스텔스

Stealth. 은밀함, 또는 그렇게 움직임.

1 군사 용어

미묘하고도 미묘하여 보이지 않는 경지에 이르며, 신비하고도 신비하여 소리가 없는 경지에 이른다. 그러므로 능히 적의 생사를 맡아 다스리게 되는 것이다.

- 손자

예언?

군대에서 적의 다양한 탐지수단에 들키지 않는 것을 뜻하기도 한다. 대상은 주로 쓰는 탐지 수단인 레이더나 적외선(열) 탐지기. 실제로 대부분의 스텔스 항공기나 함선은 레이더 뿐만 아니라 적외선 탐지장치에 대해서도 발각될 확률을 줄이는 설계를 하고 있다.

1.1 레이더에 대한 스텔스

레이더는 전파를 내보낸 다음, 반사되어 돌아오는 전파를 가지고 목표물을 탐지해낸다. 적 레이더를 파괴하지 않는 한 적의 레이더가 전파를 내보내는 것 자체는 막을 수 없지만, 최소한 되돌아가는 반사파를 적 레이더쪽으로 가지 않도록 하는 것은 가능하다.

어떠한 물체가 전파를 얼마나 많이 반사시키는 가는 RCS(Radar Cross Section : 레이더 반사 단면)이라는 수치로 표현한다. RCS값이 작을 수록 적의 레이더에 작게 보인다는 의미이며, 통상 비스텔스기 들은 1.0㎡ 이상 수치를 갖는데 비해 스텔스기들은 넘사벽의 0.01㎡ ~ 0.0001㎡ 정도까지 내려간다.

1.1.1 RAM(전파흡수물질)

주로 사용하는 방법은 전파흡수물질을 사용하여 적 레이더로 돌아가는 전파가 아예 생기지 않도록 하는 것이며, 또 다른 방법은 전파를 반사시키되 적 레이더쪽이 아닌 엉뚱한 방향으로 반사시키는 방법이다.

전파흡수물질의 경우에는 전파가 이 흡수물질에 닿으면 빠져나가지 못하고 열에너지 형태로 변환되어 버린다. 그러나 이것의 효율이 그렇게 까지 좋은 편은 아니기 때문에, 적 레이더 전파를 전부 흡수해버린다는 것은 불가능하다.

또한 한번 움직일 때마다 도료가 침식되므로 스텔스를 유지하기 위해서는 계속 다시 칠해주어야 한다. 이것이 스텔스기의 유지비가 일반 전투기보다 더 많이 들어가는 이유다. 그럼에도 비싼 유지비와 개발비를 부담해가며 이것에 투자하는 이유는 전쟁 발발시 스텔스기가 적국의 방공망을 유유히 뚫고 들어가 전략 목표 타격, 빠른 종전으로 얻어지는 이득이 지리해지는 전쟁보다 비교할 수 없을 정도로 경제적이기 때문이다.

1.1.2 형상 설계

그렇기 때문에 필연적으로 항공기나 선박 자체의 형상을 잘 설계하여 적 레이더 방향으로 전파가 되돌아가지 않도록 할 필요가 있다.

1.1.2.1 비행기

비행기의 정면에서 전파가 날아오면, 전파를 가장 많이 반사시키는 것은 공기흡입구와 그 안에 들어있는 엔진 전면의 팬 부분이다. 그래서 스텔스기들은 공기흡입구 안으로 들어온 전파가 다시 바깥으로 나가지 쉽지 않도록 S자 형태로 구부러지게 설계한다. 혹은 F-117처럼 아예 일정 주파수의 전파가 쉽게 통과하지 못하도록, 해당 전파의 파장보다 더 촘촘한 구멍의 철망을 씌워서 전파가 공기흡입구 안쪽으로 못 들어오게 하는 방법도 있다.

공기흡입구 안쪽에 위치한 송기관(duct)을 S자형태로 만드는 것은 스텔스기를 표방하는 항공기들(B-2, F-22, F-35)뿐만 아니라 RCS를 줄이기 위한 개량이 별도로 가해진 B-1B, 그리고 비스텔스기이기는 하지만 80년대 이후 개발된 신형 전투기들(라팔, EF2000, JAS39)등에도 적용된 방법이다. 설사 스텔스기가 아니더라도, 전파반사파를 줄이면 줄일 수록 적에게 레이더에 걸릴 확률은 더 줄어들기 때문. 다만 철망을 씌울 경우 엔지의 흡기효율이 떨어지는 것을 감수해야 하고 S자형 송기관은 흡기를 원활하게 하기 위해서는 상당히 고도의 설계 기술이 필요하다.

그리고 가장 중요한 것은 기체 전체의 형상을 특정 각도에 맞춰서 정렬해야 한다는 것이다. 예를 들어 주익의 후퇴각이 40도일 경우 미익의 후퇴각도 40도, 공기흡입구의 각도도 40도, 조종석 이음매의 각도도 40도, 기수 레이돔 부분의 각도도 40도 하는 식으로.

항공기 측면에서 날아온 전파는 주로 수직꼬리날개에 부딪혀서 적 레이더로 되돌아간다. 그렇기 때문에 F-22, F-35 등의 항공기들은 수직꼬리날개를 일부러 30도 전후로 기울이는 형태로 설계하였으며, B-2는 아예 꼬리날개를 없애버렸다. F-117이나 YF-23은 수직꼬리날개가 없는 대신 V자 형태의 꼬리날개를 사용, 이것이 수평/수직꼬리날개 역할을 모두 하도록 했다. SR-71은 현대의 기준으로 보자면 스텔스 항공기는 아니지만, 당시에도 이미 수직꼬리날개가 전파를 많이 반사시킨다는 것을 알고 있었기 때문에 록히드의 설계자들은 가능한 SR-71의 수직꼬리날개의 크기를 줄이는데 중점을 두어 설계했다.

