AIM-7 스패로우

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AIM-7 Sparrow

길이 :3.6m
직경: 20.3cm
폭: 1m(주익폭 기준)
발사중량: 대략 225kg
속도: 마하4
사정거리: 70km
유도방식: 반능동 레이더 추적
탄두: 40kg 폭풍 파편형

현재(2010년대 중반) 서방 중거리 대공미사일의 대부격이라 할 수 있는 중거리 공대공 미사일.[1]

1 개발 배경 및 운용

미국 레이시온사가 개발한 중거리 공대공미사일. 반능동유도 방식이다. 잘 감이 안잡히겠으면 에이스컴뱃의 SAAM을 생각하면 이해가 빠르다. 애칭은 참새를 뜻하는 스패로우(Sparrow).

미사일 만능주의의 영향으로 태어난 미사일 중 하나로, 그냥 유도하고 튀면되는 암람과는 달리 쏘고 난 다음에도 적기를 지속적으로 레이더로 물고 있어야 한다.[2] 따라서 반드시 멀리서 뒷통수를 치는 식으로 써야 제대로 된 명중률을 기대할 수 있으며(BVR 전투가 사실 이런 거다), 그나마 적기가 급격한 회피기동을 하면 명중률이 크게 떨어진다는 치명적인 문제가 있다. 게다가 그 유도방식 특성상 이를 발사한 전투기는 미사일의 명중 여부가 확실해질 때까지 적을 레이더에 잡아 두고 있어야 하므로, SAM이 발사되거나, 다른 적기가 미사일을 발사하게 되어 회피 기동을 하게 되면 미사일을 낭비한 셈이 된다는 문제가 있다[3].

이런 문제들 때문에 베트남전 동안 스패로우의 명중률은 가장 높았던 1972년 시점에도 13%, 1968년 시점에는 10%에도 미치지 못했다. 물론 BVR 교전을 사실상 금지시킨 정치권의 지시가 큰 문제였지만 자체 성능에도 악평이 대단했다고. 특히 베트남에서는 고온다습한 기후 때문에 기능 장애가 발생한 경우가 많아 더욱 그랬다. 저 명중률 10~13%는 발사조차 되지 않은 상황까지 해서 계산된 것이며, 발사라도 된 미사일의 명중률은 대략 30%선은 됐다. 즉 한 마디로 말해서 방아쇠를 당겨도 절반 이상은 나가지 않는 수준의 신뢰성밖에 못 보였고, 그렇게 발사된 미사일조차 열에 일곱은 빗나갔다는 얘기다[4]. 덕분에 스패로우를 운용할 때 보통 한 번에 한 발씩 발사하지 않고, 시간차를 두고 장착된 스패로우를 모두 발사하는 경우가 많았다. (일단 쏘고 보자!)[5]

그 후 거듭된 개량을 통해 70년대 중반에 생산된 AIM-7F 는 신뢰성 면에서 장족의 발전을 가져왔으며[6] 1982년 6월의 베카 계곡 공중전에서는 이스라엘 공군이 일방적으로 우세하게 싸울 수 있게 했다.[7] 80년대에 생산, 운용된 AIM-7M은[8] 걸프전에서 많은 격추를 기록하여 향상된 성능을 자랑했다. 그래도 여전히 40%에 못 미치는 명중률을 기록하여 한계를 보였다. 다만 F-14 역시 주력 중거리 미사일은 그 유명한 AIM-54 피닉스가 아니라 스패로우였다.

일단 1991년에 AIM-120 암람이 개발되면서 미군에서는 주력 중거리 공대공 미사일의 자리는 내줬지만, 그래도 상당한 성능개량이 이뤄진 덕에 현재까지도 아직 무시 못할 수준의 무기다. 항공자위대는 아직도 F-15J와 이것의 조합이 주력이며, 대한민국 공군은 F-15K / F-16+AIM-120이 주력인 상황임에도 그 가치가 충분히 유지되는 상태.[9]

M형 이후로도, P형의 경우 시커와 추적 알고리즘이 많이 개량되어서 저공에서 운용할 때 신뢰성이 증가했다. 본디 M을 교체하려 개발했으나 예산크리와 암람의 등장으로 고장난 M을 대체하기 위한 정도만 도입되었다. 적외선 시커(!)를 덧붙인(레이더 반사파 추적 기능+적외선 추적, 오오오!) R형도 개발되었으나 마찬가지로, 암람의 등장과 예산 크리로 1997년 취소되었다.

