95e3be9b42513091
[사진 출처]콕핏
https://www.skytrac.ca/cockpit-external-cameras/
mig-29 cock pit
https://twitter.com/mig_29ub/status/824900085867687936
F-16 cock pit
https://www.flickr.com/photos/23269353@N00/7323432014/
F-15 cock pit
https://formulaf1results.blogspot.com/2020/02/f-15-fighter-jet-cockpit.html
레이더
https://cm.asiae.co.kr/article/2020070308053148194
F-35 eodas
https://defence.pk/pdf/threads/understanding-the-sensors-and-sensor-fusion-system-of-f-35-jsf-for-the-dummies.472240/
스나이퍼 타게팅 포드
https://www.defensehere.com/eng/defense-industry/egypt-to-purchase-us-an-aaq-33-sniper-advanced-targeting-pods/98699
IRST
https://www.thedrive.com/the-war-zone/29897/heres-what-the-ball-on-the-nose-of-uaes-block-60-f-16e-f-desert-falcon-does
FLIR
https://www.flir.eu/news-center/military/star-safire-380-hldc-flirs-new-airborne-thermal-imaging-system/
#KF21 #KFX #스텔스전투기
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대한민국 차세대 전투기 개발사업 총정리 (쉘든의 밀리터리)
대한민국 차세대 전투기 개발사업 총정리 (쉘든의 밀리터리) … KF-X의 경우 체계개발 계약 이후 2016년 6월 22일 기체 형상 설계를 위한 KF-X 저속 …
Source: m.dcinside.com
Date Published: 5/28/2022
View: 3597
밀덕후 – 나무위키:대문
밀리터리 덕후의 줄임말. 더 줄여서 ‘밀덕’으로 부르기도 한다. 즉, 경찰, 군사 무기와 군경에 관련된 것에 열광적으로 탐구/추종하는 사람들을 뜻 …
Source: namu.wiki
Date Published: 3/28/2021
View: 6889
쉘든의 밀리터리
기본 콘텐츠로 건너뛰기. 이 블로그 검색. 쉘든의 밀리터리. 글. 표시할 글이 없습니다. Powered by Blogger. 테마 이미지 제공: Michael Elkan.
Source: sheldon-military.blogspot.com
Date Published: 6/30/2021
View: 8822
‘경’전투…요? – 밀리돔 | milidom
무반동포라고 하는데 사진의 예시에 나온 탄약은 G11같은 무탄피탄 구조라서 좀 헷갈리네요. Sheldon.
Source: milidom.net
Date Published: 1/8/2022
View: 9135
FrontSprocket – Twitter
쉘든의 밀리터리-K9A2-K9A2와 영국 MFP 사업-자동화 포탑 적재·이송장치0:00 인트로0:32 개량목표수준1:38 포탑내부구성1:57 포탄장전장치2:15 장약장전장치2:45 장전과정3 …
Source: twitter.com
Date Published: 1/7/2021
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- Date Published: 2021. 6. 5.
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대한민국 차세대 전투기 개발사업 총정리 (쉘든의 밀리터리)
한국형 차세대 전투기 개발사업은 ’15년부터 ’28년까지 약 8조 8천억원을 투입하여, 한반도 방위권 내 공중우세를 확보하고 장거리 정밀타격 및 지상/해상 침투 세력을 무력화 시킬 수 있는 능력을 보유하는 4.5세대 미디엄급 전투기를 개발하는 사업이다. 전력공백 방지 및 공중우세 확보, 독자적/경제적 성능개량 능력 확보, 항공기 수출 경쟁력 강화, 산업구조 고도화, 효율적인 자원체계 구축 등의 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대되고 있으며, 대한민국 공군은 1차적으로 120대, KF-16 대체물량을 고려할 경우 최대 250대 이상 도입할 것으로 여겨지고 있다. 기종전환 훈련을 위해, 일부 기종은 복좌형 기종으로 도입된다.
개발일정
KF-X는 개발 리스크 최소화를 위해 진화적 개발 전략을 적용하여, 블록1에서는 기본 비행성능 및 공대공 전투능력, 블록2에서는 공대지 및 공대해 전투능력을 확보하는 단계적 개발을 수행한다. 체계개발 단계에서 블록1을 ’15년부터 ’26년까지 개발하며, 정적 구조시험용 시제기 1대, 내구성 구조시험용 시제기 1대, 비행시험용 단좌 시제기 4대 및 복좌 시제기 2대를 제작하여 지상 및 비행 시험평가를 수행한다. 약 4년간의 초도 비행시험과 후속 비행시험을 거쳐 요구도 충족 여부를 검증하고 형식인증을 획득한 후, ‘전투용 적합’ 판정을 받아 국방규격 제정이 완료되면 체계개발이 종료된다. 이후’ 26년부터 ’28년까지 2년간 추가무장시험을 거쳐 블록2를 개발한다.
