[정보통신신문=박남수기자] 한화시스템은 5일부터 8일까지 폴란드 키엘체에서 개최되는 '폴란드 국제방산전시회(MSPO 2023)'에 참가해 무인·위성 등 첨단 기술력을 선보이며 폴란드 및 유럽시장 수출 판로 개척에 나선다.

한화시스템은 이번 전시에 '군 저궤도 통신 네트워크 구축'을 위한 청사진과 미래 전장의 핵심전력인 자율무인잠수정 2종을 선보인다.

한화시스템은 민간 저궤도 위성을 활용해 군 네트워크를 확보하는 '상용 저궤도 위성기반 통신체계' 사업 참여를 추진중이며, 이를 통해 전시(戰時) 및 재난과 같은 긴급 상황에서도 끊김없이 원활한 통신 서비스를 제공할 수 있는 다계층·초연결 네트워크 솔루션을 구축해나갈 계획이다.

해양무인체계에 저궤도 위성을 활용한 원격통제기술을 적용하면 작전 운용시 통신 음영구역 및 통제 거리 제약에서 벗어날 수 있어 보다 원활한 해양 무인체계 운용을 앞당길 수 있게 된다.

저궤도 통신위성과 함께 선보이는 초소형SAR위성은 레이다를 활용해 악천후에도 선명한 관측이 가능하고, 군집 운용시 준실시간급으로 감시·정찰 가능해 우주 분야의 판을 바꿀 게임체인저로 떠오르고 있다.

△해저 지형을 정밀하게 파악하는 '합성개구소나(SAS) 자율무인잠수정(AUV)' △뿌연 바닷속에서도 3차원 지형을 그릴 수 있는 '측면주사소나(SSS) 자율무인잠수정'도 전시한다. 군집으로 운용되는 자율무인잠수정은 무인수상정과 연계해 임무 정보·수중획득 정보를 실시간 전송·통합 관제해 수색 및 감시정찰 능력을 입체적으로 수행할 수 있어 다양한 임무 수행을 기대할 수 있다.

 

■초소형 SAR레이다

영상레이다인 SAR(합성개구레이다·Synthetic Aperture Radar)는 공중에서 지상 및 해양에 레이다파를 순차적으로 쏜 후 레이다파가 굴곡면에 반사되어 돌아오는 미세한 시간차를 순차적으로 합성해, 지상 지형도를 만들어내는 레이다 시스템이다. 레이다를 사용하기 때문에 주∙야간 및 악천후에도 영상 정보를 획득할 수 있다. 한화시스템은 국내 최초로 100kg급∙1m급 성능을 자랑하는 초소형 SAR 위성 국산화에 성공했으며 본 기술을 기반으로 향후 0.5m 급 해상도가 가능한 SAR위성을 개발하고 있다.

한화시스템은 감시∙정찰∙관측을 위한 위성의 핵심 장비이자 '위성의 눈' 역할을 하는 전자광학(EO)∙적외선(IR)∙영상레이다(SAR) 탑재체 기술 모두를 보유한 국내 유일 기업이다.

 

■저궤도 통신위성

한화시스템은 2021년 3억달러(투자 당시 환율, 약 3450억) 투자를 단행한 원웹의 위성망을 활용해 '상용 저궤도위성기반 통신체계' 사업 참여를 추진중이다. 본 사업은 민간 저궤도 위성을 활용해 군 네트워크를 확보하는 사업이다. 원웹은 지난 5월 20일 19차 최종 발사를 통해 총 634대의 저궤도 통신위성을 모두 발사했으며 올해인 2023년말부터 글로벌 위성서비스를 제공할 예정이다.

한화시스템은 원웹의 위성망을 활용해 신속하게 군 저궤도 통신위성 네트워크를 구축 할 수 있을 것으로 기대하고 있으며, 나아가 차량용(OTM, On The Move)·운반용·함정용 단말기 개발·양산 및 서비스공급까지 계획하고 있다. 위성망과 지상망이 통합된 다계층·초연결 네트워크를 통해 유무인 복합체계의 원활한 운용은 물론 전시(戰時) 및 재난과 같은 긴급 상황에서도 끊김없이 원활한 통신 서비스를 제공 할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한화시스템은 지난 7월에 과기부에 기간통신 사업자 등록을 완료하고, 정부와 기업 등을 대상으로 한 B2G·B2B 위성통신 서비스 공급을 준비하고 있다. 한화시스템은 초소형 SAR위성으로 탐지한 지상·해상·공중의 전장상황을 저궤도 통신위성 네트워크로 실시간 공유하는 '초연결 솔루션'을 구축 중이다.

