청아람

VOL 118

2022 MARCH
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F-35 진화적 개발 사례

전방위 위협에 신속대응을 위한 무기체계 성능개량 발전 방안

국방 선진국들은 무기체계 성능개량을 지속적인 능력 개발 및 제공 전략으로 성능의 점진적 향상·능력 확장시키고 있다. 또한 소프트웨어 중심의 업그레이드와 개발 초기 단계부터 점진적인 능력 확장을 고려하고 있다. 우리나라도 이런 방식을 기반으로 무기체계의 성능을 개량해야 한다.

  항공기사업부 전투기사업팀

DAPA 연구록 ① 01

유연하고 진화적인 무기체계 성능개량

컴퓨터나 스마트폰과 같이 현대인이 자주 사용하는 전자기기는 사용하면 할수록 수명이 줄어들고 성능 또한 저하된다. 하지만 본인이 사용하는 과정에서 얼마나 많은 공을 들여 관리했는지에 따라 더 오래 사용할 수도 있다. 관리의 핵심 중 하나가 소프트웨어 업그레이드이다. 소프트웨어 업그레이드로 이전에는 불가능했던 기능이 대거 포함될 수도 있고, 크고 작은 결함들이 수정되거나 개선될 수도 있다.

이는 무기체계에도 유사하게 적용될 수 있다. 무기체계 성능개량이란 운영·개발 중인 무기체계의 일부 성능이나 기능을 변경함으로써 작전운용 성능을 향상시키거나 작전 효율성, 가용성을 증가시키는 것이다. 그런데 한국의 성능개량은 주로 무기체계를 수십 년간 운영하다가 충분히 노후화된 이후 장비를 일괄적으로 교체하거나 소프트웨어를 개량하는 ‘대규모 묶음식 성능개량’ 개념에 머물러 있다. 그래서 성능개량이라고 하면 운영 개념이 현저히 변경되거나 중대한 작전 운용 성능의 변경을 가져오는 것만을 생각하는 경우가 대부분이다.

반면, 미국과 같은 국방 선진국들은 보다 유연하고 진화적인 방식으로 무기체계 성능개량을 수행한다. F-35의 진화적 개발 사례를 중심으로 그 특성을 살펴보자.

첫째

C2D2(Continuous Capability Development and Delivery, 지속적인 능력 개발 및 제공)라는 전략을 통해 1년 단위 소프트웨어 업데이트, 2년 단위 구성품 교체, 8~10년 단위 아키텍처 변경(처리속도, 메모리 향상 등) 등 F-35 체계의 개선이나 능력 향상을 점진적으로 진행하고 있다. 따라서 엄밀히 말하면 ‘성능개량’이라기 보다는 ‘성능의 점진적 향상’ 또는 ‘능력 확장(Capability Increments)’이라는 개념에 더 가깝다.

DAPA 연구록 ② 02 Capability Drops 1 year cycle – Continuous Capability Development and Delivery
(소프트웨어 업데이트 – 지속적인 역량 개발 및 제공)

둘째

소프트웨어 중심의 업그레이드다. F-35는 이미 개발된 하드웨어 중심의 설계에서 벗어나 통신, 항법, 피아식별 장비를 모듈화 방식으로 통합·설계해 소프트웨어 업그레이드로 능력을 확장하고 있다. 일례로 Link-16 암호 현대화는 단말기 교체를 진행하는 타 전력들과는 달리 F-35의 경우 일부 성능 향상이 요구되는 센서류를 제외하고, 기본 형상은 거의 그대로 유지한 채 소프트웨어를 최신화함으로써 전투기 능력을 확장하고 있다.

셋째

이러한 점진적인 능력 확장은 개발 초기부터 정해져 있던 사항이었다는 점이다. 공동개발 참여 국가 간 체결한 MOU에는 체계개발뿐만 아니라 후속개발(Follow-on Development)에 대한 합의를 포함하고 있다. 이에 따라 수명주기 전 기간에 걸쳐 기술발전 추세에 부합하는 최신 기술을 지속 적용해 수시로 성능을 개선함으로써, F-35의 임무수행능력을 강화하고 진화하는 위협에 효율적으로 대응한다.

[C2D2 전략 개념]

DAPA 연구록 ② 03 DAPA 연구록 ② 04 DAPA 연구록 ② 05

세 가지 무기체계 성능개량 발전 방안

앞서 기술한 F-35 개발개념을 바탕으로 더욱더 유연하고 효율적인 무기체계 성능개량을 위한 발전 방안을 제시하고자 한다.

 1 
능력 확장 개념 도입

‘능력 확장’ 개념 도입을 검토할 필요가 있다. 무기체계 성능개량은 첨단기술의 발전에 따른 무기체계의 능력 향상과 실제 성능 저하의 격차를 신속하게 해소시켜 줄 수 있는 수단이다. 하지만 성능개량을 위해 난이도나 소요기간 등이 상이한 다수의 기술 개발이 필요하므로, 일괄 성능개량 방식은 급격한 기술변화에 즉각적으로 대응하는 데에는 한계가 있다. 따라서 기존의 일회성 성능개량과 같은 경직된 방식에서 탈피해 분야별 성능개선을 단계적·점진적으로 진행하는 ‘능력 확장’ 개념을 적용한다면, 기술적 위험을 최소화하고 개선 소요를 적시에 식별해 요구 성능이 최적화될 수 있는 기술을 신속하게 개발·적용할 수 있을 것이다.

 2 
소프트웨어 중심의 무기체계 개발

소프트웨어 중심의 무기체계 개발이 필요하다. 소프트웨어의 가치가 그 어느 때보다 중요해진 4차 산업혁명 시대에 최신 무기체계에서도 그 비중이 점차 증가하고 있다. 특히, 첨단 무기체계의 기능은 소프트웨어로 구현되는 비율이 높아지고 있는 만큼, 모듈화 방식으로 설계해 기능별 소프트웨어적 성능개량 구현을 용이하게 한다면 급격한 기술변화와 작전환경에 따라 적시 업데이트가 가능할 것이다.

 3 
능력 확장을 사업 초기부터 고려

소프트웨어 중심의 ‘능력 확장’을 총수명주기 관점에서 사업 초기부터 고려할 필요가 있다. 소요제기 단계에서부터 총수명주기 비용을 사전 검토하고, 개발·생산·운영유지 전 단계를 고려한 장기적 관점에서 ‘능력 확장’의 범위나 범위별 주기 등을 유연하게 조정할 수 있도록 해야 한다. 개발과 동시에 총수명주기 동안 지속적으로 능력을 확장하고, 첨단 핵심기술을 신속하게 적용함으로써, 기술 변화에 더욱 민첩하게 대응하고 기술 진부화를 방지할 수 있다.