제원
설계
’11년 ~ ’12년에 진행된 탐색개발 과정에서 C103, C204 설계안이 도출되었다. 3차 F-X 사업에서 미국제 전투기가 선정될 경우 일반적으로 잘 알려진 저피탐 형상설계가 적용된 C103이, 유럽제 전투기가 선정될 경우 카나드-델타익 형상의 C203이 채택될 예정이었다. 3차 F-X 사업에서 F-35가 사실상 유일한 후보로 남게 되면서 카나드윙 형상인 C203이 탈락하고, C102E 단발 엔진 설계안에서 파생된 C501과 C103이 경합하였다. 이후 제290차 합동참모회의에서 핵심 쟁점이던 엔진 형태를 쌍발로 결정하는 것으로 작전요구성능을 수정하면서 최종적으로 C103 설계안이 채택되는 것으로 결론이 내려졌다.
풍동시험은 2단계에 걸쳐 진행된다. 우선 유체역학적 형상 검증을 위해, 통상 실제 크기의 1/10 내외의 모형을 풍동에 넣어 공기역학적 특성을 파악하는 시험을 수행한다. 실제 풍동모델을 통해 확보된 데이터는 전산유체역학으로 계산된 데이터와 비교 검증하여 기본 외형 결정에 반영한다. KF-X의 경우 체계개발 계약 이후 2016년 6월 22일 기체 형상 설계를 위한 KF-X 저속풍동시험에 착수하였으며, 2018년 6월 28일 기본설계검토를 통해 외형설계를 확정하였다. 이후 2019년 9월 26일 상세설계검토가 종료되어 시제기 제작에 착수하였다.
그 다음으로는 확정된 형상으로 시제기 생산완료 단계까지 풍동시험을 수행하여, 실제 항공기 비행 전 비행특성을 사전 확인하여 비행 안정성을 높이는 시험을 반복한다. KF-X는 2020년까지 확정된 형상에 대한 상세 공력 데이터 확보를 위해 3단계 과정으로 총 13,000여 시간의 저/고속풍동, 강제진동, 흡입구, 로터리밸런스, 스핀 등의 각종 풍동시험을 수행한다.
탐색개발 종료 이후 KAI 자체적으로 C103을 기반으로 내부 장비배치 방안만 정했던 C104와 달리 C105~C106에서는 초기 탐색개발 형상안과 비교하여 많은 개선이 이루어졌다. 특히 외형적으로 C104와 비교하여 체적이 늘어난 점이 눈에 띈다. 길이 51.3피트에서 55.5피트로 커졌으며 익면적은 460제곱피트에서 500제곱피트로 증가하였다. 이는 전반적으로 기동성능 향상을 위한 설계와 더불어, 기총이나 엔진 등의 상용품 규격이 확정됨에 따라 최적화하면서 나온 결과물이다. 엔진이 확정되면서, 엔진 흡기유량에 맞춰 공기흡입구가 대형화하고 최적화 되었으며 주익과 미익의 면적이 커지면서 익면하중이 감소하여 우수한 선회능력을 확보할 수 있도록 개선되었다. 또한 탐색개발부터 전방 랜딩기어가 앞으로 접히던 것이 체계개발로 들어서면서 뒤로 접히도록 변경되었는데, 이 역시 내부 탑재장비의 배치 변경 때문인 것으로 추정된다. 주익의 가로세로비는 2.7, 앞전각은 40˚이다.
고받음각 영역에서 정적 가로/방향 안정성 특성이 우수한 형상을 개발하기 위해 전방동체 형상, 날개 형상 및 위치, 수직 꼬리날개 형상 및 위치의 조합에 대하여 풍동시험이 수행되었으며, 풍동시험 결과에 따라 주익을 후방으로 이동시켜 방향 안정성 특성을 개선하였다. 또한 수직미익의 위치를 바깥쪽으로 이동시켜 딥 스톨 및 가로 안정성 특성을 개선하였고, 보다 전방으로 이동시켜 방향 안정성 특성을 개선하였다. C107은 수직미익 형상이 하이테이퍼 형태에서 다이아몬드 형태로 변경되었으며 주익의 앞전플랩에 글로브 형상이 추가되었다. 이외에도 흡입구 측면의 경계층 분리기가 추가되었고 ECS 등의 장비 냉각을 위한 램 에어 인테이크 설계가 반영되었다.
