무인 항공 시스템(UAS)은 방공망에 새로운 개념을 제시함. sUAV(small Unmmaned Aerial Vehicle)은 작고 낮게 날기 때문에 감지하기 쉽지 않음. 또한, 그들은 비용의 불균형을 이용함—드론은 보통 저렴하고 수가 많지만, 방공망에 사용되는 미사일은 그렇지 않음. 심지어 그들은 전술적 및 전략적 효과를 달성하기 위해 수많은 추가적인 드론을 장비함으로써 방공망의 특성을 이용함. 미국과 동맹국들은 주로 중대 또는 그 이상의 단계에서 방공망을 배치함.
크기, 비행, 비용 및 수량에 걸친 이러한 차이에도 불구하고, 대드론 방공망은 본질적으로 동일함. 보편적인 방공망은 지상에서 우주까지 비행하는 공중 위협을 탐지하고 격파하는 것을 의미함. 그 과정은 다양한 방법으로 나타낼 수 있으며, 위의 사진에서 보여주는 바와 같음. 이 킬 체인에 관련된 센서, 격추 방식, 및 C2 플랫폼은 각각 그들의 효과성을 결정하고 배치되는 위치에 서로 다른 특성들을 가지고 있음,
다음 섹션들은 센서, 격추 수단 및 C2 임무를 정의하고, 다양한 C-sUAS(Counter-small Unmmand Aerial System) 모달리티들을 탐구하며, 각각의 강점과 약점, 그리고 각각을 위한 예시 플랫폼들을 설명함.
레이더는 오랫동안 공중 위협을 탐지하고 추적하는 데 사용된 주요 센서였음. 전통적인 접근법은 광역 감시 레이더와 고도로 집중된 추적 레이더를 활용하여 각각 다가오는 항공기와 탄도 미사일을 탐지하고 추적하는 것 임. 그러나 이 방식으로 sUAV를 탐지하는 것은 어려움. 앞서 언급한 바와 같이, sUAV는 일반적인 공중 방어 레이더의 커버리지 아래에서 비행하는 경우가 많음. 더욱 문제가 되는 것은 그것들의 느린 속도와 작은 프로파일이라는 특징이 결합되어 매우 제한된 레이더 항적을 생성하여 탐지 및 추적에 어려움을 겪는다는 것임.
이는 레이더가 sUAV에서 작동하지 않는다는 것을 의미하지 않음. 레이더는 여전히 다른 센서 모달리티에 비해 장거리에서 sUAV를 탐지하는 데 가장 주된 수단 중 하나임. 레이더는 또한 나쁜 날씨 조건에서 다른 센서들보다 우위에 있으며 다른 센서들에 비해 기만에 대해서 덜 민감함. 그러나 레이더는 크고 무겁고 전력을 많이 소모하므로 차량에 장착되지 않은 경우 이동성이 감소함. 또한 쉽게 탐지될 수 있는 신호를 방출하여, 레이더의 위치가 공격에 취약해짐. 레이더는 또한 더 작은 물체를 보기 위해 최적화되어야 하므로 sUAV의 탐지 범위를 줄일 수 밖에 없어짐.
오늘날 sUAV를 탐지하는 또 다른 일반적인 방법은 전자 감시, 즉 수동 라디오 주파수로도 알려짐. 이 탐지 방법은 방어자가 UAV를 제어하는 데 사용되는 무선 신호를 식별할 수 있게 함. 일부 수동 RF 기능은 sUAV와 조종사의 위치를 모두 보여줌. 국토 안보부 보고서가 설명하는 바와 같이, C-sUAS는 사전에 입력된 UAV의 신호를 대조하여 탐지된 신호를 라이브러리의 것과 비교해 UAV를 분류하거나 식별할 수 있음. 이 센서들은 제어 스테이션, 위성, 라디오 타워, 또는 드론 릴레이를 통해 sUAS 통신을 도청함. 그러나 수동 RF에 대한 주요한 문제는 sUAV가 RF 제어에서 벗어나 현재의 탐지 및 격추 능력을 구식으로 만들고 있다는 것임.
