AIM-9 사이드와인더

위쪽이 AIM-9L, 아래쪽이 AIM-9M.

1 개요

미국에서 개발된 대표적인 단거리 공대공 미사일. 별칭은 독사의 일종인 사이드와인더로, 미사일이 날아갈 때의 모습이 이 뱀의 움직임처럼 옆으로 스스슥 요란하게 날아가는 것 같아서 붙여진 이름이다. 미국제 전투기는 대부분 기본 무장으로 탑재할 수 있고, 대개 주익 끝에 있는 발사대에 장착한다.

서방쪽 공대공 미사일의 대명사로, 거의 대부분의 서방국가에서 표준적인 단거리 공대공 미사일로 사용해왔다.

AIM-9과 같은 적외선 유도 공대공 미사일의 발사 신호 나토 코드는 Fox two다.

2 제원

종류	공대공 미사일
생산	레이시온, 포드에어로스페이스, 로랄
제품 단가	84,000USD
유도 방식	적외선 유도 방식
길이	2.85m(9피트 4.2인치)
날개길이	630mm(24.8인치)
직경	12.7cm
발사 중량	91kg
속도	마하 2.5
사정거리	1.0 ~ 35.4km
탄두	9.4kg 파편탄두

3 구성

3.1 탐색기

AIM-9X를 제외하면 대부분의 AIM-9 시리즈는 적외선 탐색기를 사용한다. 이것은 주변에서 가장 적외선을 많이 내뿜는 물체를 찾는 개념이다. 탐색기에 붙어있는 적외선 센서 자체는 사실 적외선 신호의 유무만 판단할 수 있다. 대신 레티클(reticle)이라고 부르는 일종의 가림판을 이용하여 표적의 방향을 알 수 있다. 이 레티클은 특정한 패턴으로 그려진 원형의 가림판인데 어떤 부분은 까맣게 칠해져있어서 적외선이 통과하지 못하고 어떤 곳은 투명하거나 반투명하여 적외선이 통과한다. 적외선 센서 앞에 붙어있는 레티클이 고속으로 회전하면 투명한 부분과 가려지는 부분이 번갈아가며 적외선 센서 앞을 지나가므로 적외선 신호가 들어왔다, 안들어왔다를 반복하겠지만 이 타이밍이나 신호의 길이 등을 통해서(좀더 있어보이게 표현하자면 신호의 진폭(AM 방식), 혹은 주파수(FM방식)을 파악하여) 표적이 지금 적외선 센서의 중심축에서 얼마나 벗어난 각도에 있는지 알 수 있다. 버전에 따라 레티클이 도는 대신 센서자체가 회전하는 것도 있다.

AIM-9의 탐색기는 주변을 탐색하다가 가장 강한 적외선 신호가 들어오는 방향을 이러한 식으로 탐지한다. 탐색기 자체는 상하좌우로 움직이는 김발(gimbal)구조에 얹혀져 있으며, 만약 표적이 센서의 중심에서 벗어나려고 하면 자동으로 김발이 움직여 다시 센서 중앙에 표적이 오도록 한다. 물론 김발 자체는 다시 미사일 본체와 일정 각도로 틀어져있으므로, 미사일의 조종시스템은 이 틀어진 각도를 0으로 만들기 위해 카나드를 움직여 미사일을 전체를 움직인다. 결과적으로 미사일은 탐색기 및 표적과 일직선을 이루게 되어 표적의 방향으로 똑바로 날아가게 된다. 물론 표적이 계속 중심에서 벗어나려고 한다면(이를테면 표적이 계속 회피기동을 한다던지) 이 과정이 연속적으로 계속 이뤄져 결국 AIM-9은 계속 방향을 바꿔가며 표적을 향해 날아간다.

다만 이후 버전은 단순히 표적을 쫓아가는 것이 아니라 비례항법을 사용한다. 쉽게 말해 지금 당장 표적의 방향으로 쫓아가는 것이 아니라 표적의 미래위치 방향을 쫓아가는 방식. 더 쉽게 말하자면 미사일이 알아서 리드샷을 하게 된다. 물론 사이드와인더는 표적과 자신과의 거리를 알 수 없고 단지 자신의 중심에서 표적이 얼마나 많은 각도로 벗어나있는지만 알 수 있다. 그래서 이 각도, 혹은 각속도, 혹은 각가속도등을 측정하여 리드샷을 하게 된다.

2000년대에 개발된 AIM-9X는 이런 복잡한 장치가 필요 없이 일종의 적외선 CCD 소자인 초점평면배열(Focal plane array) 센서를 달았다. 쉽게 말해 적외선 카메라. 그래서 레티클 같은 것 없이 현재 보이는 화면에서 표적이 어느방향에 있는지를 바로 알 수 있다. 덤으로 표적과 거리가 일단 가까워지면 단순히 표적이 점으로 보이는 것이 아니라 특정 형상으로 보이게 된다. 미사일이 표적의 형상을 일단 파악하게 되면 표적이 플레어 같은 것을 투하해도 이는 전투기의 형상과 다르므로 속지 않고 오직 표적만을 쫓아 간다.

초기의 AIM-9의 적외선 센서는 주로 파장이 짧은 근적외선 영역만 탐지 가능한 센서를 사용하였다. 이 근적외선은 주로 전투기의 뜨겁게 달궈진 금속, 즉 엔진이나 엔진 배기구 주변의 구성품들에서만 나온다. 그렇기에 이부분이 전투기 동체에 가려서 안보이는 정면이나 측면에서는 적기를 인식하지 못했으며 오직 적기의 엔진이 잘 보이는 적기 뒷면에서만 적기를 인식했다.