AIM-7과 같은 반능동 유도 공대공 미사일의 발사 신호 나토 코드는 Fox one이다.

2 구성품

2.1 전방 안테나

레이돔 안에는 시커가 들어있다. 시커는 평판형의 슬롯 어레이(전파가 들락거리는, 도파관 구멍이 숭숭나있는 안테나)이며 정확한 표적추적을 위하여 각도가 움직인다. AIM-7은 반능동 레이더 유도 방식이기에 자체적으로 전방을 향해 전파를 쏘아 보낼 수 없으므로 이 레이더는 수신기능만 있다. AIM-7을 발사한 전투기의 레이더가 쏘아보낸 전파는 적기에 일단 반사되어 다시 AIM-7의 이 전방 안테나로 수신되며, AIM-7은 수신한 전파를 통하여 적기의 정확한 방향을 알 수 있다.

현대의 미사일들이 대부분 안테나 작동을 위하여 모터를 쓰는 것과 달리, AIM-7은 모터의 소형화, 정밀화 기술이 발전하기 전에 개발된터라 유압장치를 사용한다. 유압은 다시 고체연료 가스 가압유닛이라는 장치를 이용하여 생성하는데, 쉽게 말해 고체연료를 태워서 가스를 만들고 그 압력으로 다시 유압을 만드는 시스템이다.

2.2 측면 안테나

레이돔 바로 뒤에는 양 측면으로 앞뒤로 길게 2방향, 혹은 4방향으로 안테나 그룹이 있는데 이는 근접신관용 안테나다. 여기에 표적이 포착되었다는 것은 미사일이 표적의 옆을 스쳐 지나간다는 소리. 즉 빗맞은 상황이므로 이때 미사일의 신관이 작동하여 탄두가 폭발하여 그 파편으로 어떻게든 표적에게 피해를 준다.

2.3 탄두

탐색기 몸체 바로 뒤에는 탄두가 들어있다. 탄두의 폭약부 둘레는 연속형 막대 타입의 파편이 들어있으며 위에 언급한 근접신관이 작동하였을 때[10], 아니면 표적에 완전히 명중하여 충격신관이 작동하였을 때 폭약이 터진다.

2.4 날개 및 제어장치

몸체 중앙에는 4장의 날개가 있으며, 이 시절 개발된 대부분의 중거리 공대공 미사일처럼 AIM-7도 몸통 중앙 부근의 날개가 가동형이다. 이는 무게중심 근처의 날개 움직임으로 매우 빠른 반응성을 얻을 수 있기 때문이다. [11] 날개는 각각 +/-22도까지 움직인다. 날개중 마주보는 2장은 하나의 축으로 연결되어 하나의 작동기로 움직이며, 나머지 2장은 각각 다른 작동기에 의해 움직인다. 마주보되 연결되지 않은 날개 2장을 서로 엇갈린 각도로 제어하면 미사일의 롤(Roll)방향 (미사일 진행방향을 축으로 놓고 좌우로 회전하는 방향)제어가 가능하다. 날개 역시 유압 작동기와 이를 제어하는 유압 밸브에 의해 움직인다.

날개가 부착된 동체에는 구동장치와 미사일의 방향을 잡는 자동비행장치 등의 구성품이 함께 들어있으며, 전력을 공급하는 배터리 등도 여기에 들어있다.

2.5 케이블 덕트

전방의 탐색기와 중앙의 제어장치 사이에 탄두가 들어가있다보니 둘 사이의 신호를 연결하는 케이블이 지나갈 공간이 없다. 그래서 동체 외측에 앞뒤로 돌출부가 있는데 이 안에는 탐색기와 제어장치 사이를 연결해주는 전선 케이블이 들어있다.

2.6 로켓모터와 꼬리날개

날개 및 제어장치 뒤쪽으로는 로켓모터가 들어있다. 로켓모터는 초반 가속후 지속되는 가속-지속(Boost-Sustain) 타입이다. 다만 대부분의 공대공 미사일이 그렇듯, 지속(Sustain)이라고는 해도 전체 로켓 작동시간은 10초가 채 못된다. 로켓모터가 들어있는 동체 뒤에는 델타윙타입의 꼬리날개가 4장 붙어 있으며 고정형이다.