또한 항공기 외부에 매달린 미사일이나 연료탱크등은 전파를 많이 반사하는 물건이다. 이 때문에 대부분의 스텔스 항공기들은 미사일 및 폭탄을 전부 기체 내부에 넣고 다닌다. 최근에는 외부에 무장을 장착하되, RCS를 줄여주는 껍데기를 씌우는 방안도 개발중이다. 외부 미사일 포드의 형상을 잘 설계하면 가능할 듯도...

조종석도 의외로 RCS를 키우는 요소 중 하나이다. 캐노피를 통해 들어온 레이더 전파는 조종석 내부에서 난반사를 일으키다가 다시 레이더로 돌아가버리기 일쑤이기 때문. 이 때문에 스텔스 전투기나, 혹은 RCS 감소를 위한 설계가 된 전투기들은 캐노피 내부로 전파가 아예 못 들어오도록 금속코팅을 하기도 한다. 일부 스텔스 전투기나 F-16 같은 전투기의 캐노피가 금빛으로 보이는 것은 이 때문(썬팅이 아니다!). 심지어 스컹크웍스가 F-117 및 이것의 개념실증기인 해브블루를 개발하던 당시에는 항공기를 스텔스화 시켜놓았더니 조종사의 헬멧이 적 레이더에 잡혀서 캐노피에 금속코팅을 꼭 시켜야 했다고 한다.

표면을 톱날 처리하는 방식도 있다. SawTooth라고 하는데 F-117 나이트 호크부터 대부분의 스텔스 전투기가 이를 채용하고 있고, 심지어 라팔도 날개 플랩 등에 적용했다.

이 외에도 항공기 형상을 잘 설계하여 RCS를 줄이는 방법은 다양한 것이 있으나, 항상 문제가 되는 것은 항공기의 형상은 스텔스 성능 뿐만 아니라 비행성능 자체에도 지대한 영향을 미친다는 점이다. 이때문에 스텔스 항공기를 개발하려면 스텔스 성능을 만족시키면서도 다른 비행성능을 만족시키는 설계기술이 필요하다.

F-117의 경우에는 개발 당시, RCS를 미리 예측하는 프로그램을 개발하기는 하였으나 이것이 계산 가능한 것은 간단한 삼각형으로 이뤄진 형상 뿐이었다. F-117 및 이것의 원형기인 해브블루를 개발하던 컴퓨터로서는 곡면에 대한 해석이 불가능했기 때문. 그래서 설계자들은 이 프로그램으로 일단 RCS가 작은 형상을 결정한 뒤, 그 형상에 맞춰서 실제 항공기를 개발하였다. 그러나 이렇게 계산하여 나온 '평면으로 이뤄진 형상 중 RCS가 작은 형상'은 다이아몬드 꼴이었다. 이는 항공기의 형상으로는 매우 부적합한 형상(날리는 것 자체가 어려웠다.)이었기 때문에 설계자들은 꿈도희망도없는절망의 다이아몬드라고 불렀다. 그러나 이 외계인 전문 고문기술자들스컹크 웍스의 설계자들은 설계 우선순위를 평면형상 구현에 두면서 어떻게든 평면으로 이뤄진 항공기를 개발하여 날리는데 성공하였고, 그 결과물이 F-117이다.

이후 컴퓨터 기술이 발전함에 따라 F-22나 B-2처럼 곡면을 쓴 스텔스기도 개발이 가능해졌다.

1.1.2.2 선박, 차량

선박 역시 상대방이 아군 선박을 주로 탐지해내는 수단도, 공격시 미사일이 유도되는 수단도 대부분 레이더이므로 RCS감소가 필요했다. F-117을 개발하였단 스컹크웍스 개발자들은 F-117처럼 생긴 실험용 선박, 씨 쉐도우를 개발하였으나 이것을 파도가 일렁이는 바다에서 보면, 파도는 전파를 반사하는데 씨 쉐도우가 있는 부분만 전파가 반사가 안되어서 오히려 역으로 적에게 눈에 띄는 기현상이 발생하였다. 나중에 이 문제도 어느정도 해결하였으나, 미 해군은 여기에 대해 큰 관심을 가지지는 않았다.

현재 각 국의 해군은 전투함의 RCS를 줄이기 위해 노력하고 있으나, 전투기 보다 훨씬 큰 전투함을 적 레이더에 거의 안걸리도록 만든다는 것은 매우 어려운 일이다. 보통은 레이더나 각종 센서가 올라가있는 마스트 부분을 철골구조가 아니라 일체형 구조로 하고, 선박의 외벽 자체도 측면이 아니라 위, 혹은 아래쪽으로 경사(10도 내외)지게 설계하여 전파가 날아온 곳과 다른 방향으로 반사되도록 하고 있다. 또 외부 구조물을 최대한 없애고(이를 테면 미사일 발사대는 전부 선박 내부에 탑재되는 수직발사기 형태로 교체), 함포의 포탑도 스텔스 설계를 하거나 심지어 평상시에는 함포에서 길다랗게 뻗어 나와 있는 포신을 감추는 설계를 시도하기도 하고 있다.

