KF-21보다 스텔스 성능 고도화 방침…차세대 항공엔진 사업 타당성에 성패 달려
이러한 움직임은 2021년부터 시작됐다. 당시 군은 연구용역 과제를 통해 KF-21 전투기 기반의 5세대 혹은 6세대 전투기 발전방안을 검토한 바 있다. KF-21은 전투기 세대상 4.5세대 전투기로 분류되지만 저피탐 형상 즉 스텔스 성능과 최신 센서 등을 적용하고 있어 향후 5세대 전투기로 성능 개량할 수 있도록 설계단계부터 고려된 국산 전투기다. 여기에 더해 공군본부는 '유·무인 전투임무기 복합체계 임무효과도 분석 및 한국형 차세대 전투임무기 구축방안 연구' 용역을 발주했다. 공군본부의 설명에 따르면 "전투기 획득기간(15년 이상)을 고려해 KF-21 이후 유·무인 전투기 복합체계 소요제기 등 차세대 전투임무기의 단계별 구축방안을 수립할 필요가 있다"고 설명한 바 있다.
#KF-16 대체할 차세대 전투기 필요
공군은 왜 한국형 차세대 전투기를 필요로 할까. 현재 우리 공군이 운용중인 전투기는 380여 대. 이 가운데 KF-16과 F-16PB는 공군에서 가장 많은 대수를 차지하고 있는 핵심 전투기다. 우선 F-16PB는 F-16C/D 블록32 모델로 1986년부터 40대가 배치됐으며, 장비 업그레이드를 거쳐 F-16PBU로 개량됐고 KF-16과 유사한 성능을 갖게 됐다. KF-16은 F-16C/D 블록52 모델을 국내 면허 생산한 것으로 두 차례에 걸쳐 140대가 도입됐으며, 현재 기계식 레이더를 AESA(Active Electronically Scanned Array, 능동위상배열레이더)로 교체하고 기타 항공전자장비를 업그레이드 중이다. 성능 개량한 KF-16은 KF-16U(Upgrade)로 불린다. 공군은 KF-16U를 2038년까지 운용할 예정이다. 현재 공군 전투기 전력의 주력을 이루고 있는 160여 대의 KF-16과 F-16PB는 2020년대 말쯤이면 후계기 선정을 고민해야 한다.
다만 과거와 달리 공군은 해외도입보다는 한국형 차세대 전투기 개발을 염두에 두는 것으로 전해진다. 한국형 차세대 전투기는 현재 양산이 진행 중인 KF-21과는 다른 방식으로 개발될 예정이다. 우선 KF-21은 적 전투기를 요격하는 공대공 미사일과 전투기의 심장이라고 할 수 있는 엔진은 해외도입에 의존했다. 장거리 공대공 미사일은 유럽 MBDA의 미티어 그리고 단거리 공대공 미사일은 독일 딜사의 IRIS-T(AIM-2000)을 채택했다. 엔진은 미국 GE 에어로스페이스사의 F414-400K를 선정했다. 공대공 무장과 엔진을 해외제품으로 결정한 배경에는 검토 당시 국내 기술 수준이 부족했고, 막대한 개발비가 부담이 됐다. 대신 KF-21은 전투기 기체 및 레이더 등의 항공전자장비 개발에 집중했다. KF-21외에도 스웨덴의 그리펜 전투기도 비슷한 개발 방식을 채택했다.
#KF-XX의 심장도 국산화한다
반면 한국형 차세대 전투기의 경우 공대공 미사일이 먼저 개발되고 있다. KF-21에 향후 사용될 한국형 장거리·단거리 공대공 미사일이 내년부터 체계개발이 본격화될 예정이며, 2035년 이후 양산에 들어갈 계획이다. 공대공 무장에 이어 항공기 엔진 개발도 이어진다. 군 및 항공업계 관계자에 따르면 “현재 개발 논의가 진행 중인 차세대 항공엔진은 KF-XX를 염두에 둔 것으로, 양산이 진행될 KF-21 블록1/2 120대는 GE 에어로스페이스사의 F414-400K를 사용한다”고 전했다. 특히 차세대 항공엔진은 F414-400K 대비 밀파워(Military Power)가 3000파운드(lbf) 이상 증가를 목표로 하고 있다. F414-400K의 밀파워는 1만 4000여 파운드로 전해진다. 참고로 밀파워란 전투기 엔진이 최대 출력으로 작동할 때 발생하는 추력을 뜻하며, 1lbf는 1파운드(약 453g)의 질량에 가해지는 지구 중력의 힘을 뜻한다.
그렇다면 왜 엔진의 추력을 향상시킬까. KF-21의 경우 개발초기부터 레이더 반사면적을 최소화한 외형을 갖추었지만, 스텔스 전투기의 핵심인 내부무장창과 레이더 반사파를 줄이기 위해 사용되는 재료인 전파흡수물질은 적용되지 못했다. 이 때문에 4.5세대 전투기로 분류된다. 즉 반쪽짜리 스텔스 전투기인 것. 특히, 내부무장창이 아닌 날개에 각종 무장을 달면 레이더 반사 면적이 대폭 커진다. 반면 한국형 차세대 전투기는 내부무장창은 물론 전파흡수물질도 적용해야 한다. 전파흡수물질은 도료나 필름방식이 사용되는데, 현존 최강 스텔스 전투기로 불리는 F-22의 경우 개발 당시 전파흡수물질 적용으로 인해, 전투기의 무게가 증가하는 문제가 있었다.
#차세대 항공엔진 개발에 주목해야
결국 KF-21 기반이든 아니면 새로운 외형의 전투기가 되었든, 한국형 차세대 전투기는 스텔스 성능 및 확장성을 위해서는 현재 KF-21 전투기에 달린 GE 에어로스페이스사의 F414-400K 엔진보다는 추력이 향상되어야 한다는 것이 전문가들의 의견이다. 이와 관련해 김원욱 한화에어로스페이스 첨단엔진사업단장(전무)은 지난 4월 30일 서울 중구 한국프레스센터에서 열린 '제11회 우주항공 리더 조찬 포럼'에서 "차세대 항공엔진 개발에는 총 14년가량이 소요될 것으로 전망된다"며 "2027년 사업 착수를 목표로 정부의 사업 타당성 조사와 예산 확보가 조속히 이뤄져야 한다"고 강조했다. 이 때문에 항공 및 방산업계에서는 올 하반기 예정된 차세대 항공엔진의 사업타당성 검토에 이목이 집중되고 있다. 만약 사업타당성 검토 과정에서 경제성 없음으로 결과가 나오면 한국형 차세대 전투기 개발은 공염불로 끝날 수 있기 때문이다.
김대영 군사평론가