레이더의 탐지 한계로 인해 C-sUAS 설계자들은 종종 RF 탐지 기능과 레이더를 하나의 시스템에 통합하려고 함. 예를 들어 JCO가 지원하는 FS-LIDS(고정 사이트-저속, 저고도, 소형 무인 항공 시스템 통합 격파 시스템)는 이 두 가지 탐지 방법을 모두 사용함. FS-LIDS의 다층 탐지 기능은 운영자가 주어진 목표와 환경에 맞춰 대응책을 더 잘 수행할 수 있게 해줌. 그러나 여러 센서를 결합하는 것이 반드시 필요한 것은 아님. 예를 들어 EnforceAir 같은 JCO가 지원하는 다른 시스템은 탐지와 격추 모두에 RF를 사용함. 그럼에도 불구하고 sUAV는 RF에 기반한 탐지를 회피할 수 있음. 예를 들어 2022년 7월에는 영국의 방위 회사가 현재 RF 센서로는 탐지할 수 없는 레이저 제어 드론을 개발함. 또한, 일명 자폭 드론으로 알려진 일회용 공격 드론이나 배회 탄약은 sUAV가 라디오 신호 없이 작동할 수 있게 하는 자체 관성 항법 시스템을 사용할 수 있음. 러시아는 우크라이나에 대한 공격에서 이란의 Shahed-136 드론을 배회 탄약으로 광범위하게 사용함.
다른 센서 유형에는 각각 시각, 열 또는 소리를 통해 목표를 탐지하는 전기 광학(EO), 적외선(IR), 음향 센서가 포함됨. 이 센서들은 가까운 sUAV에 대한 추가적인 데이터를 얻는데 유용하지만, 독립으로는 드물게 사용됨. EO, IR, 음향 센서는 운용 범위가 매우 제한적임. 예를 들어 EnforceAir의 RF 센서는 약 3km의 반경을 가지고 있으며, Discovair G2 음향 센서는 약 500m의 탐지 범위를 가짐. 또한, 예를 들어 전장에 소음을 가득 채워 음향 센서 능력을 저하시키는 것과 같은 대응책은 매우 간단함. 이러한 이유로 EO, IR, 음향 센서는 종종 Active 또는 Passive 레이더와 결합하여 더 효과적인 계층적 탐지 능력을 제공하기 위해 사용됨.
지휘 및 통제(C2)는 기존의 방공체계 뿐만 아니라 C-sUAS 작전에서도 중요한 요소임. 일반적으로 C2는 "임무 수행을 위해 적절하게 지정된 사령관이 할당된 병력과 부착된 병력에 대한 권한과 지휘를 행사하는 것"을 말함. C-sUAS C2의 기본 요소는 C-sUAS 작전의 분산 실행을 가능하게 할 운영 절차의 중앙 집중식 개발임. 단기적으로 C-sUAS 임무의 실행은 위협을 받는 자산이나 부대에 국한될 것이며, 교전 권한은 현지 지휘관이 가질 것이며, 이들은 미리 정해진 교전 규칙에 따라 결정을 내릴 것임. 이러한 작업에는 센서 데이터(레이더, 카메라, 방향 탐지기 등의 출처에서) 통합, 위협 분류 및 식별, 그리고 이 정보를 센서와 사수들 사이에서 전송하여 대응을 준비하는 것이 포함됨.