그래도 하나의 위안거리가 있다면 선박의 스텔스 설계는 현 상황에 봤을때 항공기에 비해서는 어느정도 RCS값이 있더라도 주변의 노이즈덕분에 선박 자체의 RCS를 어느정도 가려 준다는 것이다. 주변에 아무것도 없이 혼자 하늘에 덜렁 떠있는 항공기에 비해자면 선박의 경우 약간의 RCS값이 있어도 주변의 지형지물, 파도, 각종 부유물등이 나름의 RCS를 가져주는 덕분에 이 수준에 근접할수만 있어도 적의 레이더와 대함 미사일의 결정력을 크게 떨어뜨릴수 있고, 이 수준만으로도 큰 도움이 된다는것은 그나마 다행이다. 사실 선박의 스텔스는 항공기처럼 자신의 존재를 적극적으로 숨긴다기보다는 피탐성을 낮춰 대함미사일의 결정력을 떨어뜨리고 전자전을 용이하게 한다는 측면에서 추구되고 있다.

선박은 항공기에 비하면 형태 설계에 있어서 제약이 덜하지만, 공간활용 측면에서는 경사진 선체가 전통적인 수직에 가까운 선체에 비하여 비효율적이다.

차량의 경우에는 아직 차량을 탐지하는 수단이 레이더 보다는 영상이나 열영상인 경우가 많기 때문에 적극적으로 레이더에 대한 스텔스 설계를 하는 경우는 잘 없으나 각국이 어느정도는 연구중이다.

1.1.3 한계

이렇게 다양한 방법으로 RCS를 줄인다고 하더라도 적 레이더에서 아예 마법 같이 사라지는 것은 아니다. 엄밀히 말하자면 적의 레이더에는 매우 작은 점으로 표시될 수도 있다. 그러나 이런 점들은 스텔스 항공기 뿐만 아니라 새, 구름, 심지어 레이더 시스템에서 자체적으로 발생하는 잡음도 포함 된다. 즉 레이더 입장에선 이런 미세한 신호들은 전부 필터로 걸러내기 때문에, 그 걸러지는 것 중에 스텔스기의 신호도 포함되어 버리는 것이다. 그렇다고 필터를 사용하지 않고 모든 신호를 스텔스기인지 아닌지 분석한다는 것은(이를 테면 매우 빠르게 지나가는 신호는 스텔스기일 가능성이 높을 것이다.) 매우 엄청난 크기의 컴퓨터를 연결해도 쉽지 않은 일이다. 실제로 이런 미세한 신호는 레이더상에서 엄청나게 많이 나타나기 때문. 게다가 모든 신호처리 장비는 처리가능한 최소 신호 세기라는 것이 있다. 신호가 어느정도 세야지 그걸 이리저리 처리하고 가공하여 속도, 거리, 방향을 측정하는데 신호자체가 너무 약하면 도플러 레이더고 뭐고 신호처리자체가 불가능해진다. 무턱대고 모든 미약한 신호를 증폭시키면 오만 잡음이 다 증폭되니 그것도 말처럼 쉬운 일이 아니고.

한편 스텔스기라고 적의 레이더에 전혀 걸리지 않는 것은 아니다. 정확히 말하자면 적의 레이더에게 탐지될 수 있는 거리를 극단적으로 줄인다는 개념이다. 이를 테면 평소 일반적인 전투기를 100km 밖에서 탐지가능했던 레이더가 있다고 치면, 스텔스기는 이 레이더에 10km에 접근하지 않는 한 적 레이더에 걸리지 않는다. 그러나 10km 이내로 접근하면 더 이상 '새나 구름 수준'이 아닌, 큰 반사파를 돌려보내게 된다. 하지만 대부분의 경우 100km급 레이더 기지들은 서로 약간 중첩되게 대략 90km의 간격을 두고 설치되기 마련이다. 그러나 스텔스기는 이들에게 10km이내로 접근하지 않는 한 탐색되지 않으므로, 레이더 사이 사이의 경로를 따라 적진에 침투하는 것이 가능하다. 이것만 해도 공격하는 사람 입장에서는 엄청난 이점이지만, 완벽하게 스텔스기를 운용하기 위해서는 사전에 적의 레이더나 미사일 위치를 철저히 알아야 한다는 의미다.

또한 아무리 스텔스기라도 엄청나게 강력한 레이더에는 원거리에서 탐지될 수 있기 마련이다. 특히 이지스나 샘슨 레이더 등의 함대방공함 레이더의 경우에는 스텔스기 못지 않게 RCS가 낮은 대함 미사일을 원거리에서 탐지할 정도의 레이더 출력을 지니고 있어서 스텔스기들에게도 요주의 대상이다.

또 RCS를 줄이는 설계만으로는 레이더 피탐률을 감소시키는데 한계가 있어 전파를 흡수하는 특수도료를 사용해 RCS를 최소화 하는데 이 경우 1~2회의 전투임무를 수행하는 것 만으로도 도료가 완전히 벗겨져 스텔스 성능이 급격히 떨어지며 이를 복구 하기위해서는 수십시간의 정비가 필요해서 작전 지속능력이 엄청나게 떨어지게 된다는 단점이 있다. 가령 F-22의 경우 1시간의 비행당 34시간의 정비(스텔스 도료 재도색 등)가 필요로 하다고 한다.

1.1.4 카운터 스텔스

스텔스기를 보다 먼 거리에서 탐지하기 위해 연구되는 기술들을 통틀어 일컫는 용어.