■지뢰탐지기

국제민간기구 '국제지뢰금지운동(ICBL)'에 따르면 국내 비무장지대(DMZ)는 약 200만발 가량 매설돼 세계 최고 수준의 지뢰 밀도를 가지고 있는 것으로 추정된다. 특히, 발목 지뢰는 플라스틱 재질로 무게가 100g도 채 되지 않아 폭우 시 유실될 가능성이 크고, 파괴력이 큰 목함 지뢰는 홍수가 나면 물에 떠다녀 쉽게 유실되곤 해 국민의 안전을 위협해왔다.

한화시스템의 수출형 모델 지뢰탐지기 '네버마인(NeverMine)'은 기존 국내용 지뢰탐지기 대비 경량화 및 인체공학적 디자인이 반영된 모델로서, 지표투과레이다(GPR: Ground Penetrating Radar)와 금속탐지기(MD: Metal Detector) 복합 센서를 통해 기존 지뢰탐지기로는 찾아내지 못했던 목함 및 발목 지뢰 등 비금속지뢰까지 탐지 가능하다.

또한, 수중 탐지는 물론 탐지된 지뢰를 영상으로 확인할 수 있어 탐지율은 월등히 높아지고, 오경보율은 저하되는 등 탐지 성능이 획기적으로 향상되었다.

MD단일탐지·GPR단일탐지·복합탐지 등 3가지 운용 모드를 필요에 따라 적절하게 이용 가능해 활용도가 높고, 인체공학적으로 설계해 운용 피로도가 현저히 낮아져 장시간 탐지가 가능해 향후 군 지뢰제거작전시 보다 빠르고 효율적인 지뢰제거 활동이 가능할 것으로 기대하고 있다.

■통합전장시스템(IVS)]

지상전투체계의 두뇌와 감각기관인 통합전장시스템(IVS)은 지휘통제, 사격통제, 통신 및 센서가 통합된 복합시스템(System of Systems)으로 무기체계 임무 특성, 규모에 따라 유연하게 시스템을 구성할 수 있다. 통합전장시스템은 △통합전장컴퓨터시스템(IVCS) △상황인식시스템(SAS) △상태감시시스템(HUMS)과 탐지·추적 센서, 능동방호장치(APS) 등 모든 포탑 전장장비가 통합된다.

한화시스템은 K계열 전차·장갑차에 사격통제시스템·조준경 및 각종 센서를 개발해 전력화했으며, 2021년 9월에는 호주 LAND 400 사업을 통해 Redback 장갑차에 GVA 규격이 적용된 미래형 통합전장시스템을 개발하여 현지에서 기능∙성능을 검증하는 시험평가를 완료한 바 있다.

한화시스템이 개발한 통합전장시스템은 전차·장갑차·자주포 등 기동체계에 국한되지 않은 뛰어난 호환성을 가지고 있으며, 향후 IVS 라인업 확장을 통해 목적에 맞는 솔루션을 신속하게 제공 가능할 것으로 기대하고 있다.

IVS1.0은 차량 플랫폼의 전장품을 통합하며 호주 LAND 400 사업을 통해 제품및 기술을 기 확보했다. IVS2.0은 차량 플랫폼뿐 아니라 포탑 전장품까지 전체 무기체계를 통합하는 시스템으로 현재 차세대전차·장갑차의 공통 적용을 위한 기술을 개발하고 있다. 향후 유무인복합(MUM-T) 운용이 가능한 IVS3.0으로 발전 계획이다.

GVA(Generic Vehicle Architecture, 개방형 아키텍처 표준)는 영국/호주/NATO에서 신규 지상무기체계 개발시 통합전장시스템에 필수 요구되는 개방형 아키텍처 표준 규격이다. 기가비트이더넷, 통신미들웨어(DDS), 데이터모델, SW가상화 등 통합전장시스템 필수 요구사항을 규정한다. GVA 적용을 통해 수명주기 비용 절감이 가능하고 시스템통합 및 신기술 적용을 통한 성능개선 등이 용이하고 무기체계 독립적인 통합전장시스템을 설계할 수 있다.

 

■무기체계 통합을 위한 디지털 플랫폼 '통합전장컴퓨터시스템(IVCS)'

통합전장컴퓨터시스템(IVCS)은 무기체계 각종 임무장치 통합에 필요한 디지털플랫폼 기능을 제공하는 통합 솔루션이다. 통합전장시스템은 하드웨어, 소프트웨어를 모두 포함하며, GVA 표준을 준수하도록 설계되었다. 하드웨어는 모듈화, 소형·경량화, 저전력 설계로 범용성과 체계 통합성을 확보했으며, 소프트웨어 또한 통신미들웨어(DDS)와 NATO 표준 데이터 모델(NATO Land Data Model)을 적용한 모듈화를 통해 신규 무기체계 개발뿐 아니라 전력화 운용 무기체계의 성능개량시에도 재활용할 수 있도록 설계했다. 한화시스템이 개발한 통합전장컴퓨터시스템은 △중앙컴퓨터 △다기능전시기 △견고화 이더넷스위치가 기본 하드웨어로 구성되며 체계 임무 특성에 따라 구성품을 추가하여 구성할 수 있다.