C108의 개선점은 수직미익 형상 최적화, 수평미익 형상 개선에 따른 플러터 마진 향상, 적외선 피탐성 개선, 글로브 제거가 있다. 플러터(항공기의 날개 및 동체에서 발생하는 진동 현상) 마진이 우수할 수록 항공기의 공력탄성학적 안정성이 향상되어 고속 고받음각 조건에서 더욱 안정적인 기동이 가능해진다. 수평미익 뒷전 면적을 잘라내어 플러터 마진을 개선하였다. 또한 수직미익이 엔진을 가리도록 엔진을 약간 뒤로 이동시켰는데, 이를 통해 측면에서의 적외선 센서 저피탐성을 향상시키고 ECM 안테나 레이돔을 화염으로부터 보호할 수 있도록 개선하였다. 이외에 C107에서 추가되었던 주익의 글로브는 풍동시험과 최적화 과정을 거치면서 다시 제거되었다.
C109에서는 각종 안테나 위치가 확정 반영 되었으며 중량 절감 및 형상 최적화 개선이 이루어졌다. 상용 플러터 최적화 프로그램 ASTROS(Automated STRuctural Optimization System)을 활용하여 수평미익 구조물 중 플러터 속도 개선 효과에 대한 민감도가 높은 구조물을 설계변수로 선정, 구조 중량을 최소화 하는 최적화 설계를 수행하였으며, 23번의 반복 계산 과정을 통하여 초기 구조보강안 대비 약 15.6%의 중량 감소 효과를 도출하였다.
성능
KF-X는 같은 F414-GE-400엔진을 사용하는 F/A-18E/F보다 작고 가벼우며 동급 추력의 F-35보다 익면하중이 작다는 이점을 가지고 있다. 이 덕분에 추력 대 중량비가 유로파이터 타이푼에 준하는 수준이고 3중 디지털 FBW, LEX(Leading Edge eXtension), 가변캠버 날개 등이 적용됨에 따라 높은 가속력과 선회능력, 고받음각 기동능력을 보여줄 것으로 기대되고 있다. 특히, F-35에 적용된 비선형 동적 모델역변환(Nonlinear Dynamic Inversion) 제어기법(항공기의 동역학을 비행제어법칙에 삽입하여 항공기의 동역학적 특성을 제거하고, 설계자가 요구하는 동특성을 갖게 하여 비행성 및 조종성을 향상시킬 수 있는 제어법칙)도 적용될 예정인데, 이는 양산형 항공기로써는 F-35에 이어 두 번째로 적용되는 것이다.
KF-X 블록1에서는 항공기의 기본 비행성과 공대공 전투능력을 확보하며, KF-X가 보유해야 하는 기본적인 비행성과 안정성을 확보하는 조종안정성증강시스템이 적용된다. 기본 조종안정성 시스템은 임무별로 최적의 조종성을 제공하기 위해, 공대공 형상인 UA(Up and Away) 모드, 착륙외장형상인 PA(Power Approoach) 및 공중급유형상인 공중급유 모드로 구분하여 설계된다. 대기센서, 제어 조종면 구동기 및 단일엔진의 고장에 대처하여 항공기의 안정성을 보장하여 안전한 기지귀환을 위한 재형상제어, 구조한계치와 비행영역을 초과하는 것을 방지하는 비행영역보호 제어 법칙이 적용되며 대표적인 비행영역보호 기능은 실속(Stall)으로의 진입을 방지하기 위한 저속경과와 받음각 제한기, 구조한계치의 제한을 방지하는 조종사 명령 제한기 및 실속 진입시에 항공기가 실속 진입하지 않도록 하는 스핀 방지기 등의 제한기가 있다. 이외에도 제어조종면의 조합으로 항공기의 속도를 감속할 수 있는 가상 공력제동기 기법이 적용된다.
기본 자동조종비행시스템과 자동지형추적시스템(Automatic Terrain Following System, ATFS), 지상충돌회피시스템(Automatic Ground Cllision Avoidance System, AGCAS) 및 자동자세회복시스템(Pilot Activated Recovery System, PARS)과 같은 자동비행 시스템도 적용되지만 개발 일정을 고려하여 자동지형추적과 지상충돌회피시스템의 비행시험 평가는 블록2에서 수행한다.
비행제어법칙은 국제공동연구와 산학연 협력으로 개발하고 있다. 기본 조종 안정성 증강시스템은 기존 기술을 활용하고, 산학연 협력을 통해 다양한 제어기법을 연구하여 최종적으로 KF-X에 적용할 예정이다. T-50과 FA-50에 적용되어 있지 않은 선진 자동비행제어시스템의 개발은 2005년부터 진행되어 온 KAI 자체 연구개발 결과를 활용하여 실제 개발환경에서 설계하고 평가한다. 이와 더불어 국내외의 항공기 개발 전문가 그룹의 의견과 F-X 3차 Offset으로 지원받는 록히드 마틴의 기술지원 등을 통해 개발하며 최종적으로 비행시험 평가를 통해 평가하게 된다.