패시브 레이더는 기체의 레이더같은 것에서 나오는 전파를 탐지하는 것이기 때문에 RCS와는 관계없이 탐지가 가능하다. 체코에서 만든 타마라 레이더의 경우 1999년 코소보 사태 때 F-117을 탐지해서 격추한 바가 있다. 하지만 탐지거리 20km, 미사일 발사거리 13km라고 하기 때문에 F-117과 달리 초음속에 슈퍼크루즈까지 써서 슝슝 날아다니는 미래의 스텔스기들을 제대로 상대할 수 있을지 불명. 후속작인 베라 레이더의 경우에는 519km 내로 들어오면 탐지가 가능하다고 주장한다. 다만 패시브 레이더의 한계가 그렇듯 기체 자체에서 전파를 내보내지 않으면 탐지 자체가 불가능하다. 때문에 F-35 같은 최신 스텔스기는 자체적으로 레이더파를 최대한 발산하지 않으면서 표적을 찾아내거나 아군과 데이터링크가 가능하도록 하고있다.

L밴드 레이더 등의 장파 레이더는 파장이 매우 길어서 스텔스에 대한 효과적인 대책으로 각광받고 있지만 장파 레이더의 특성상 레이더의 갱신률과 분해능 등 레이더로서의 성능이 떨어지고 특히 ECM등에 취약하기 때문에 전투기같이 작고 빠른 표적의 정확한 위치를 파악하고 추적하는 것에는 상당한 한계가 있고, 이러한 단점 때문에 장파 레이더만으로는 전투기를 격추하기 위한 대공 미사일 유도는 불가능하므로 다른 방공 시스템들과 연계되어야만 제대로 된 효과를 낼 수 있다. 문제는 현재 대공 미사일 유도에 가장 널리 사용되는 레이더파가 갱신률이 놓고 분해능이 뛰어난 X밴드인데, 현용 스텔스기들이 가장 잘 교란할 수 있는 전파 대역이 바로 이 X밴드 레이더파다. 즉, L밴드 장파 레이더로 멀리서 스텔스기를 탐지한다 하더라도 그 스텔스기를 미사일로 요격하기 위해서는 결국 X밴드 레이더로 조준해서 미사일을 지속적으로 유도할 필요가 있는데, 스텔스기는 X밴드 레이더파를 흡수하거나 산란시키는데 적합하기 때문에 결과적으로 장파 레이더에는 보여도 유도 미사일을 발사하거나, 출격한 요격기가 스텔스기를 요격하는데 애로사항이 꽃피는 셈.
지상 레이더 : "거기쯤에 스텔스기가 있어!" / 요격기 : "내 레이더에는 안보여! 락온도 안된다고!"
난 화면에서 일렁이는 무언가가 보이는데 왜 내 유닛들은 총을 쏘지 않는가

한편 Su-35 등 일부 4.5세대 전술기는 날개에도 레이더를 달아서 좀 더 다각도에서 빔 주사를 할 수 있기 때문에 스텔스기 상대로도 좀 더 유리하다고 한다...는 주장이 있으나 별 근거가 없다. 러시아의 최신 스텔스기인 PAK FA는 위에서 언급된 장파 레이더를 탑재하여 카운터 스텔스를 모색하고 있으나, 본디 장파 레이더는 엄청나게 큰 사이즈이고 전력 소모가 크기 때문에 대부분 지상의 레이더 사이트에서나 운용되는데, 이것을 전투기 사이즈에 탑재한다면 무게와 부피의 한계로 인해서 탑재 가능한 레이더 소자 수가 불충분하기 때문에 카운터 스텔스에 현실적으로 얼마나 유효할런지는 아직 미지수. 더군다나 요란한 장파장 레이더로 이리저리 훑기 시작하면 상대에게 나 여기있소 광고하는 격이기 때문에 PAK FA같은 경우는 스텔스 성능을 포기하는 셈이나 다름없어져서 적을 찾기도 전에 역공당할 위험이 높아진다. 러시아도 공밀레를 시전한다면 혹시 모른다 소자 수 따위 집어치워! 참새 등 위에 얹어놔도 상관없으니까 당장 L밴드 레이더를 단 전투기를 내놔!

이렇듯 카운터 스텔스는 매우 다양한 방식으로 연구되고 있으며, 지상 레이더 사이트 또는 대형 조기경보기 등의 좀 더 큰 플랫폼에 의지할 수 있는 카운터 스텔스의 경우에도 일부 실용화되기는 하지만 스텔스 설계의 컨셉과 실용화가 알려진 1990년대 이후 30년이 지나도록 카운터 스텔스의 논의는 멀티스태틱 레이더나 장파 레이더 수준에 머물러 있고, 정작 카운터 스텔스를 개발했다고 정신승리성 주장을 하는 국가들이 스텔스기를 적극적으로 개발하고 있는 것을 보면 카운터 스텔스 기술도 별반 진전은 없다고 봐도 무방하다. 사실 적용되었다는 카운터 스텔스 기술들도 잘 찾아보면 전면 RCS 0.1 제곱미터 정도를 가정하고 광고하는 게 대부분이다. 현존 스텔스기들은 (정확한 값은 물론 비밀이지만) 가장 보수적으로 잡아도 전면 RCS가 0.01 제곱미터 미만이라고 알려져 있다. 광고 상의 탐지거리와 실제가 거의 두 배는 차이나는 셈.