호주 Redback 장갑차에는 차량에 탑재되어 차량과 포탑 구성품 간 정보 교환 및 차량 네트워크(Protected Network)와 포탑 네트워크(Secret Network) 간 망간 연동 기능을 수행한다. K2 노르웨이/폴란드 수출향 모델에는 기존 아키텍처(Legacy Architecture)에 GVA 아키텍처를 부분적으로 적용하여 수출국 요구사항을 만족하도록 구성된다.

 

■승무원의 생존을 책임지는 '상황인식시스템'

전장의 소음, 차량의 시야 제한 등 적의 동향을 추적을 방해하는 요소로 인해 장갑차에서 작전 수행시 전장을 정확히 인지하는 것은 매우 어려운 일이다. 이에 작전 수행시 360도 전장상황인식시스템과 정찰 및 공격용 드론을 연계하는 방향으로 변화하고 있다. 승무원의 생존성 확보와 신속∙정확한 임무수행을 통해 전투력을 극대화시킬 수 있는 전장 상황인식시스템의 필요성이 부각되며, 선진국은 이미 HMD(Head Mount Display) 기반의 증강현실 기술 적용으로 전투차량 상황감시 시스템 혁신 중이다.

한화시스템이 개발하고 있는 상황인식시스템은 △차량 전면에 3채널 1식 △좌우 및 후방을 위한 1채널 카메라 3식으로 구성되며 각각의 카메라는 주간카메라와 열상카메라로 구성돼 있다. GVA 연동되는 비디오 스트리밍 장치와 연결되어 카메라를 제어하고 실시간 카메라 영상을 제공한다. 적 위협에 노출되지 않는 차량 내에서 주∙야 전천후 환경하의 반경 수 킬로미터 내 탐지 및 사주경계를 포함한 360도 상황인식 임무수행이 가능하다. 이동표적 자동탐지∙추적과 AI기반 표적식별 기능으로 승무원의 상황인식 임무부하를 경감시킬 수 있으며, △상황인식 △지휘통제 △긴급경보 등 각 승무원의 임무별 전장 정보를 실시간 공유할 수 있어 임무수행의 신속성과 정확성도 향상시킬 수 있다.

 

■차량 및 내부 구성품의 고장예측 및 수명관리를 책임지는 '상태감시시스템'

지상전투차량 상태감시시스템(HUMS)은 각종 센서 정보를 수집해 실시간으로 무기체계 주요장치의 상태, 운행정보와 고장이력 등의 빅데이터(Big Data)를 분석해 무기체계 정비주기를 최적화하는 최신 기술이 적용된 시스템이다. 다양한 장소에서 작전 운용중인 전투차량 및 하위 구성품들의 상태를 모니터링하고 훈련 및 작전에 투입하기에 적절한 상태가 유지되고 있는지를 모니터링하는 상태 기반 유지보수(CBM) 시스템이다.

CBM(Condition Based Maintenance, 상태기반 유지보수)는 장비의 상태정보 변화를 고장과 결함의 징후로 식별하는 개념으로 예측정비(predictive maintenance)라고도 한다. 향후 인공지능, 기계학습 등 4차 산업혁명 기술을 접목한 잔존유효수명 예측 기술로의 발전이 예상된다. 항공시스템의 상태감시시스템은 항공기의 고장으로 인한 항공기 파손 및 탑승 인원에 대한 사고 등 안전에 중점을 둔다면, 지상전투차량의 경우 시스템의 가용성을 높이기 위한 유지 보수 관리적인 측면이 더욱 강조된다.

한화시스템이 개발하고 있는 상태감시시스템은 차량 내부에 HUMS 수집장치를 통해 차량의 상태 정보를 수집하고, 상용 LTE/WiFi 혹은 군 전용 통신장치등의 통신네트워크를 통해 유/무선으로 중앙서버로 전달한다. 중앙서버는 수집된 차량의 정보를 도시화하고, 관리하며, 빅데이터 분석을 통해 고장 등의 예측 알고리즘을 생성하여, HUMS 수집장치로 전달한다. 차량 내부에서는 해당 알고리즘을 통해 예측진단하여 운용자에게 정보를 공유한다. 이러한 지속적인 데이터 수집과 피득백 과정을 통해 예측의 정확도를 향상시킨다. 상태감시시스템을 통해 전투차량의 유지 보수, 수리 및 검사 등에 소요되는 운용유지 비용을 줄일 수 있고, 무기체계의 가용성 및 정비 신뢰성이 대폭 향상될 것으로 예측된다.