미래 전장에서의 생존성 확보를 위해, 반사각 정렬 설계, 매립형 안테나, S-Duct, 평면 동체, 반매릭 무장창 등을 포함한 저피탐 형상설계가 적용되었다. 캐노피, 주익, 미익에는 RAM이, 동체 내부 덕트와 플랩에는 RAS가 적용되었으며 레이돔에는 적 전투기로부터 날아온 레이다 전파가 안테나에 반사되어 돌아가는 현상을 막기 위해 주파수 선택적 투과 기술이 적용되었다.
RAM(Radar Absorbent Material)과 RAS(Radar Absrbing Structure)는 수직입사, X-Band 전영역 포함 대역폭 5GHz에서 -10dB 이하(90%의 흡수율), 경사입사(θ=37˚ ~ 65˚), 8GHz, 10GHz, 12GHz에서 -7dB 이하(80% 흡수율)의 성능을 보인다. 이러한 저피탐 기술의 적용으로 F/A-18E/F 슈퍼호넷보다 낮은 RCS를 달성하였다. 그럼에도 불구하고 4.5세대로 평가받는데 톱니처리, 컨포멀 안테나 등 일부 RCS 저감 설계가 미적용 되었고 외부 무장 및 외장형 타겟팅포드 등 RCS 증가 요소들이 많기 때문에 RO수준으로 평가된다.
전투기의 피탐성은 MIN(Minimum Treatment) – RO(Reduced Observable) – LO(Low Observable) – VLO(Very Low Observable)로 분류되며 RCS가 -20dBsm(0.01㎡) 수준인 LO부터 스텔스기로 평가된다. 현대의 스텔스 전투기는 대부분 -30dBsm(0.001㎡) 이하로 VLO 기체이다.
기존 도료형 스텔스 소재의 경우, 낮은 전투기 동체와의 결합력에 따른 계면 박리 문제로 스텔스 성능이 저하되거나 상실되는 문제가 심각했다. 또한 기존 전파흡수소재는 도료 형태였기 때문에 초음속 환경에서 운용 시 낮은 내열성으로 전파흡수도료의 열변형 등으로 인한 성능 저하의 문제가 발생하였다. 이외에도 전파흡수도료 적용을 위한 도장 시간이 장기간 소요되고, 균일한 도포가 어려워 일정한 성능을 유지하기 까다롭다는 문제도 있었으며 이는 운영 유지 비용이 높아지는 원인으로 꼽혔다.
KF-X에 적용되는 적층형 전파흡수소재는 필름/프리프레그형 RAM으로 일체형 RAM 기술은 필름/프리프레그형 RAM을 탄소섬유 복합재에 경화시키는 것이다. 이는 F-35에 적용된 것으로 알려진 Fiber Mat과 유사한 것으로 종래의 Ni 코팅 탄소섬유를 대신해 세계 최초로 개발한 Fe계 자성금속 코팅 기술이 적용되어 저가이면서도 높은 전자파 흡수능을 발휘할 수 있도록 개발되었다. 동체소재(탄소섬유 복합재)와 동일한 수지를 적용하여 종래의 도료/페이스트 형태의 RAM보다 우수한 내구성을 확보하였고, 40MPa 이상의 우수한 계면강도를 확보함에 따라 박리문제를 해결하였다. 이와 더불어 Sealant 형태의 RAM을 개발하여 전투기 운용간에 발생하는 소재의 손상 또는 열 변형 등에 의한 성능 저하를 유지보수 할 수 있도록 개발하고 있다.
KF-X 주요 부품의 사용 재질은 개발 초기부터 성능과 비용을 고려하여 선정하였다. 동체는 Ti-6AI-4V 티타늄 합금과 알루미늄 2024-T3, 2124-T851, 7050-T7451, 탄소섬유 복합재 등 다양한 금속 및 비금속 복합재로 구성되며 일부 제작 공정에는 분말 소결(Powder Bed Fusion) 방식의 금속 3D 프린팅 기술과 확산 접합(Diffusion Bonding) 기술이 적용될 예정이다.
기체는 모듈식 설계개념을 적용한 세미-모노코크 형식이다. 동체, 주익 및 미익으로 구성되고 동체는 세 부분, 즉 전방동체, 중앙동체 및 후방동체로 구성된다. 단좌와 복좌 형상에 따라 두 가지의 구조 배치가 있으며, 두 형상 간 기체구조는 최대한 많은 공용성을 갖도록 설계된다. 복합재는 주익/미익/후방동체 스킨에 적용된다. 향후 복합재료 적용을 확대하고 주요 구조물에 복합재를 적용할 계획이다.