앞서 논의한 바와 같이 sUAV 탐지는 가장 흔하게 지적되는 문제임. 단기적으로 식별은 특정 '적 또는 아군 식별 시스템'(IFF)보다는 구두로 전하는 것과 담당 지휘관의 자의적 상황 판단 더 의존할 것임. 이는 sUAS의 소속을 확인하는 시스템이라고 볼 수 있음. 합동 참모본부 보고서에 따르면, 많은 미국의 UAV는 IFF가 없음. 따라서 C-sUAS의 교전 규칙(ROE)은 운영 환경과 위협 정보에 의존할 것이며, 필요에 따라 ROE는 강화되거나 완화될 수 있음. 미래의 C-sUAS 플랫폼은 자율적 위협 인식 및 격추 기능을 향상시킬 수 있지만, 현재로서는 ROE가 방어자들이 들어오는 sUAS를 격추할 수 있는지 여부를 결정할 것임.
지난 몇 년 동안 C-sUAS에 대한 C2는 상당히 향상되어 점점 더 개방적이고 상호 운용이 가능하게 됨. 2020년 7월, 국방부는 전방 지역 공중 방어 지휘 및 통제(FAAD C2) 시스템을 C-sUAS의 임시 C2 시스템으로 지정함. FAAD C2 시스템은 운영 요구 사항에 따라 센서, 격추 수단, 그리고 다른 C2 시스템의 스위트를 결합한 통합, 합동적 시야를 제공함. JCO 국장인 Sean Gainey는 FAAD C2의 화력 통제 능력을 특히 언급하며 다른 대안들에 비한 우위를 주목함. 빠르게 진화하는 C-sUAS 위협을 대처하기 위해선 FAAD C2의 성공을 바탕으로 C2 개발을 이루어내야 함. Gainey와 JCO의 궁극적인 목표는 특정 위협 분석에 따라 구성할 수 있는 "개방형 아키텍쳐 C2 시스템"을 만드는 것임.
현재 FAAD C2의 기능은 JCO C2 개발의 기초를 드러냄. 현재 FAAD C2는 SRNC-17 노트북 컴퓨터와 Dell 7212 태블릿 컴퓨터에서 호스팅되며, 휴대 가능한 지휘 기능의 필요성을 강조함. 센서와 통신 시스템과의 광범위한 통합은 성숙한 합동 작전 잠재력의 필요성을 부각시킴. FAAD C2는 AN/MPG-64 센티넬 및 Ku-대역 라디오 주파수 시스템(KuRFS) 레이더를 포함한 25개의 센서와, 링크 16 및 Joint Range Extension Application 프로토콜을 포함한 5개의 통신 시스템과 배치되어 통합됨.
국방부는 sUAS에 대항하기 위한 다양한 운동 에너지, 지향성 에너지 및 RF 기반 방어 수단을 개발함. 이러한 도구들은 각자 고유의 장점과 단점을 가짐. 각종 커뮤니티에서 끊임없이 반복되는 말처럼, 이러한 위협을 물리칠 '만능 해결책'은 없음.
물리적 격추 수단에는 총, 그물, 로프, 충돌 드론, 근접 신관 탄두를 장착한 미사일뿐만 아니라, 프로펠러를 얽히게 하는 매와 스트리머 줄과 같은 더 창의적인 해결책들도 포함됨. 물리적 방어는 일반적으로 오래된 기술을 활용하고, 단일 UAV에 대한 가장 높은 격추 확률을 제공하며, 상당한 요격 범위를 제공함. 그러나 이들의 약점은 개별 드론을 물리치는 데 초점을 맞춘 것으로 인해 sUAV 군접에 취약함을 내포함. 또한 요격 파편이 사람이나 재산에 떨어질 수 있는 인구 밀집 지역에서 사용하기에 부적절할 수도 있음.
국방부는 여러 물리적 격추 수단에 투자함. Coyote 시스템은 오늘날 주요 임시 해결책 중 하나임. 다양한 구성이 존재하는데, 미사일이나 드론으로 특성화될 수 있으며, 시스템을 발사대에서 가속화하기 위한 제트 엔진과 배회 능력을 지원하는 날개를 가짐. Coyote는 2016년에 시연 테스트에 들어갔으며, 충돌 또는 탄두의 근접 폭발을 통한 물리적 효과를 활용함. 2024 회계연도 예산에 따르면, 육군은 2022년부터 2023년 사이에 1,200개 이상의 Coyote 요격기를 조달 할 예저임.