하지만 1980년대에 실전배치되기 시작한 AIM-9L/M은 중파적외선(Mid wave IR)을 탐지하는 소자로 변경되었다. 이것은 배기구의 금속열기보다는 오히려 배기가스 자체를 탐지할 수 있었기에 바로 적 전투기 뒤쪽 뿐만 아니라 측면에서도 적기의 열기를 감지할 수 있었으며 심지어 적기의 정면에서도 적기가 고속비행하면서 공기마찰에 의해 생긴 열기를 감지할 수 있게 되었다. 결과적으로 적기 뒷면 뿐만 아니라 측면이나 정면에서도 적기를 인식할 수 있게 된 셈. 다만 아무래도 적기의 뒤쪽에 있을 때가 가장 적외선 신호가 강하므로 중파적외선을 이용해 유도하는 버전의 AIM-9 역시 적기 뒤쪽에서 적기를 쫓을 때 가장 확실하게 적기를 인식할 수 있다.

초기의 AIM-9의 탐색기는 발사되기 전에는 그저 정면을 향해 고정되어있었다. 그렇기에 조종사는 적기가 자신의 정면에 오도록 자신의 전투기를 움직여야 했다. 또한 전투기에는 미사일이 적기를 포착했는지 알려주는 별도의 장치가 없었으며, 대신 헤드셋을 통해 특유의 '갈갈갈'하는 소리를 내서 알려준다. 이 소리가 점점 톤이 높아지면 높아질 수록 표적을 확실하게 인식하였다는 뜻.

1970년대부터는 소리뿐만 아니라 시각적 정보로 미사일이 표적을 확실히 물었다는 것을 조종석의 화면이나 HUD를 통해 알려주었다. 물론 여전히 소리를 이용하는 방식도 병행하여 사용 중.

또한 1970년대부터는 미사일의 탐색기가 단순히 정면에 고정되어있지 않고 모드에 따라 전투기의 레이더와 연동되었다. 레이더가 표적을 포착하면 자동으로 AIM-9의 탐색기도 그 방향을 바라보는 방식. 뿐만 아니라 이때 이미 조종사의 헬멧과 연동되는 HMS(Helmet Mounted Sight, 헬멧 연동 조준기)가 등장한다. 단, 이 HMS 방식은 1980년대 이후 잘 안쓰이다가 2000년대 들어서 AIM-9X가 개발되면서 다시 쓰인다. 이 외에도 레이더나 HMS를 못쓰는 상황(AIM-9을 탑재한 항공기 자체에 이러한 시스템이 없다던지(대표적으로 A-10, 레이더나 HMS를 고장나서 못쓴다든지)에 대비하여 미사일이 전방을 일정 패턴으로 훓으며 탐색하는 모드가 있다. 참고로 이 스캔 모드는 기본적으로 열추적 미사일이 등장했을 때 쓰이던 방식과 동일하다. 현재는 가시적으로 어떤 목표물을 물었는지 보여주는 기능이 추가된 것. 미사일이 자체적으로 스캔하기 때문에 느릴 것이라고 생각하기 쉽지만 레이더 락 온 후 연동하는 것 보다 훨씬 빠르다. 태양을 잡지만 않는다면

초기형인 AIM-9B는 탐색기를 냉각시키지 않는 비냉각식이었으나 이후 버전들은 탐색기를 냉각시켜 감도를 높였다. 그런데 공군과 해군이 서로 다른 냉각 방식을 사용한다.... 공군은 미사일 내부에 내장된 압축기체(주로 아르곤)으로 냉각하고 해군은 미사일 발사대에 달려있는 압축질소를 미사일 내부로 끌어와 냉각. 그런데 독일공군에 보급된 모델은 이산화탄소로 냉각을 하기도 했다. 공군방식은 미사일 발사대에 별도의 냉각통을 달지 않아도 되어서 정비가 쉬운 반면, 조종사가 교전중 냉각장치를 켰다가 막상 미사일을 발사하지 않고 되돌아온경우 미사일 내부에 냉각 가스를 일일히 재주입해줘야 한다. 해군방식은 반대로 미사일 발사대에도 꼬박꼬박 매번 냉각가스를 넣어줘야 하지만 조종사가 미사일 냉각장치를 일단 켰다가 꺼도 미사일까지 재정비할 필요는 없다. 이게 귀찮아서 펠티어 소자 방식을 넣는 방안도 검토되었으나 실전 배치된 사이드와인더에 들어가진 않았다. 최신형인 AIM-9X는 아르곤 가스를 미사일 내부에 넣긴 하였으나 과거의 방식처럼 압축 아르곤 가스를 순간 배출시켜 냉각시키는 방식이 아니라 일종의 냉장고처럼 냉각기관으로 작동하는 방식이다 보니 냉각 가능시간이 길고 재보급 해줄 일도 거의 없어졌다.

당연하지만 AIM-9을 조종사가 선택하는 순간 '짠'하고 냉각이 완료되는 것이 아니므로 공중전에 들어가기에 앞서 약간의 웜업, 아니 쿨다운 시간이 필요하다. 옛날엔 조종사가 냉각이 완료되었는지 안되었는지 몰라서 대충 시간봐서 냉각 되었겠거니..해야 했지만 1980년대 이후부터는 적당히 냉각이 완료되면 조종석의 모니터 화면을 통해 냉각상태를 알려준다.