선행기술연구시험(TRP)을 통해 대형 복합재 스킨에 AFP 공법을 적용하여 복합재 구조물을 제작, 조립하며 하이브리드 구조물의 제작 방법을 검증하였다. 상대적으로 기술적 위험도가 큰 하이브리드 구조물이 적용되는 주익 박스를 설계/해석/제작/시험까지 사전 수행하였으며, 체결부에 대한 밀봉 상태를 Air Leak Test로 검증할 수 있었고 복합재와 금속재의 하이브리드 체결로 인해 발생하는 열 팽창 차이에 의한 열 하중 데이터 및 구조 정적시험으로 주익-동체 일체형 설계 개념의 해성 방법 적절성을 확인하였다. 선행기술연구시험은 2016년 6월부터 시작하여 2018년 6월까지 진행 되었고 상세설계 및 시제작 시 설계 개념을 사전에 검토 및 보완함으로써 구조 개발의 신뢰성을 증대시켰다.
복합재/금속재 구조물 내부에는 압전센서를 설치해 구조물 내에서 발생한 손상의 크기와 위치 정보를 간편하게 파악할 수 있는 손상 탐지 및 가시화 기술을 적용하여 검사 시간과 운용 비용을 절감할 수 있도록 개발되고 있으며 이외에도 최적 예방정비 주기 분석 소프트웨어를 통해 항공기 예방정비 항목과 주기를 도출하는 등, 전투기의 정비성과 가용성을 향상시킬 수 있는 다양한 최신 기술들도 함께 개발되고 있다.
최신형 4.5세대 전투기에 걸맞게, KF-X는 AESA 레이다를 비롯한 다양한 센서들과 AESA 레이다와 IRST, EOTGP, 데이터링크를 통해 공유되는 정보들을 융합하여 동일한 표적인지 판단하고, 해당 표적의 비행궤적을 계산하여 조종사에게 LAD를 통해 시현하는 센서퓨전 기술이 적용되었다. IRST와 EOTGP는 유로파이터 타이푼 전투기에 탑재된 레오나르도 사의 PIRATE IRST와 F-15K 등의 전투기에서 운용하는 록히드 마틴 사의 스나이퍼 ATP 포드를 추종하여 개발되고 있다. EOTGP에는 MWIR 대역을 감지하는 SXGA(1280 x 1024)급 냉각형 적외선 검출기가 적용되며, 화소 크기는 15㎛, 감지재료는 InSb(Indium Antimonide)이 적용되었다. EOTGP는 공대공 임무에서도 사용 되는데, 라팔의 FSO(Front Sector Optronics)처럼 IRST와 센서퓨전을 통해 보다 효과적으로 적기를 탐색 할 수 있다.
KF-X 사업이 시작되기 이전, LIG 넥스원에서는 2009년부터 2010년까지 전투기용 능동 전자주사식 위상배열(AESA) 레이다에 필요한 소요기술을 획득하기 위해 자체적으로 선행연구에 착수하여 시제품을 개발했다. 출력 10W의 GaAs T/R 모듈이 536개 배열 되도록 설계 되었으나, 이 연구에서는 이 중 19%만을 탑재하고 기본적인 빔조향 시험을 수행 하였다. 송신 출력은 40 dBm 이상을 만족함을 측정으로 확인하였다. T/R 모듈의 무게는 15g였다. 국내 최초로 항공기 탑재가 가능하도록 소형, 경량화된 AESA 안테나 장치와 파형 발생 및 주파수 합성기, 다채널 수신기 등을 개발 했다는 점에서 의미가 있다.
2010년부터 2013년까지는 국방과학연구소 응용연구 과제를 통해 LIG넥스원이 시제개발 업체로 참여하면서 항공기용 다중모드 능동위상배열 레이다를 개발하였다. ‘항공기 탑재 능동위상배열 레이다’ 응용연구과제로 개발된 AESA 시제 레이다는 출력 10W의 2채널 GaN T/R 모듈이 1,000 여개 배열되었으며, 일부 공대공 모드에 대한 지상시험이 수행 되었다. 이 레이다 역시 이전과 마찬가지로 전체 T/R 모듈 중 실제 탑재된 것은 500여개였다. 국방과학연구소는 이 응용연구를 통해 레이다 체계통합기술, 하드웨어 기술, 레이다 신호처리 소프트웨어 기술, 레이다 자원관리 소프트웨어 기술을 확보하였다. 이후 국방과학연구소는 시험개발1과 시험개발2 과제에 착수하였다. 시험개발1 과제 목표는 항공기 OFP(Operational Flight Program) 개발기술, 전투기 운용환경을 충족하는 레이다 체계 설계/통합 기술과 HW기술 검증, 일부 공대공 모드의 SW를 개발하고 시험개발2 과제에서는 공대지/해 모드의 SW를 개발한다.