미국은 C-sUAS 비용 불균형을 꾸준히 개선했음. 대략 한 대 당 50000달러의 샤헤드를 격추하는 것을 감안한다면 비용이 28배 더 많이 드는 대공 미사일을 사용하는 것은 매우 비효율적임. 대신, C-sUAS용 대공포인 "flak"으로 알려진 저렴한 대안들이 등장함.
예를 들어, 우크라이나는 약 5km의 거리까지 sUAV를 격추할 수 있는 독일의 Gepard 자주 대공포를 조달했으며, 소련의 구형 ZU-23 대공포도 조달함. 국방부는 또한 그물을 사용하는 안티 드론 시스템에 투자하고 프로그램으로 밀어붙이고 있음. 이 오래되고 단순한 기술들은 sUAV 위협에 대해 효과적임이 입증되었음.
국방부는 고에너지 레이저(HEL)와 고출력 마이크로파(HPM) 시스템을 포함한 지향성 에너지(DE) 무기에 상당한 투자를 함. 레이저는 발사 당 비용이 저렴하고, 거의 제한이 없는 장탄수를 가지며, 빛의 속도로 작동함. 그러나 이들은 기술적으로 미숙하고, 다른 솔루션에 비해 설치 비용이 비쌈. 2014년에는 미 해군이 USS Ponce (LPD-15)에 레이저 무기 시스템(LaWS)이라는 최초의 운용 지향성 에너지 무기를 배치함. 오늘날 ODIN과 HELIOS 시스템이 개발 중임. Athena와 HELWS MRZR을 포함하여 특별히 안티 드론 레이저 시스템이 개발되고 있음.
HPM은 또 다른 격추 수단의 유형임. HPM은 발사 당 비용이 저렴하고, 기술적으로 성숙하며, 특히 잠재적으로 넓은 사거리를 가진 sUAV 무리에 대해 특히 효과적임. 그러나 미래의 sUAV는 HPM에 대해 방어력을 갖출 수 있지만, 이것은 각 드들으의 개 을비용비을당히 증가시키고 공학적 어려움을 야기할 수 있음.
육군은 간접 화력 보호를 위해 Leonidas를 주요 HPM으로 장비할 계획임. 다른 C-sUAS 방어와 달리 한 번에 하나의 드론을 무력화하는 것이 아니라, Leonidas는 미 육군의 여러 테스트 이벤트에서 입증된 바와 같이 군지ㅂ UAV를 격추하기 위해 설계됨. 육군의 Rapid Capabilities and Critical Technologies Office (RCCTO)는 최근 Leonidas 프로토타입에 대해 6,610만 달러 규모의 계약을 체결함. HPM은 전통적으로 큰 에너지 요구로 인해 더 큰 플랫폼에 기반을 둔 반면, 새로운 기술 개발은 확장된 배치 옵션을 가능하게 함. 예를 들어, Leonidas Pod는 지상 기반 시스템에 기반을 둔 모바일, 컴팩트한 드론 기반 프로토타입으로, 상대적으로 저렴한 공중 기반 C-sUAS를 제공함.
지향성 에너지는 효과적인 C-sUAS 도구가 될 수 있음. 그러나 DE 시스템은 우호적인 세력과 자산에 대한 잠재적인 부수적 피해를 고려할 때, 복잡하고 혼잡한 환경에서 운영상의 어려움에 직면할 수 있음. 나쁜 날씨나 대기 중 연기와 같은 환경 요인도 그 성능을 떨어뜨릴 수 있음. 또한 지향성 에너지 플랫폼에 대한 훈련 요구 사항은 어렵고 복잡할 수 있음.