탐색기는 AIM-9B는 완전 투명한 돔으로 보호되지만 이후 버전들은 반투명한 불화 마그네슘 코팅이 된 돔을 쓴다. 이것은 특정 대역의 적외선만 잘 투과하므로 결과적으로 잡신호가 덜 들어오고, 표적의 신호만 더 잘들어오게 해주는 효과가 있다. 다만 AIM-9X는 센서가 아예 바뀐탓에 다시 투명한 돔.

3.2 신관 및 탄두

다른 대부분의 공대공 미사일과 마찬가지로 AIM-9은 충격신관과 근접신관 두 가지를 가지고 있다.

충격신관은 사실 아주 짧은 지연시간을 갖는다. 이는 표적에 충돌해도 정확히 말하자면 머리 부분이 부딪힌것이므로 실제 폭약이 들어있는 탄두는 머리로부터 1m 가량 뒤쪽에 있기 때문. 기왕이면 탄두가 적기에 완전히 접촉한 상태에서 터지는편인 나으므로 이것을 고려하여 밀리초(ms) 단위이긴 하지만 지연이 있다.

근접신관은 AIM-9이 표적을 직격하지 못하고 빗나가되 탄두가 폭발하면 충분히 표적에게 치명상을 줄 만큼 가까운 거리로 지나갈 때 작동한다. 초기버전은 탐색기와 마찬가지로 적외선 센서를 사용하였다. 적기를 스처 지나갈때 적기의 열기를 감지하여 탄두를 터트리는 방식.

이후 버전은 레이저 근접신관으로 변경되었다. 레이저 송신부와 수신부가 있으며 송신부는 작동을 시작하면 미사일 측면 전둘레를 향해 계속 레이저를 내보낸다. 그러다가 바로 옆에 있는 수신부에 레이저가 반사되어 되돌아오면 탄두가 터진다. 허공에 쏜 레이저가 반사되어 되돌아온다는 것은 무언가 물체, 즉 적기가 있다는 소리이므로.

탄두는 크게 세 가지버전이 있다.

초기버전은 가장 단순한 버전으로, 고폭탄이 터지면 탄두를 둘러싸고 있던 케이스가 파편이되어 사방으로 퍼지는 방식이다.

두번째 버전은 연속막대(continuous) 버전으로, 탄두는 가는 금속막대의 끝과 끝을 지그재그로 연결한 것이다. 폭발하면 이 막대들은 마치 고리처럼 사방으로 고르게 퍼진다. 이는 마치 미사일 옆구리에서 칼날이 나오는 것 같은 폭발이 생기는데, 파편이 앞뒤로는 퍼지지 않고 옆으로만 집중되게 퍼지는 한편 파편이 표적에 부분부분 박히는 것이 아니라 연속적으로 한 선을 따라 박히므로 더 치명상을 준다.

(연속 막대 탄두)

세번째 버전은 고리형 폭발(Annular Blast) 버전으로, 연속막대형이 표적과의 각도에 따라 생각보다 제성능이 안나오는 경향이 있어서 나온 것. 사실 연속막대형보다도 고전적인 방법으로 폭약 주변에 파편을 넣어둔 것이다. 다만 이 파편들은 하나하나가 작은 막대형이며, 두 겹으로 둘러친 200여개이 티타늄 막대들이 폭발시 측면으로 퍼져나가 표적을 공격한다.

AIM-9의 크기의 제약탓에 탄두에 들어있는 폭약의 양은 많은 편이 아니다. 탄두 전체의 무게는 버전별로 약간씩 다르나 대략 9~10kg 전후이지만 보통 이중 절반만이 실제 폭약의 무게이고 나머지 절반은 파편과 탄두 자체의 케이스, 기타 부속품들의 무게다.

AIM-9L 버전중 일부는 WDU-7이라는 탄두를 사용하였는데 여기엔 발광물질을 좀 더 첨부하여 미사일의 폭발 여부를 눈으로 더 확실하게 알 수 있게 해주는 것이다.

3.3 카나드와 구동장치

AIM-9 시리즈는 AIM-9X를 제외한 모든 시리즈가 가동항 카나드를 사용한다. 이는 미사일의 구동장치(액츄에이터)를 가급적 조종장치 근처에 두기 위해서다. 즉 미사일 뒤쪽은 별도로 움직이거나 복잡한 전자장치를 넣지 않고 로켓만 두고, 복잡한 장치는 전부 머리 부근에 몰아 넣은 것. 덕분에 구성을 좀 더 단순화 할 수 있었다.

카나드를 구동하는 장치는 전기모터가 아니라 가스밸브와 피스톤으로 구성된 일종의 공압식 피스톤이다. AIM-9이 개발되던 시절만해도 모터의 성능이 시원치 않았기 때문에....

AIM-9의 내부에는 가스발생기(Gas generator)라는 장치가 있는데, 이것은 전기신호가 들어오면 기폭, 화학반응을 통해 고온고압의 가스를 만든다. AIM-9의 밸브는 조종장치가 보내오는 전기신호에 따라 밸브를 열고 닫아 고압가스를 피스톤에 넣거나 빼는식으로 카나드를 제어한다. 쓰고남은 가스는 미사일 측면을 통해 외부로 배출된다. 당연한 이야기지만 가스발생기의 화학연료가 다 떨어지면 카나드는 더 이상 제어할 수 없게 된다.

카나드는 이렇게 전기모터 따위로 움직이는 것이 아니다보니 가스발생기가 작동하지 않는 상태, 즉 발사전의 상태에서는 사람의 손으로도 쉽게 돌릴 수 있다. 이렇게 쉽게 회전하다보니 전투기가 고속비행할 때 맞바람의 영향으로 카나드가 제멋대로 움직여서 불필요한 진동을 만들기도 한다. 이탓에 AIM-9용 발사대에는 카나드를 고정하는 작은 구속장치가 있으며, 보통 스프링의 힘에 의해 카나드를 누르고 있다가 발사되면 그 스프링의 힘에 의해 아예 안쪽으로 접히는 구조다.