HW입증시제는 KF-X 레이다 탑재시제를 개발하기 전 HW의 체계운용 가능성과 AESA 레이다의 기술적 완성도를 점검하기 위해 개발된 축소형 레이다로 점검 과정에서 얻은 데이터를 KF-X탑재시제 설계 및 시험 등에 반영하여 향후 발생할 시행착오를 줄이고 기술적 완성도를 높이는 역할을 한다. 국방과학연구소의 주관 하에 한화시스템이 시제 개발 업체로 참여하고 있다. 62개의 T/R 블록은 각가 4개의 T/R 모듈로 구성되며, 각각의 T/R 모듈은 4채널로 구성되는 4X4 구조이다. 적층된 T/R 제어보드 위에 수직으로 결합되는 준 타일형 구조로 설계되었고, 13W 이상의 출력을 갖는 GaN 고출력 증폭기가 적용되었다. 이러한 10 여년에 걸쳐 수행된 선행 연구개발 과제들을 통해 전투기용 다기능 레이다 개발에 필요한 기술들을 확보했으며, 상세설계검토를 통해 개발이 가능한 수준임이 확인되어 시제 제작에 돌입하였다.
한화시스템에서 개발하는 KF-X MFR은 능동위상배열 방식이며, 출력 13W 이상의 T/R 모듈 1,088개로 구성된다. CDR 시점을 기준으로 MFR의 평균 무고장주기는 660시간이다.
KF-X MFR의 가장 큰 특징으로 T/R 블록과 복자소자 조립체로 결합되는 모듈 설계를 들 수 있다. GaN T/R 소자를 4채널로 구성한 T/R 모듈은 다시 4개로 결합되어 1개의 T/R 블록으로 완성되는데, 총 T/R 블록의 수는 68개이다. 과거 국방과학 연구소에서 응용연구 과제로 개발했던 항공기용 AESA 레이다와 달리, T/R 모듈을 한 줄씩 결합하는 형태가 아닌 블록 단위로 설계하여 유지보수성을 향상시켰고, 향후 소형 혹은 대형 전투기 레이다로 확장 개발 할 수 있도록 했다. 이를 위해 직접 냉각수로 냉각하는 것이 아니라 T/R 블록으로부터 전도된 열을 유도하여 냉각하도록 설계함으로써 냉각 설계에 있어 유연하게 대응할 수 있도록 하였다. 이는 L-SAM의 T/R 블록을 활용해 FFX 배치3와 KDDX의 MFR로 확장 개발하는 것과 같은 설계 개념이다.
이와 더불어, 복사소자를 개별 단위가 아닌 단일 모듈 형태의 복사소자 조립체로 구성함으로써 운용성을 향상시켰다.수동소자로 구성된 복자소자는 교체의 빈도가 낮은 반면, 다수의 능동소자로 구성되는 T/R 모듈의 교체 빈도는 상대적으로 빈번한데, T/R 모듈 교체시 복사소자의 분리, 재조립이 발생할 경우 근접전계 등을 통ㅎ 맞춰진 복사소자의 정렬이 틀어지게 된다. KF-X MFR은 복사소자 조립체에 T/R 블록이 체결되는 형태로 설계하여 안정적인 정렬을 유지할 수 있도록 했다.
하드웨어 성능은 AN/APG-81과 동급이고 탐지거리는 F-15K의 AN/APG-63V1과 동등한 수준으로 알려졌다. 동시에 20여개의 표적을 탐지/추적할 수 있으며, 공대공/공대지 동시 탐색모드, 공대지 SAR 모드, 공대공 추적모드, LPI 모드(방사하는 레이다파의 출력을 매우 낮게 하고 특수한 파형을 사용함으로써 상대방에게 RF신호가 감지되지 않도록 하는 저피탐 기술의 일종) 등을 지원한다. 레이다 신호처리 컴퓨터는 고속연산을 위해 OpenCL을 탑재하고, 최신 고성능 FPGA인 Virtex7과 서버급 CPU인 Intel XEON D, MXM 타입 AMD 라데온 E8950 GPU를 탑재하여 총 25 TFLOPS의 처리 성능을 제공한다.
추후 성능개량을 통해 공대공 표적 동시 추적수, SAR 해상도를 향상 시키고 동시 공대공/공대지/공대해 탐지/추적 기능과 전자전 기능 보강, 공대지 ATR(Automatic Target Recognition) 및 공대해 ISAR 기능, 비협조표적식별(Non-Cooperative Target Recognition) 기능, 광대역 data Link 기능, 동기종 레이다 신호 상호간섭 제거기능 등을 추가할 예정이다.