 

■능동방호체계

능동방호체계(APS, Active Protection System)는 전차·장갑차 등의 기갑 차량이 대전차 로켓·대전차 미사일 등의 공격을 받기 전에 능동적으로 위협체를 무력화해 공격을 막는 방어 체계로 전투차량의 첨단 생존 장비다. 전장 영역이 확대됨에 따라 전투차량의 생존성과 전투력 향상을 위해 능동방호체계 중요성이 대두되고 있다.

한화시스템은 국방기술연구소가 주관하는 '차세대보병전투차량 다중 위협체 대응 지능형 능동방호 기술' 과제에 참여중이며, 2026년까지 ‘복합형 능동방호기술’과 '지상용 지향성 방해기술'을 개발해 다중 위협체에 대응 가능한 지능형 능동방호기술을 확보할 계획이다.

현재 △능동위상배열 레이다 등의 탐지 센서로 위협체를 정확하게 탐지·추적하고 △획득 및 융합된 정보를 인공지능(AI)으로 분석해 위협체에 적합한 대응 체계를 자동으로 판단하는 기술과 △ 위협체를 대응탄으로 직접 파괴하는 하드킬(Hard-kill) 기술 △지향성방해장비(DirCM)를 활용한 소프트킬(Soft-kill) 기술을 개발중이다.

한화시스템은 지난 2011년 K2전차 능동파괴체계의 핵심 기술인 '근거리 미사일·로켓 방어체계'의 레이다와 열상추적장치를 국내 독자 연구개발에 성공한 바 있으며, 국내 유일하게 DIRCM개발 기술을 보유하고 있다. DIRCM은 항공기에 장착돼 적의 미사일 위협 신호가 탐지되면 고출력 적외선 레이저(기만 광원)를 발사해 미사일을 교란해 아군 항공기의 생존성을 획기적으로 향상시키는 첨단 방어 시스템이다.

한화시스템은 능동방호체계 핵심기술을 확보해 국내뿐만 아니라 해외 시장까지 진출 가능한 비즈니스 모델을 개발하고, 글로벌 시장 점유율을 확대해 나갈 계획이다.

 

■해양무인체계_자율무인잠수정

해양무인체계는 인명손실을 최소화하기 위해 대함전·대잠전·대기뢰전 등에 활용되는 미래 전장의 핵심 전력이다. 해군의 연안 및 수중감시와 유인함정의 전방을 호위하는 전위세력으로 운용할 수 있어 보다 안전한 임무수행과 폭넓은 작전 반경을 제공한다.

한화시스템은 △연안에서의 수색구조 및 감시정찰 임무수행이 가능한 12m급 수색정찰용 '무인수상정 해령(Sea GHOST)' △수중탐색을 위해 수중도킹이 가능한 '도킹용 자율 무인잠수정(Docking AUV)' △대잠전용의 '대잠정찰용 무인잠수정(ASWUUV)' △자율항법 기반의 '차세대 기뢰제거처리기(Next generation ROV for mine disposal)' 등 수중 해양무인체계의 모든 제품 라인업을 보유하고 있으며, 자율무인잠수정의 군집제어·정밀탐색·실시간 통제·운용 편의성 등 핵심기술을 개발하고 있다.

이번 전시에서는 △합성개구면소나(SAS) 탑재용 자율 무인잠수정 △측면주사소나(SSS) 탑재용 자율 무인잠수정 자율무인잠수정 2종이 전시된다.

국내 해양사고 및 조난사고는 지속적으로 증가하는 추세이며, 사고 범위도 전 해역에 분포되어있다. 특히, 악천후·악시계 등으로 인해 수색조의 조기 투입이 불가능하거나 정확한 사고 위치 파악이 어려운 경우, 강한 조류로 인해 잠수사의 안전이 위협받을 경우에는 신속한 수색 및 인명 구조가 어려워진다. 이에, 열악한 해양 환경속에서도 즉시 투입할 수 있고, 신속·정확한 수중 탐색이 가능한 해양무인체계 구축의 필요성이 대두되고 있다.

한화시스템은 △다수의 해양무인체계를 동시 운용할 수 있는 군집 해양무인체계 운용 기술 △정확한 수중탐색을 가능하게 하는 수중센서 및 영상처리 기술 △실시간으로 현장 상황을 확인 할 수 있는 수중·수상 협업 및 실시간 통합관제 기술을 바탕으로 군집제어·정밀탐색·실시간 통제가 가능한 자율무인잠수정을 개발했다.

한화시스템이 개발한 자율무인잠수정은 '무인수상정'과 연계해 임무정보와 수중정보를 실시간 전송·통합 관제해 골든타임 내 신속한 수색 능력을 획기적으로 강화시킬 수 있어 다양한 임무수행이 가능할 것으로 기대하고 있다.