카나드를 잘 보면 클립같은 것이 살짝 카나드 뒤를 잡고 있는데 이것이 카나드 구속장치다. 한편 미사일 동체에 구멍이 숭숭 뚫린 부분이 있는데 이것이 바로 가스발생기에서 생긴 가스 중, 쓰고 남은 가스들이 배출되는 부분

카나드는 내부적으로 반대편 카나드와 한 축으로 연결되어있다. 그래서 실제로 AIM-9의 카나드를 움직이는 구동장치(액츄에이터)는 2개다. AIM-9은 두 카나드의 각도를 조합하여 상하좌우로 기수를 움직일 수 있다(좀 있어보이게 말하자면 피치와 요우를 제어한다). 다만 이 방식은 미사일 자체를 축방향으로 회전하도록 하는 롤 제어를 할 수 없다. 그래서 돌풍이나 기타 영향으로 제멋대로 돌아가지 않도록 꼬리날개 쪽에 롤러론이라는 별도의 장치가 있다.

AIM-9의 카나드는 버전별로 다양한 형태로 진화하였다. 보통 후기형으로 갈 수록 더 복잡한 모양을 하는데, 이는 높은 받음각에서도 카나드가 실속에 빠지지 않고 제역할을 하도록 하는 동시에 카나드를 움직이는데 필요한 힘(즉 필요한 토크)를 줄이는 방향으로 최적화한 결과물 들이다.

AIM-9X는 카나드가 고정형이며, 모양도 삼각형에 가까운 단순한 형태다.

3.4 꼬리날개와 롤러론

AIM-9의 꼬리날개는 AIM-9X를 제외하면 꽤 크고 두꺼운 편이다. 이는 항력이 늘어나는 것을 감안하더라도 선회시 양력을 더 많이 만들어서 기동성을 좋게 만들기 위한 것이다.

AIM-9X를 제외하면 이 부분은 고정되어있다.

하지만 마찬가지로 AIM-9X를 제외한 모든 AIM-9 계열에는 이 꼬리날개 끝에 롤러론이란 신박한 장치가 붙어있다. 위의 카나드를 통한 제어항목에서 알 수 있듯 AIM-9은 축방향으로 회전하는 롤방향 제어를 하지 못한다. 어차피 미사일은 항공기와 달리 상하좌우 대칭형이기 때문에 상하좌우로 방향을 전환할 때 미사일 자체가 축방향에 대해 회전할 필요는 없다. 문제는 카나드의 후류가 꼬리날개를 간섭한다는 점. AIM-9이 적기를 쫓아 급선회하려고 카나드의 각도를 크게하면 카나드에서 생긴 강한 후류가 꼬리날개를 지나간다. 이때 좌우 꼬리날개에 비대칭으로 공기가 흐르는 경우가 많아서 미사일은 의도치않게 축방향으로 회전해버리게 된다. 이러면 정확한 제어가 어렵다.

그렇다고 꼬리날개에 별도의 롤 제어용 장치를 달자니 내부 공간이 부족하다. 카나드를 반대편끼리 축이 연결된 것을 끊고 각각의 카나드 각도를 다 따로 제어한다면 롤을 어느정도 막을 수 있지만 이러면 제어장치도 복잡해지는데다가 구동장치가 최소한 하나 이상 더 들어가야 한다. 최악의 경우는 카나드별로 하나씩 구동장치를 꿰어차서 총 4개의 구동장치가 들어가야 하고....

그래서 등장한 것이 롤러론이다.

롤러론은 AIM-9의 꼬리날개 끝쪽 모서리에 달려있는 것이다. 이것은 항공기의 에일러론에 롤러가 달려있는 형태라 하여 롤러론이란 이름이 붙었다.

롤러론은 꼬리날개에 고정되어있지 않고 경첩을 통해 연결되어있다. 그러나 이것은 별도의 구동장치가 연결되어있지 않기 때문에 아무렇게나 위아래로 꺾인다. 하지만 비행중에는 이것이 함부로 꺾이지 않으며 거의 꼬리날개와 평형을 유지한다. 이는 고속으로 회전하는 롤러 탓.

롤러론에는 톱니바퀴처럼 생긴 롤러가 달려있는데, 이것 역시 어떤 모터 같은 것으로 회전시키는 것이 아니라 맞바람의 힘에 의해 회전하는 것이다. 그런데 이렇게 고속으로 회전하는 물체에 만약 한쪽 방향으로 축을 넘어트리듯 회전시키려는 힘(모멘트, 혹은 토크)가 작용하면 90도 회전한 다음 그 힘이 작용한다는 신박한 현상이 있다(있어보이는 말로 Gyroscopic effect).

AIM-9이 만약 어떠한 요인에 의해 롤을 하게 되면 롤러 입장에서는 축방향을 꺾으려는 힘이 작용하는 것이 된다. 그런데 이것은 롤러가 90도 회전한 방향으로 작용하므로 결국 롤러가 롤러론의 경첩을 축으로 꺾이려는 힘을 만들어서 롤러론 전체를 경첩을 축으로 꺾이게 한다. 마치 항공기의 에일러론처럼. 게다가 이 롤러론이 경첩을 축으로 꺾이는 방향은 AIM-9이 롤 하려는 방향과 같다.

이렇게 되면 꼬리날개 전체에서는 AIM-9을 반대로 롤 시키려는 힘을 만든다. 결과적으로 두 힘은 평형을 이루어 AIM-9은 거의 롤 하지 않는 안정성을 갖는다.