통합 전자전 시스템은 RWR, ECM, CMDS(채프/플레어 발사기)로 구성된다.내장형 ECM은 ALQ-200K 전자전 포드를 ㅣ반으로 개발 되고 있다. 고속으로 제원을 정밀하게 측정하는 광대역 디지털 수신기, 광대역으로 신호를 저장하고 복원/발생하는 DRFM 같은 핵심 부품은 최신 기술을 적용한 카드 형태로 설계/제작하여 소형/경량화 되었고, 증폭기의 출력을 향상 시키고 안테나의 빔 폭을 넓혀서 넓은 영역을 재밍할 수 있도록 재설계 되었다.
콕핏은 F-35와 유사한 글래스 콕핏으로, 20 X 8 인치 저반사 IR 터치 디스플레이가 적용된 LAD가 탑재된다. 조종사의 임무 수행에 필요한 필수 비행 데이터, 항공기 데이터 및 임무 수행 관련 정보와 통합 전자전 장비로부터 들어오는 위협 정보, 센서 융합으로 통합된 표적 정보들을 선택적으로 시현하여 조종사에게 최적의 대응방법을 제공한다.
LED 백라이트를 사용하는 2560 X 1024 해상도의 Custom LCD Panel이 적용되었으며 내부적으로 1280 X 1024 해상도를 가진 두 개의 패널로 구성된다. 사용자 입장에서는 한 개의 패널처럼 보이도록 구성되어 있다. CPM은 Freescale사의 T2080 프로세서를 사용하고, RTOS가 탑재되며 OFP가 운용된다. GPM은 그래픽 심볼을 생성 및 출력 할 수 있는 기능을 제공하고 그래픽 프로세서는 AMD 라데온 E8860을 사용한다.
KF-X LAD에는 안정성 향상을 위해 이중화 설계 및 헬스 모니터링 기술이 적용 되었다. 전원 입력은 좌측 및 우측 체계 발전기에서 생성된 두 개의 독립된 전원 입력이 공급되는 운용환경 하 에서 두 개의 DC28V 전원 임력을 받아 사용 하도록 하였으며, 두 개의 입력 중 한 개의 전원 입력이 없더라도 장비 동작에는 이상이 없도록 설계 되었다. 또한 한 개의 디스플레이 컴퓨터 고장 시에도 나머지 한 개의 디스플레이 컴퓨터가 대신하여 임무를 수행하는 상시 대기가 가능하도록 구현하였다.
헬스 모니터링을 위해 이상 유무를 검출하는 IPMC(Intelligent Platform Management Controller)가 탑재 되었다. 모듈에 공급되는 입력 전압 및 전류, 출력 전압, 보드 온도를 측정하여 기 설정된 값 범위를 초과할 경우 모듈의 이상을 검출하여, 상위 프로세서 또는 네트워크를 통하여 수집된 정보를 송신할 수 있다. 상위 프로세서는 수집된 정보를 바탕으로 각 모듈이 2차적인 고장을 방지하기 위하여 모듈을 격리 시킬 수 있으며 이상 정도의 심각성에 따라 마스터 디스플레이 컴퓨터를 전환한다.
HOTAS(Hands On Throttle and Stick) 다기능 조종간과 조종석 내에서 음성으로 제어할 수 있는 DVI(Direc Voice Input) 기술이 적용 되었으며, 임무 컴퓨터는 IMA(Integrated Modular Avionics) 구조로 설계되어 정비성, 안정성, 시스템 성능 및 장치 개량이 용이하도록 설계되었다.
KF-X의 비상동력장치는 별도로 개발되지 않고 엔진 간 시동기능을 새로 추가하여 비상시 정상 엔진을 사용하여 꺼진 엔진을 재시동 할 수 있도록 설계 되었다. 이차동력계통 제어기에 1553 mux 통신 기능을 구현하여 시스템 작동 모드 및 상태를 화면에 시현하며, 각종 구성품의 동작상태를 실시간 모니터링 하고 결함 발생 시 조종사가 즉시 인지 할 수 있도록 주의 및 경고 메세지를 시현 할 수 있도록 하였다. 유압 계통은 다중의 주 유압 계통을 적용하고 엔진의 특징을 감안, 비상유압계통을 적용하지 않음에 따라 중량절감 및 계통 복잡성을 최소화 했다.
KF-X는 2개의 65kW 발전기와 전원분배장치를 통해 항공기에 전원을 공급 하도록 전기 계통을 개발하고 있다. UTC 항공우주시스템과 한화/기계에서 개발하며, 가변 속도 임력 – 고정 주파스 출력 발전기로 가변속도 출력을 원하는 주파수 출력으로 전자적으로 변환하는 통합 패키지 변환기와 제어장치를 갖추고 있다. 각 장비의 상태 및 결함 감시를 위해 CAN(Controller Area Network) 통신을 적용하고 항공전자 1553 mux 통신에 연동하여 전기계통 작동 모드 및 상태를 화면에 시현함으로써 실시간 모니터링 및 결함 시현이 가능하도록 하였다. 이외에도 광섬유 케이블 및 기가 인터넷 케이블을 적용하여 고용량 데이터 전송, 중량 절감 효과를 도모하고 있다.