따라서 일부 스텔스 기술의 효용성이 저하되었을지는 몰라도 스텔스기의 낮은 RCS의 이점은 여전히 엄청나며, 특히 연구 개발된 카운터 스텔스 기술을 적용하기 어려운 전투기 간의 공대공 전투에서는 스텔스 기술의 입지는 계속 절대적이다. 다만 예전처럼 스텔스기가 적국 방공망을 안방 드나들 듯이 하는 수준에서 약간 조심해서 들어갔다 나올 수 있다는 정도의 이야기일 뿐이다. 또한 스텔스기를 잡아내기 위해 업그레이드된 방공망이 기존의 4~4.5세대 비 스텔스 전투기들에게 어떤 위력을 발휘하게 될 지를 생각해 본다면, 카운터 스텔스 기술이 발달될수록 입지가 줄어드는 것은 스텔스기가 아니라 오히려 비 스텔스기가 될 공산이 크다.

1.1.5 기타

위에 쓰인 스텔스기술은 초음파에도 효과가 있다.
이를 응용해 소나에 스텔스 효과를 지닌 잠수함을 만들려고 스텔스 기술을 응용하려 했지만, 잠수함이 각지면 기동성이 저하된다는 이유로 기각되었으나...
컴퓨터의 발전으로 곡면 스텔스 설계가 가능해졌기에 응용될 날이 머지 않았거나 이미 응용되고 있을지도 모른다.

일부 군용기는 '스텔스기'라고 부를 정도까지는 아니지만, 전통적인 항공기에 비하면 RCS를 매우 줄인 형태로 설계하고 있다.

설사 적의 레이더망 사이로 요리조리 피할 정도로 RCS를 극단적으로 낮추지는 못하더라도, 군용기 자체의 RCS가 작으면 작을 수록 ECM 장비나 채프를 통하여 적을 속이기 쉬워지기 때문이다.(몸이 반쯤 가리는 위장포를 두르고 몸을 숨겨야 할 때, 눈에 잘 띄는 붉은악마 티셔츠를 입고 있는 것 보단 역시 위장복을 입고 몸을 숨기는 것이 더 적의 눈에 띌 확률이 적듯이)

이 때문에 스텔스설계 개념이 적용되기 이전에 개발된 군용기들도 RCS감소를 위하여 공기흡입구 내부나 날개 앞전 같은 곳에 블로커나 S자덕트, 전파흡수소재를 바르는 형태로 개조되는 경우도 있다. 대표적인 예가 B-1B로 B-1A에 비교하여 1/10 수준으로 RCS를 줄였다고.

최근에 러시아는 항공기 외부에 플라즈마입자를 뿌려서 적 레이더 전파가 되돌아가는 것을 막는 기법을 개발했다고 발표한바 있다. 미노프스키 입자? 그러나 더 이상의 자세한 설명은 생략한다로 일관하고 있기 때문에 실제 항공기에 적용가능한 것인지, 어느정도 효율이 있는지는 미지수이다. 일부 관계자들은 대단한 빛과 열을 발산할 수 있으므로 적의 적외선 탐지장치나 육안에는 매우 잘 보일지도 모른다고 말하고 있다. 자신도 레이더나 사용에 온갖 애로를 겪게 된다는 점은 덤이다.

록히드 마틴사의 스컹크 웍스에서는 투명 전투기가 사람 눈에 안 보이듯, 전파를 투과해버리는 물질로 전투기를 만들려던 시도도 했었다. 하지만 항공기 외부 껍데기는 전파가 통과해도 내부의 엔진이 전파를 반사시켰는데, 결과적으로 형상이 대단히 복잡하여 RCS가 통제 안되는 엔진을 외부에 노출시킨 꼴이 되었다. 결국 실험결과 이 전파투과형 항공기는 일반 항공기보다도 RCS가 더 커지는 역효과가 났었다.

1.2 적외선에 대한 스텔스

군용장비는 대부분 열을 발산한다. 하다 못해 사람만 해도 36.5도 생체난로이다 보니 대부분의 경우 적외선 탐지기나 열영상 센서에 걸리기 마련이다. 스텔스라고 하면 보통 레이더에 대한 스텔스를 떠올리지만, 실제로는 이 열에 의한 스텔스도 상당히 중요한 편이다.

특히 항공기의 경우에는 레이더 유도 방식의 미사일 못지않게 적외선 유도 방식의 미사일도 큰 위협이다. 또한 일부 전투기들은 적외선으로 적 항공기를 탐지하는 IRST(Infra-Red Searching & Tracking)를 탐지하고 있으므로 레이더에 대한 스텔스만으로는 안심할 수 없다.

항공기에서 발생하는 열은 대체로 기수 부분의 공기압축과 공기마찰 등에 의해 동체 표면이 가열되는 열과 엔진 배기에서 직접 나오는 배기열이다. 배기열의 경우 적 항공기를 정면으로 바라보는 것 만으로도 상당히 차단되기도 하지만(엔진배기구가 자신의 동체에 가려지므로), 문제는 항상 적기가 내 앞에만 있다는 보장이 없고 애프터버너라도 사용하게 되면 적외선 뿐만 아니라 가시광선 영역에서도 선명한 빛을 볼 수 있다.