전기모터 없이 바람의 힘과 물리현상만 가지고 미사일을 안정화시킨 신박한 개념.

하지만 AIM-9X는 카나드 구동방식이 아니기에 카나드가 꼬리날개에 영향을 주어 롤 시키려는 경향도 적고, 결정적으로 꼬리날개 자체가 각각 따로 구동기를 꿰어차고 있어서 어차리 꼬리날개로 롤제어까지 가능하므로 롤러론이 없다.

3.5 추진기관

전형적인 로켓을 사용한다. 그런데 이 로켓의 점화신호는 미사일의 전자장치등을 거치는 것이 아니라 미사일 발사대로부터 직접 받는다. 미사일 발사대에는 AIM-9에 직접 접촉하는 접지부분 같은 것이 있는데 여기로 전기신호가 들어오면 일단 로켓에 불이 붙고 미사일은 발사된다. 다른 미사일들은 보통 발사대와 미사일을 연결되는 케이블을 통해서 전기신호가 들어와 로켓에 불을 땡기는 것과는 대조적. 이는 간단한 구조를 위해 미사일 내부의 긴 전선을 따로 또 만들어 발사대->연결용 케이블->미사일 내부 전선->로켓모터로 신호를 흘려보낼 필요 없이 바로 발사대에서 로켓모터의 점화장치로 신호를 흘려보낼 수 있다는 장점이 있다.

로켓은 초기형은 Mk.17, 후기형은 Mk.36을 사용한다. Mk.라는 이름에서 알 수 있듯 둘 다 해군이 개발. 초기형은 로켓의 작동시간이 대략 2.2초에 불과하였으나 후기형은 7초가량으로 늘었다. 덕분에 후기형은 사거리가 더 늘어났다.

물론 다른 미사일과 마찬가지로 AIM-9도 로켓 꺼졌다고 바로 게임 끝나는것이 아니라 관성에 의해 한동안 계속 날아간다. 애당초 그러니까 위에 언급한 카나드 제어용 가스 발생기의 작동시간도 20~60초 가량.

3.6 기타 구성품

AIM-9은 미사일 발사대와 전기신호를 주고 받기 위한 전선 케이블이 미사일 머리부근에 달려있다. 이것은 발사될 때 미사일이 추진되는 힘에 의해 끊어지듯 잘려나가서 발사대에 붙어있다. 그래서 훈련으로 미사일을 발사한 조종사들이 기념품으로 발사대에 남아있는 케이블을 챙기기도 한다.

미 해군용 AIM-9은 냉각용 압축질소 역시 이 케이블을 통해 받는다.

AIM-9X는 주고받는 신호가 늘어난 탓에 동체 옆구리에 별도의 컨넥터가 하나 더 있는데 사실 AIM-120의 컨넥터와 같은 것이다. 발사대를 AIM-120과 공용으로 쓰니까 아예 AIM-120용 컨넥터를 공용으로 사용한 것.

다른 미사일들도 비슷하지만, 구성품들은 몇 개의 섹션으로 나뉘며 이것들은 일종의 클램프처럼 생긴 고리(Coupling Rig)로 연결된다. 바꿔말하면 이 고리만 풀면 쉽게 구성품들이 분리된다. 덕분에 탄두만 업그레이드 한다거나, 앞의 유도/조종장치쪽만 바꾼다거나 하는 식으로 업그레이드도 편하다.

AIM-9의 미사일 발사대는 AIM-9의 제일 앞쪽 행거(미사일이 발사대의 레일을 따라 움직일 수 있게 되어잇는 부분)을 잡는 형식으로 AIM-9을 고정하는데, 평소에는 강한 스프링의 힘으로 AIM-9을 물고 있는 형태다. 그러다가 AIM-9의 로켓이 점화되어 앞으로 나가면 그 힘을 못이기고 구속장치가 제껴지면서 AIM-9을 놔준다. 물론 평소에 정비사들이 지상에서 발사대에 AIM-9을 장착할때나 혹은 빼낼때도 이게 구속하겠다고 설치면 안되므로 핸들을 돌려 구속장치를 인위적으로 푼다.

4 종류

4.1 AIM-9B

1940년대 말 AIM-4 팰콘(Falcon)의 후계 모델로 시작되어 1953년에 프로토타입 XAAM-N-7(AIM-9A)가 제작되고 56년에 첫 실용형인 AIM-9B가 해군용으로 롤아웃되었다. 2년 뒤인 1958년, 대만해협 항공전에서 F-86이 처음으로 이 미사일을 사용했으며, 당시 F-86보다 더 고성능이었던 MiG-17을 14 대 3의 격추 스코어로 발라버리면서 그 위력을 실증했다(그런데 사실 이 전투에서 실제로 AIM-9B로 적기를 떨군 사례는 4번 뿐. 나머지 MiG-17들은 AIM-9B를 피하다가 F-86의 기총에 떨어졌다).

미 공군은 본디 AIM-4 팔콘을 주력으로 사용할 생각을 하고 있었다. 그러나 F-4를 사용하게 됨에 따라 AIM-9B 가 달린 해군형 F-4B을 수령하고 공군형 F-4C에 장착하여 운용할 생각을 한다. 반면에 F-4D에는 팔콘(만)을 그대로 사용하려 했으나 현실은 시궁창. 모두 AIM-9B를 장비하게 된다. A/B형의 경우는 적기 후면에서 적기의 엔진열을 감지했을때만 조준이 되며, 베트남전 당시 명중율은 20%정도에 그쳤다. 이 후 사이드와인더의 개량은 공군과 해군이 따로 개발을 시작한다.