2.7 후방 안테나

AIM-7의 측면에는 케이블 덕트와 별도로 동체 중앙부(초기형), 혹은 전방부(후기형)에서 후방부까지 길게 이어지는 돌출부가 있다. 이 돌출부 안에는 후방안테나가 들어있으며 여기서는 AIM-7을 발사한 전투기의 레이더 전파를 직접 수신한다. 미사일의 전방 탐색기에서 수신한, 적 전투기에 한 번 반사되어 되돌아오는 전파는 도플러 효과에 의해 전투기가 보낸 전파와 비교하여 주파수가 바뀌게 되므로 이 주파수 차이를 측정하면 AIM-7은 표적과 얼마나 빠른 속도로 가까워지고 있는지 계산이 가능하다.

3 여담

서방의 중거리 공대공 미사일의 대표격 존재로 이후 개발된 서방의 중거리 미사일은 대부분 AIM-7의 영향을 받았다고 해도 과언이 아니다. 당장 영국의 스카이플래시는 AIM-7을 개량한 것으로 볼 수 있고, 이탈리아의 아스파이드 역시 AIM-7에 기반해 개발된 물건이다. AIM-7의 후계인 AIM-120 역시 AIM-7의 특징을 유지하면서[12] 단점[13]을 집중적으로 개량한 물건으로 볼 수 있다. 또한 함선의 방공 미사일로 시 스패로우가 개발되면서 중/단거리 대함방공 미사일에도 상당한 영향을 끼쳤다.

4 시스패로우

5 ESSM

  • 항목 참조: ESSM

6 관련 항목

  1. ↑ 심지어 일부 비서방권의 대공미사일에도 영향을 미쳤다.
  2. ↑ 사실 이건 암람도 마찬가지다. 암람의 자체 레이더는 적기가 7-8 km 정도 떨어져 있어야 레이다 락을 풀 수 있다. 그 전에도 미사일의 레이더를 작동시킬 수 있으나 이렇게 되면 아무나 쫓아간다. 다만, 90년대 이후 등장한 전투기들은 동시 추적 능력이 있음에 따라 전술적인 제한이 약간 적다. 동시 추적 중이면 연달아 여러 발 날려도 각각 알아서 잘 추적해 가니까...
  3. ↑ 그래도 일단 발사해서 적을 한 대 방어 기동으로 몰고 가게 되면 그 정도만 해도 이후의 도그파이트에선 상당히 유리한 위치를 점할 수 있게 해 준다.
  4. ↑ D, E 형의 경우 빗나가는 정도가 아니라 발사 수 초 후에 쫓으라는 적은 안 쫗고 자폭하는 경우도 허다했다.
  5. ↑ 그러나 미군 F-4 계열 전투기의 베트남전 격추 기록을 보면 AIM-7으로 격추한 수가 기관포로 격추한 숫자보다 더 많다. 그래도 AIM-9보다는 적다. E형처험 기관포를 내장하지 않은 B,C,D,J형의 총 격추 수는 AIM-7로 56기를 격추했고, AIM-9로는 62기를 격추했으며 기관포로 격추한 수는 11기다. E형은 AIM-7로 11기를 격추했고 AIM-9로 8기를 격추했으며 M61 20MM 기관포로는 6기를 격추했다.
  6. ↑ 이것도 AIM-9 사이드와인더와 마찬가지로 반도체 소자를 이용한 덕분이었다.
  7. ↑ 명중시키지 못해도 시리아 전투기가 수세에 몰려서 이스라엘 전투기들에게 AIM-9나 기관포 공격에 얻어맞을 수 밖에 없게 히였다.
  8. ↑ 원래 F-15를 위해 개발되었으며 SU-24같은 저공침투 목표물 대응능력이 좋아졌다.
  9. ↑ 물론 항공자위대도 스패로우에서 자국산 공대공 미사일인 AAM-4로 넘어가는 추세이긴 하나, AAM-4는 실전경험이 전무하기 때문에 아직은 AIM-7이 주력이다.
  10. ↑ 자세히 보면 미사일의 레이돔과 동체 중앙에 설치된 가동익 사이에 전후로 긴 사각형이 보이는데 이것이 근접신관 안테나부이다. AIM-120이나 미티어 등에도 보면 크기는 다르지만 이러한 부분을 찾을 수 있다.
  11. ↑ 대신 날개가 꼬리날개와 가깝다보니 여기서 발생한 후류가 꼬리날개에 큰 영향을 미쳐서 미사일의 제어가 은근히 힘들어지는 문제가 있다. 그래서 1980년대 무렵 이후에 등장한 신형 미사일 중에는 몸통 중앙의 날개를 직접 제어하는 미사일이 잘 없다.
  12. ↑ 기본 구조 및 디멘션
  13. ↑ 조종면 / SARH / 무게