굳이 F-117 같은 스텔스기가 아니더라도 대부분의 전투기들은 배기열을 줄이려는 시도를 예전부터 해왔으며, 특히 적외선 방출량을 줄이려는 시도는 적의 적외선 센서에 대한 대응을 위해서도 중요하지만, 엔진배기구나 그 근처에 있는 구조물이 받는 고온의 열기를 조금이라도 줄인다는 측면에서도 중요했다. 현대에도 노즐 근처의 구조물은 열에 취약한 알루미늄 재질이 아닌 티타늄이나 스테인리스 합금 등을 사용하는 경우가 많다.

가장 흔하게 사용하는 방법은 고온의 배기가스와 외부의 공기를 섞어서 방출하는 것으로, 이렇게 하는 것만으로도 제법 많은양의 적외선 방출을 억제할 수 있다. 다만 이러한 방법은 태생적으로 저-바이패스비의 터보팬 엔진을 사용해야 하는 전투기의 특성상 전투기에 적용하기에는 쉽지 않은 방법.

엔진의 배기구를 직접 가리는 것도 적외선 센서로 부터 엔진의 배기열을 가리는 좋은 방법중 하나이다. F-117이나 B-2, YF-23은 엔진 배기구 아래쪽으로 동체를 길게 연장하여 아래쪽에서의 적외선 노출을 최소한도로 줄였다.

A-10의 경우에는 아래서 보면 바로 뒤쪽에 수평꼬리날개가 있고, 또 옆에서 보면 수직꼬리날개가 있기 때문에 마찬가지로 이들 꼬리날개들이 적의 적외선 센서로부터 배기구를 가려준다. 또한 F-15, Su-27, MiG-29, F-22나 F-35는 측면에서 보면 수직꼬리날개 일부가 배기구를 가려준다.

배기가스의 방출 스펙트럼을 교란시키는 방법도 사용된다. 통상 흑체복사의 경우 온도에 따라서 스펙트럼이 일정하게 분포하는데 비해 연료 등에 약간의 첨가제 등을 추가하여 같이 연소시키면 실제 온도와 다른 스펙트럼이 방출되면서 배기가스의 온도를 속일 수 있다.

물론 레이더 스텔스가 만능이 아니듯, 적외선 스텔스도 만능은 아니다. 현대의 적외선 센서는 전투기가 고속으로 비행할 때 발생하는 공기 마찰열도 감지해낼 정도로 감도가 좋아졌다. 그러나 분명한 것은 최소한 엔진의 강력한 배기열을 직접 적에게 노출시킬 때에 비하면 적에게 탐지당하는 거리가 훨씬 줄어든다는 것이다. 이와 같은 적외선 스텔스 설계에 플레어를 겸해서 사용하면 적외선 유도 미사일에 추락당할 가능성을 훨씬 줄일 수 있다.

1.3 시각에 대한 스텔스

스텔스 사진을 포착하였다.
매우 전통적이지만 여전히 무시할 수 없는 스텔스. 장비를 최대한 작게 만드는 것만으로도 일종의 스텔스라고 할 수 있다. 실제로 MiG-21이나 F-5 같이 동체가 매우 가는 전투기는 먼거리 정면에서 보면 육안으로 찾기 굉장히 어렵다고 한다. 현대의 공중전에서 근거리 교전 기회가 날이갈수록 줄어들고 있기는 하지만 무시할 수도 없는 일이다.

하지만 적의 눈에 잘 띄지 않도록 하는 것만을 위하여 기체 크기를 줄이기에는 포기해야 할 것이 너무 많다. 그렇기에 보통은 위장색을 칠하는 것으로 이 문제를 해결한다.

1.3.1 항공기

항공기의 위장색은 주로 주변의 눈에 잘 띄지 않도록 하는 것과, 적의 눈에 띄어도 형태가 헷갈리게 하여 기종이나 거리를 잘못 판단하도록 하고 있다.

군용 항공기가 처음 등장한 1차대전때 이미 얼룩무늬 등으로 위장색을 칠한 항공기들이 등장하였다. 그러나 이때는 위장색을 칠한 항공기 못지 않게 원색을 칠한 전투기들도 적지 않았는데, 치열한 공중전 상황에서 아군임을 확실히 알리기 위해서다. 특히 포커 Dr.I 삼엽기에 빨간색을 칠하고 다닌 붉은 남작, 만프레트 폰 리히트호펜이 유명하다. 뿔은 달지 않았다. 그리고 3배 빠르지도 않다

2차대전이 되면서 많은 전투기들이 얼룩무늬 위장색을 사용하기 시작했는데 보통은 위쪽만 얼룩무늬를 칠하고, 아래쪽은 흰색이나 하늘색계열 색을 칠했다. 이는 위에서 보면 지면에 겹쳐서, 아래에서 보면 하늘에 겹쳐서 전투기의 실루엣이 잘 안드러나게 하기 위해서였다. 하지만 한편으로는 아군임을 알리기 위해서 강렬한 원색의 국적마크를 그려넣었으므로, 군용 차량처럼 완벽히 적의 눈에서 사라지길 바라기는 어렵지만 공중에서 빠르게 움직이는 물체는 한순간만 눈에서 떼어도 시야에서 놓치기 쉽기 때문에 이정도로 만족했다.

하지만 미 육군 항공대의 경우 전쟁 중, 후반 무렵에는 더 이상 적 전투기가 위협이 되지 않자 페인트를 다 벗겨버리고 알루미늄 원색 그대로 돌아다녔다. 페인트 무게를 줄여서 기체성능이라도 좀 더 높여보자는 심산이었던 것. 이 전통은 이후 한국전쟁 때 까지 계속된다.