그 뒤로 등장한 개량형들도 적기의 뒤에서만 조준이 가능했던 것은 마찬가지였으나 L형 이후로는 '적기의 어느 방향에서도 조준이 가능'하다.(이를 전방위 공격능력이라고 한다).이는 적 전투기의 배기열은 물론 적 전투기가 비행중 공기마찰로 인해 만드는 열기까지도 포착할만큼 AIM-9의 탐색기의 성능이 향상되었기 때문. 덕분에 영국은 해리어에 이 AIM-9L을 장착, 포클랜드 전쟁에서 아르헨티나 공군을 상대로 높은 전과를 거둔다(해리어항목 참조).

현재 최신형인 AIM-9X형은 조종사의 헬멧과 연동되어 조종사가 보기만 해도 해당 적기에 조준이 될 뿐더러 초고기동이 가능하다.

베트남전 중에는 AIM-9를 M113 장갑차에 탑재하여 지대공 미사일로 개조한 채퍼랠도 개발된 바 있다.

AIM-9B 는 미 공군에서 채택한 후 1962년까지 80,000대가 넘게 만들었고, 후계 모델을 개발할 초석을 마련한다. 마개조의 시작.

4.2 AIM-9D/G/H (해군)

AIM-9B 의 성능에 만족하지 못한 해군은 로켓 엔진을 교체하여 속도를 높이고(사정거리도 18km 정도로 올라갔다), 날개를 확장하여 기동성을 확보, 그리고 탄두를 교체하여 더 강력한 폭발력을 가지도록 개량한 물건이다. 후속 모델인 G에 밀려 1000대 생산에 그쳤다. G(Golf) 형의 경우 시커를 레이다와 연동시켜 적을 락온할 수 있는 모드를 추가(SEAM: Sidewinder Expanded Acquisition Mode)한 모델. H(Hotel)형은 드디어 반도체를 사용하여 시커 성능을 향상시켰고, 기동성도 향상되었다. 베트남전에서 가장 잘 맞았던 AIM-9모델이었다. 1972-4년 기간 동안 7700기 생산.

4.3 AIM-9E/J (공군)

공군도 마찬가지로 잉여스러웠던 성능의 AIM-9B 를 개조하여 E 버젼을 만들었는데, 펠티어 소자를 이용한 시커 냉각을 할 수 있어서 매우 긴 시간동안 시커를 냉각시킬 수 있었다. 또한 D형보다 나은 유도 성능을 가지고 있었다. 5000기 정도의 AIM-9B 가 E로 개수되었다. J형은 E를 개량하여 반도체를 도입했고, 로켓 엔진을 더 연비가 좋은 것으로 교체하여 사정거리를 늘렸다. 또한, 날개 조종기의 성능 향상과 날개의 모양을 개량하여 더 높은 G를 받는 상황에서도 락온/발사가 가능하도록 했다.

4.4 AIM-9F (유럽)

독일에서 생산된 AIM-9B로, AIM-9B FGW.2 라 불리며, 시커 냉각에 이산화탄소 쿨러 사용, 약간의 반도체 도입, 실리콘을 이용한 저 잡음 시커 돔 사용으로 E형과 비슷한 성능을 내었다. 1969년에 F-4F와 함께 도입되었으며 총 15,000기가 생산되었다 한다. 어째서 이렇게 많은 수가 생산될 수 있었느냐 하면... 그 동안 덤핑했던지원받았던 AIM-9B를 마개조한 것이기 때문.

4.5 AIM-9L/M

이후 다시 공군과 해군의 합작으로 H형을 베이스로 한 L형이 개발된다. 이 모델 부터는 All-Aspect, 즉 적기를 뒤쫒지 않아도 락온/추적이 가능하게 된다. 추적 알고리즘 역시 비례항법 방식을 사용, 이전 버젼은 적기의 꽁무니만 따라갔다면, L부터는 적기의 진행 방향을 예측하여 예상 충돌 지점을 향해 날아간다. L모델 역시 추적 연산 장치로 반도체가 쓰였고, 날개 모양도 변경, 시커, 작약등을 모두 업그레이드 시킨다. 1978년 부터 생산이 시작되었으며 총 16,000대가 생산되었다. 1982년 포클랜드 전쟁에서 영국군 해리어에 장착되어 공중우세를 이끌어낸 모델. M모델은 로켓 엔진의 크기를 축소, 업그레이드 된 추적 시스템, 카운터메져에 대한 저항력 등으로 1991년 이라크전에서 12킬을 해낸 모델이다.

4.6 AIM-9N/P

수출형 모델들. J형의 추적 시스템을 개량하고 시커 성능을 약간 높인 N형. 그리고 AIM-9L/M 형을 구입할 수 없는 상황이거나 운용해서는 안 될(?) 국가들에 대한 판매용 모델이 P형이다. 역시 J형을 개량하여 만들었으나 P-4 모델 부터는 All-Aspect 시커가 채택되어 L/M형에도 버금갈만한 성능을 지니게 된다. 사실상 대부분의 P형은 그 동안 잉여하남아돌던 B/E/J 형들을 마개조한 것이다. 본디 수출용으로 제작되었으나 많은 수가 미 공군에 남아 있다. 한국공군에서는 AIM-9P현을 금성정밀(현 LIG넥스원)에서 면허생산하여 F-16이전의 기체들을 대상으로하여 운용하였다. 본래 AIM-9P는 전방목표 공격능력이 없지만 금성정밀에서 면허생산한 AIM-9P형은 제한적인 전방목표 공격능력을 가지고 있다.