기관포는 F-22와 F/A-18E/F에 탑재된 M61A2이다. 최대 무장량은 약 17,00lb이며, AIM-9X, AIM-120, SDB, CBU-105, JDAM, LJDAM, AGM-65 등 다양한 무장을 운용할 수 있다. 수출을 고려하여 미국제 무장 외에도 KEPD 350 타우러스, IRIS-T, 미티어 등 유럽제 무장과 장거리공대지유도탄-2, KGGB 등의 국산 무장도 인티할 예정이다. 하드포인트는 주익 하단에 6개, 동체 하단에 4개로 총 10개이다. 동체 하단의 하드포인트는 반매립 무장용 MEL(Missile Eject Launcher)이며, 미티어나 AIM-120 AMRAAM 미사일을 4발 탑재할 수 있다.
탐색개발 당시 전투효과도 분석 결과, F-16 대비 4.1배, F/A-18E 대비 1.2배의 공대공 임무효과, F-16C 대비 1.3배의 공대지 임무효과를 달성할 수 있을 것으로 예측되었다. 18,000lb급 엔진으로 가정했던 C103을 기준으로 분석된 것이기 때문에 실제 전투효과도는 이보다 더 높을 것으로 예상된다.
KF-X의 군수지원분석 체계는 전자식기술교범, RAM(Reliability, Avaailability, Maintainability) 분석 시스템과 연계하여 기술교범의 자동 편집 및 평균고장간격 등의 데이터 자동 최신화 등의 기능을 적용하고 있으며, 후속군수지원시스템은 항공기 운영에 필요한 비행, 정비, 형상관리, 보급, 수명관리, 교육훈련 기본기능, 항공기 운영 시 추출되는 주요 구성품의 BIT(Built In Test) 데이터와 FDR(Flight Date Record) 데이터를 통합 관리하는 빅데이터 기반의 통합정보체계로 구축된다.
성능개량
블록1: ’26년~’28년에 초도 양산되는 기체. 공대공 임무와 제한적인 공대지 임무를 수행할 수 있다.
블록2: ’29년부터 양산되는 성능 개량형. 공대지/공대함 임무 수행이 가능해지며, 운용 가능한 무장이 추가된다.
블록3: 탐색개발 당시 진화적 성능개량 방안을 제시하면서 나온 미래 성능개량안으로, 아직 공식적인 개발 일정은 없다. AESA 레이다 성능개량, 향상된 센서 및 생존시스템 통합, 내부무장창 신설 등이 거론되고 있으며, 내부무장창의 경우 AIM-120 * 4 / AIM-120 *2 & GBU-39 SDB * 4 조합이 가능한 것으로 알려졌다. 국내 산학연에서는 향후 성능개량 시 반영할 수 있는 내부무장창과 유동제어 분야에 적용 가능한 플라즈마 유동 제어 및 RCS 감소기술, 미래 UCAV 임무통제를 위한 자연어 음성인식 기술, RF 신호 저감과 동시에 공력가열로 발생하는 적외선 신호를 적외선 탐지기가 탐지 할 수 없는 대역으로 열을 방출하여 적외선 신호와 물체 표면온도 상승을 완화 시키는 RF/IR 복합 스텔스 기술, 메타표면 구조로 반사파 패턴 및 주파수 특성을 실시간으로 제어하는 마이크로파 산란 제어 메타 표면 기술 등 향후 전투기에 적용할 수 있는 신기술들을 개발하고 있다.
https://blog.naver.com/jhst3103/221326531470
‘경’전투…요? – 밀리돔
화포용 발포 추진제 설계기술
’16년부터 ’18년까지 17.54억원을 투자하여 무탄피 탄약, 소진탄피 및 고속 발사용 추진제로 적용 가능한
고 연소속도를 갖는 발포 추진제(Foamed Propellant) 조성 설계 및 점화 핵심기술 확보
※ 발포 추진제 (Foamed Propellant)는 RDX와 같은 고체 산화제를 열경화성고분자와 혼합하여 발포시킨 추진제로
다공성 구조에 의해 연소표면적이 넓으므로 고속의 가스 방출 속도를 보이는 추진제임.
무인전투체계분야의 장기전력화 예정인 경전투 로봇용 무반동포 개발을 위한 필수 핵심기술인
고밀도 충전, 무탄피 고속/급속 발사가 가능한 추진제 핵심 기술개발 필요
‘경’전투의 기준은 대체 무엇인가..
여튼 경전투차량에 무탄피 기관포를 붙인답니다.
무반동포라고 하는데 사진의 예시에 나온 탄약은 G11같은 무탄피탄 구조라서 좀 헷갈리네요.
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