주로 바다위에서 싸우는 미 해군의 전투기들은 파란색 계열로 칠하는 경우가 많았으나, 일본 해군이나 영국 해군은 회색이나 얼룩무늬 위장색을 고수하기도 하였다.

러시아 지방에서는 눈이 내릴 경우 흰색 페인트를 칠하였는데, 봄이 되면 다시 쉽게 벗겨낼 수 있도록 보통 수성페인트를 사용하였다(이는 항공기 뿐만 아니라 전차나 기갑차량도 마찬가지였다.).

영국의 폭격기들은 주로 야간폭격을 많이 하였으므로 기체 아래쪽은 밤에도 지상의 대공포사수들이 잘 볼 수 없도록 검은색을 칠하고 다녔다. 이후 한국전쟁 당시 참전한 미국의 B-29등의 폭격기들도 MiG-15의 등쌀에 밀려 야간폭격만 실시하게 된 뒤로는 은색의 기체에 아래쪽만 검은색 페인트를 칠하고 돌아다녔다.

이후 베트남전에서는 다시 전투기들의 얼룩무늬 위장색이 대세를 이루었는데 예전처럼 위쪽은 얼룩무늬, 아래쪽은 흰색이나 하늘색 계열이었다. 그러나 전투기가 생각만큼 얌전히 나는 것이 아니어서 이리저리 기체를 뒤집다 보면 멀리서 보았을 때 마치 반짝 반짝 색이 바뀌는 것 같아서 오히려 더 눈에 잘 띄는 것 처럼 보인다는 단점이 있었고, 이때문에 다시 회색 위장도색이 대세가 되었다. 미 공군 F-15의 경우에는 기체가 튀어나온 부분은 짙은 색으로, 들어간 부분은 밝은색으로 칠하였는데 이는 원래의 일반적인 경우와 반대이어서(보통은 안쪽으로 들어간 부분이 더 어둡다.) 공중에서 적이 실루엣을 헷갈리기 쉽다. 특이하게 대한민국 공군은 F-16계열기들이 이런식의 위장색을 칠하고 있다. 미 공군의 회색위장색으로 바뀐 F-4나 F-16은 기수부분과 동체부분의 톤이 다른데, 이는 적이 실루엣을 헷갈리도록 하기 위해서다. 위장무늬로 회색계열을 많이 쓰는 것은 무채색인 회색은 어떠한 환경에서도 적의 눈에 그나마 덜 띄기 때문이다.

A-10 공격기는 초창기에는 저고도로 날면서 작전을 펼쳐야 하므로, 머리 위로 날아다니는 적 전투기에게 잘 발각되지 않도록 얼룩무늬를 칠하고 다녔다. 그러나 이후 다양한 단거리, 휴대용 지대공 미사일이 등장함에 따라 더 이상 저고도로 다니는 것이 안전하지 못하게되자, 고고도로 비행하는 대신 회색계열의 위장색을 칠하고 다니기 시작했다.

러시아의 Su-27의 경우에는 하늘색 계열 얼룩무늬를 칠하고 있는 반면 MiG-29는 회색 계열이되 얼룩무늬를 칠하고 있다. 둘 다 공중에서 실루엣이 헷갈리도록 하기 위하여 얼룩무늬를 칠한 것 같은데 한 쪽은 하늘색 계열, 한 쪽은 회색계열이란 점은 미스테리.

중동국가들은 아무래도 사막이 많은 지형탓에 주로 갈색계열의 위장무늬를 사용하고 있다. 전투기가 하늘을 날지 사막을 달리냐 이양반들아
미국의 F-117과 B-2는 야간에만 작전을 하기 때문에 검은색을 칠하고 있다. 이들 항공기는 스텔스 항공기라고는 하지만, 속도도 느리고 공중전 능력도 없으므로 만에하나 적의 눈에 일단 걸리면 끝장이다. 그래서 육안으로 발각당할 일이 없는 야간에만 작전하다 보니 자연스레 위장색도 검은색을 칠하고 있다.

과거 전투기들은 레이돔에 전파가 잘 통과하는 도료를 사용했는데 이것이 검은색이었다. 그러나 검은색은 아무것도 없는 하늘에서 보았을 때 오히려 눈에 잘 띄는 색이다보니 베트남전 이후에는 대부분의 전투기들은 레이돔에 회색계열 페인트를 칠하고 있다.

비행기가 항공시 생성되는 항공운도 육안으로 발견하기 쉽기 때문에 B-2 폭격기 같은 경우에는 내부적으로 항공운 생성을 감소시키는 장치도 갖추고 있다.

북한이 스티로폼을 이용해 마치 구름처럼 보이게 하는 스텔스기를 만들었다고 한다.#(물론 중국 언론의 비꼬기다)

1.3.2 선박

지상차량과 선박에도 육안관측에 대한 스텔스, 즉 위장색은 널리 쓰여왔다. 2차대전 중 독일의 전함이나 순양함들은 흰색과 검은색 줄무늬를 선체 측면에 칠한적이 있는데 이는 적이 실루엣을 잘못보고 거리를 오판하도록 하기 위해서였다.대신 먼 거리에서 한눈에 들어온다

전함은 워낙 선체가 거대하므로 딱히 위장무늬를 칠하지는 않았으나 '최소한의 예의'로 보통 회색 같은 어두운색 계열을 칠하고 있다. 이는 현대 군함에도 적용하고 있다. 현대 해전은 미사일과 레이더, 어뢰와 소나로 이루어지기 때문에 시각적인 스텔스의 필요성이 상대적으로 떨어지는 편이다.