4.7 AIM-9C

AIM-9D 와 같은 시기에 개발된 것으로 SARH(Semi Active Radar Homing) 방식. F-8 크루세이더에만 운용되었다. 그러나 짧은 사거리와 현시창스러운 시커 성능으로 인해 1965년 부터 2년 동안 1000대만 만들어지고 버려진다. 이후 같은 방식을 사용하는 AIM-7 스패로우가 AGM-45 Shrike로 개조된 것 처럼 적의 지대공 레이더 신호를 역추적해 공격하는 공대지 대레이더 미사일로 마개조된다. 이것이 AGM-122A Sidearm으로 미해병대의 AH-1W Super Cobra에서 운용되었었다. 하지만 이마저도 이제는 사용되지 않는다.

4.8 AIM-9X

기존의 AIM-9L/M/P를 압도하는 성능을 자랑하는 러시아 R-73 아처 미사일에 대항하기 위해 최신 개량형인 AIM-9X(코드 네임 사이드와인더2000)이 롤 아웃하여 현재 실전 부대 배치중이다.

본래 미국을 비롯한 NATO 연합은 ASRAAM을 단거리 공대공 미사일로 쓸 예정이었으나 R-73가 보여준 추력편향의 막강한 성능에 놀라서 ASRAAM대신 자체개발한 것이 바로 이 AIM-9X.

AIM-9X는 최신 단거리 공대공 미사일들의 대세를 따라서 탐색기는 128 X 128 배열 열영상방식을 사용하며, 덕분에 적기가 떨구는 플레어같은 기만체에 잘 속지 않는다. 탐색범위 역시 기존 AIM-9 시리즈보다 훨씬 넓어져서 전방 90도 내의 목표물에 대하여 탐지 가능하다(뭐 신형 단거리 공대공 미사일들은 대부분 이정도의 성능을 갖지만...).

AIM-9X는 기존 AIM-9M 사이드와인더와 동일한 로켓모터를 사용하지만, 전체적으로 카나드와 꼬리날개의 크기가 줄어들어 항력이 줄어든 탓에 사거리 자체는 종전 모델들 보다 두 배 가량 늘어났다.

또한 AIM-9X는 R-73ye 버전 아처에서 실용화 한 추력편향기술을 도입하여(애시당초 ASRAAM 사업에서 뛰쳐나와 AIM-9X를 만든 계기가 이것이니) 락온만 되어있으면 발사된 직후 급격히 방향을 틀어 날아가 기축선 밖 목표물을 쫓아 갈 수 있다.

한편 AIM-9X는 추력편향 이외에도 날개의 조종방식이 종전 AIM-9 시리즈와 다르게 바뀌었다. 종전 AIM-9X는 전방의 카나드로 자세를 제어하고 후방의 고정된 꼬리날개(Tail fin)로 안정성을 확보하였으나 AIM-9X는 반대로 고정형 카나드로 자세를 안정시키고 후방의 작은 꼬리날개로 자세를 제어한다(물론 꼬리가 움직일 때 추력편향을 위하여 제트베인도 함께 움직인다). 한편 AIM-9 시리즈가 전통적으로 롤 안정화를 위하여 사용하던 롤러론(Rolleron)이 AIM-9X에는 없어졌는데, 이는 마주보는 꼬리끼리 엇갈리게 작동시켜서 롤 제어가 가능했기 때문.

AIM-9X 사이드와인더의 성능을 알고싶으면 말로 백번 설명할 필요없이, 동영상으로 날아가는 모습을 보는것이 낫다. 말 그대로 '중력을 무시하는'기동이 뭔지 보여준다.

AIM-9X의 추력편향 방식은 제트베인이라 하여, 로켓 모터 노즐부근에 마치 날개와 같은 가동부위가 있는 방식. 이 부분은 꼬리날개와 같은 방향으로 움직이며, 이때 로케의 추력방향이 바뀐다. 값이싸고 만들기 쉽다는 장점이 있으나, 로켓이 타는시간 내내 고온에 노출된다는 단점이 있다. 이탓에 제트베인의 수명은 3, 4초가 고작인 것으로 알려져있다. 즉 3, 4초 이후에는 추력편향을 잃게 된다는 이야기.

이 부분이 AIM-9X의 단점으로 지적되기도 하지만, 한편으로는 이러한 단거리 공대공 미사일은 추력편향이 제일 필요한 시기가 발사직후이고, 그 이후로는 방향제어용 날개(fin)으로 제어되는 편이 더 효율이 좋기 때문에 굳이 문제시 하지 않는 듯하다. 더불어 단거리 미사일의 실제 로켓작동시간은 매우 길어야 10초 미만인 점도 제트 베인 방식을 사용한 이유중 하나로 여겨진다

다만 기존의 AIM-9과의 호환을 위해 추진체가 작은 관계(ASRAAM, Python 5등은 6인치급의 추진체를 사용하는데 비해 AIM-9은 5인치급을 사용)로 다른 최신예 단거리 공대공 미사일에 비해서 순간적인 출력이 부족한 편. 또한 최대속도나 사거리면에서도 ASRAAM이나 IRIS-T, Python 5등에 비하면 약간 떨어지는 것으로 알려져 있다. 단, AIM-9X를 개발하게 된 계기인 R-73보다는 AIM-9X가 사거리가 더 긴 편.

AIM-9X는 추력편향노즐을 사용하지 않은 AIM-132, Python 5 등과 비교하면 초기가속 단계에서의 기동성은 훨씬 우월하다.