1.3.3 차량

항공기와 달리 기갑 차량은 비교적 초창기 부터 얼룩무늬 위장색을 사용해왔다. 끊임 없이 움직이는 항공기와 달리, 기동과 정지를 반복하므로 정지시에는 쉽게 위장하기 위해서인듯 하다. 하지만 의외로 2차대전~1960년대까지는 단일색만으로(주로 녹색내지 국방색계열이지만 회색인 경우도 종종 있다.) 기갑차량을 칠하는 경우도 적지 않았다. 최근 미 육군 기갑차량들도 위장무늬 없이 녹색 단색으로 칠하는 경우가 종종 보인다.

최근 군사선진국들은 기갑 차량의 외벽에 특수한 패널을 붙여 적외선 및 가시광선 영역에서의 광학미채를 실시하는 것을 시도 중이다. 광학미채 항목 참조바람.

1.3.4 사람

군복의 경우에는 총기의 발달과 더불어 위장무늬 색이 시작되었다. 총구 앞으로 총알을 장전하던 전열보병 시절에는 엎드리거나 수풀에 숨어서 총알을 쏘는 것이 불가능하였으므로, 차라리 시각적인 위압감을 주고 아군의 위치를 잘 드러내기 위하여 매우 화려한 군복을 입었다.

이후 뒤쪽으로 총알을 장전하는 후장식 총이상한 상상하지 말자을 씀에 따라 엎드리거나 숨어서 쏘는 것이 가능해졌고, 또 총의 명중률이 높아짐에 따라 흩어져서 병사들이 따로 총을 쏘는 것이 가능해짐에 따라 눈에 잘 안띄는 녹색이나 황토색 계열 군복이 등장하기 시작하였다.

얼룩무늬 위장복은 2차대전 무렵에 등장하기 시작하였는데, 이를 처음 쓰기 시작한 것은 독일군이었다. 이후 미군도 얼룩무늬 위장복을 만들었으나 유럽전선에서 얼룩무늬 군복=독일놈이란 공식이 머리에 박혀있었던지라 아군에게 오인사격 받는 일이 늘었다. 그래서 미군은 이 얼룩무늬 위장복을 태평양 전선의 미 해병대에게 줘버렸다.

위장복의 얼룩무늬 역시 수풀 등에 숨으면 적의 눈에 잘 안띄는 효과가 있는 것과 더불어 병사의 실루엣을 헷갈리게 하여 적의 눈에 잘 안 보이도록 하는 효과가 있다. 보통 해당지역의 환경에 맞춰서 얼룩무늬를 만드는데 우리나라나 유럽의 경우에는 녹색계열을 사용하지만, 중동지방은 갈색과 황토색 계열을 많이 사용한다. 저격수는 얼룩무늬 위장복이 아니라 아주 풀같은걸로 덮인 길리 슈트라는걸 사용한다.

90년대 벌어진 걸프전 당시에는 연합군이 갈색/황토색 계열 얼룩무늬에다가 흰색과 검은색으로 그늘진 자갈모양까지 그려 넣었다. 그러나 이것은 너무 오버스러워서 되려 적의 눈에 잘 띄는 효과가 있었던지라 이후 이 자갈모양은 폐지되고 갈색/황토색 얼룩무늬만 남았다. 한편 자갈모양이 있던 위장복은 그 자갈 그림때문에 초코칩 위장복이란 별명이 붙기도 하였다.

육안에 대한 완벽한 스텔스는 아마도 공상과학 영화나 만화에 자주 등장하는 광학위장일 것이다.

1.4 스텔스기 일람

• 미국
  • B-2
  • F-117
  • YF-23
  • F-22
  • F-35
  • SR-72

• 러시아
  • Su-50
  • MiG-1.42

• 영국
  • DH-98 모스키토

• 중국
  • J-20
  • J-31

• 일본
  • ATD-X

• 북한
  • An-2

2 영화

스텔스(영화) 항목 참고.

3 잠입 액션 게임

1의 의미를 따와서 잠입 액션을 스텔스 플레이라 부르기도 한다. 특히 페이데이 2와 같이 잠입과 일반 플레이가 둘 다 되는 경우 해당 플레이 방식을 이용한다는 의미로 쓴다.
목격자를 전부 죽이는 것도 스텔스다. 어째되었던 신고만 안 들어가면 스텔스 판정이다

4 은어

사람 중에서도 존재감이 없는 사람을 뜻하는 말. 한국에서는 병풍, 일본에서는 공기라고들 한다. 그 외에도 클로킹이라고 말하기도 한다.

• 스텔스 모모
• 우스이 카게로
• 아카자 아카리
• 히메가미 아이사
• 카즈
• 카토 메구미
• 스텔스록
• 이종범
• 존재감 지우기

4.1 자동차, 자전거 관련 은어

야간 또는 우천시 반드시 켜야 하는 전조등 등을 켜지 않는 행위. 고속으로 달리는 교통수단을 운전하면서도 자신의 위치를 알리기 위한 표시도 하지 않고 접근해오면, 정말 눈앞에 와야 그 존재를 인지하게 되어 서로가 굉장히 위험한 상황에 처할 수 있다. 제발 이런 행동은 하지 말자. 길에서 운전중인 차량은 등화관제를 해야 하는 장비나 병력이 아니다. 무단횡단 보행자를 고라니라고 욕하면서도 자신은 스텔스로 달리는 운전자라면...