전체적으로 AIM-9X는 최고의 성능에 욕심을 내기보다는 저렴한 비용으로 기존 AIM-9L/M을 대체하는 데에 (즉 같은 발사대, 공통의 부품을 최대한 사용 등) 초점을 맞춰 설계된 미사일.

또한 AIM-9X는 해상의 소형 표적을 명중시키는 시범을 보여서 공중 뿐만 아니라 지상이나 해상의 이동표적도 공격할 수 있는 능력을 입증한바 있다.

2013년부터 신형 AIM-9X Block II가 실전배치되었다. Block II는 종전의 a모델보다 각종 유도성능 개량이 목표이며 특히 발사 후 락온 (LOAL : Lock on After Launch)기능이 추가될 예정. 이는 전투기의 레이더나 동료 전투기가 데이터링크를 통해 보내온 적기의 데이터를 근거로, 미사일이 적기와 충돌 할 수 있는 '예상좌표'를 계산하는 것으로 시작된다. 미사일은 이 '예상좌표'로 일단 날아간 다음 자체 탐색기로 목표물을 락온 하는 방식이 LOAL이다. 이 기능을 활용하면 미사일 탐색기가 전투기에 장착된 상태로는 볼 수 없는 방향의 적기(심지어 뒤에 쫓아오는 적기)를 향해서도 미사일이 날아갈 수 있는 셈. 특히 미군이 이 기능을 반기는 것은, F-22나 F-35처럼 내부무장고를 사용하는 전투기들은 내부무장창에서 미리 AIM-9X의 탐색기가 목표물을 바라보도록 하는 준비단계 없이 바로 AIM-9X를 발사 하는 것이 가능해진다. 그리고 GPS 와 데이터 링크가 가능하여 단거리 공대공 미사일임에도 BVR 기능을 갖출것으로 보인다.

또한, 기존의 비행방식과 달리 발사후 급상승 기동을 통해 사거리를 극대화하는 비행 경로 소프트웨어 또한 추가되었다. 이는 AIM-120C과 같은 중거리 미사일들은 이미 채용하고있는 비행방식인데, 이로인해 어느정도 수준의 사거리 향상을 이뤘는지는 미확인이나 블록 III에선 60%의 사거리 향상을 통해 암람급 사거리를 갖춘다는 언급을 비추어 볼때 블록 II에선 블록 I에비해 약 60%의 사거리 향상이 이루어진 30~40km인 것으로 추정된다.

한국군의 경우 구형 AIM-9X은 F-15K의 도입과 함께 들어왔고, Block II의 도입도 추진중이며 2014년 4월 미의회 승인이 났으므로, 조만간 도입이 유력시된다.

2012년부터는 AIM-9X Block III의 개발이 진행중이며, 60%가량의 사거리 향상을 통해 암랍급 사거리, 탄두 둔감화 기술로 사고에 의한 폭발방지등 안정성 확대 등의 개선점이 있다. 미 해군 주도로 개발이 진행 중인데, ECM 장비나 재밍에 무력화될수있는 레이더 시커를 장착한 AIM-120을 보완하기 위한 무기 체계로 운용될 예정이다.

AIM-9X를 장착 할 수 있는 전투기는 거의 대부분의 미군 소속 전투기라 보면 된다. 즉 F-15, F-16, F/A-18, F-35, A-10.

5 기타

현재 한국 공군에서 운용중인 전투기는 대부분 AIM-9 계열을 탑재할 수 있으며 T-50의 무장훈련버전인 TA-50이나 경공격기 버전인 FA-50도 탑재할 예정이다.

다만 한국 공군의 전투기중 F-4, F-5는 비교적 구형 사이드와인더인 AIM-9P-3,4 계열을 탑재하며 F-15K, F-16, T-50 계열기는 AIM-9L, AIM-9M을 탑재한다. 그리고 최신형인 AIM-9X는 2016년 F-15K만 탑재가능하며 F-16도 탑재할 수 있게 개량될 여지가 있는 한편, FA-50도 운용할 수 있을 가능성도 있다.

AIM-9과 같은 적외선 유도 공대공 미사일의 발사 신호 나토 코드는 그 유명한 Fox two다.

참고로 공대공 미사일임에도 지상의 목표물을 맞혔다는 일화가 있다. 베트남전 당시 해군 최초의 미그에이스 랜디 커닝햄의 일화로 전해지는데, 수송차량의 배기열을 잡고 맞췄다는 이야기와 목표를 놓친 사이드와인더가 우연히 수송차량을 잡은 거라는 말도 있다. 실제 당시 사이드와인더가 사용하던 시커의 경우 현대에 사용되는 시커에 비하면 정교하지 못해서 무조건 열이 가장 강한 대상을 목표물로 간주하고 헤딩하는 성향이 있었다. 교전사례를 들어보면 태양을 향해 헤딩한 경우도 있었을 정도(…). 그런 점을 고려할 때 수송차량의 피격은 우연일 가능성이 상당히 높다. 이런 사례 가지고 공대공, 공대지 다 겸할 수 있는거냐는 말은 하지 마라. 애초에 공대공 미사일은 탱크 등에 비해 장갑이 약한 타겟을 노리고 만든 것이기 때문에 탱크 상대로는 써먹지도 못한다. 성형작약도 아닌 파편탄두 9.4Kg로 전차를 공격해 봤자 전차 입장에서는 소용없다. 그래도 그정도면 반응장갑이나 계측기는 다 날릴수 있을텐데?

차기 개량버전은 잠대공 형태로도 개발하여 잠대함/잠대공 다목적 미사일로 만든다고 한다. 이제 대잠헬기는 망했어요.

6 관련 문서

AIM-9 Sidewinder