마지막 격추 방식은 드론의 통신 링크를 방해하거나 RF 기만을 통한 것임. 글로벌 항법 위성 시스템(GNSS)을 재밍하는 것은 드론 자신의 위치를 모르게 만든다는 것을 의미함. 통신 방해는 드론과 조종사 간의 통신을 중단시키는 것이며, 수행하기 더 간단함. RF 기반 방어는 강력하지만, 운영자는 주변의 상업용 또는 기타 우호적인 항공기에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있다는 효과를 인지해야 함. 이 수단들은 전파의 방출을 요구하는데, 이는 적이 그 위치를 지리적으로 찾아낼 위험을 증가시킬 수 있음.
RF 기반 방어는 지난 십 년 동안 점점 인기를 끌고 있으며, 고정식, 탑재식, 휴대용 시스템으로 운영됨. 2020년 6월에 JCO의 임시 C-sUAS 능력을 대표하는 8개 시스템 중 6개가 RF 기만을 활용함: FS-LIDS, L-MADIS, CORIAN, NINJA, MEDUSA, Dronebuster. Dronebuster는 약 4파운드 무게의 휴대용 시스템으로, 보병 및 분대 수준에서 쉽게 사용할 수 있음. 사거리와 지속시간 같은 능력은 시스템에 따라 다르며, Dronebuster Block 3은 45분간의 간섭을 제공하는 반면, 업데이트된 Dronebuster SNA는 3시간 동안 지속적인 간섭을 제공함.
지금까지 C-sUAS를 위한 다양한 유형의 센서, 격추 수단, C2, 그리고 배치 옵션을 설명함. sUAV의 위협을 제거하는 만능 해결책은 없음. 오히려 다양한 센서, 격추 수단, 배치 옵션에 대한 투자같이 미군이 UAV가 제기하는 다양한 위협들에 대응할 수 있도록 보장하는 것이 필수적임. JCO 국장인 Sean Gainey가 말했음. "UAV 위협에 대응하기 위한 다층 시스템을 가져야 한다. 이는 가장 효과적인 수단이다."
다양한 종류의 센서와 격추 수단은 각자 독특한 강점과 약점을 가짐. 물리적인 격추 수단은 특히 크고 빠른 개별 UAV를 무력화하는데 더 신뢰할 수 있음. 반면에 HPM과 같은 것들은 대규모 UAV 군집에 더 효과적으로 대응할 수 있음.
센서에도 마찬가지로 트레이드오프가 있음. 레이더는 운영자가 더 큰 범위에서 위협을 탐지할 수 있지만, 그들의 위치를 노출시킬 수 있음. 수동 RF 센서는 운영자가 은밀하게 남아있을 수 있게 해주므로 전진 배치 부대에 더 나은 옵션임. 그러나 수동 RF 센서는 조종사가 따로 조종하지 않는 미리 프로그래밍된 자율 비행 UAV를 탐지할 수 없으며, 이는 전장에서 점점 더 흔해지고 있음. 예를 들어, 자폭 드론은 우크라이나 민간 인프라에 대한 러시아 공격에서 흔해짐. 한 가지 방어 방식에 과도하게 투자하는 것은 특정 공격 시나리오에서 방어자들을 취약하게 만들 수 있음.
다시 한번 말함. 만능 해결책은 없으며, 다층 방어 시스템은 가장 효과적인 대드론 시스템임.
본 글은 CSIS의 Countering Small Uncrewed Aerial Systems의 Detecting and Defeating sUAV 파트를 발췌해 번역한 글임.
레이저, 공중폭발 기관포탄, 전자전 스까스까 하면서, 원점타격도 해야하고, 보병들도 개인용 전자전 장비 달면서 소총사격이라도 해줘야지 뭐
결국 여러종류를 구비해야 겨우 대응한다라,,,,
대공포나 대공사격은 필요 없고 언제 나올지도 모를 최첨단 레이저나 재머가 기계신처럼 다 해결해줄거라고 신앙 간증하던 친구들이 좀 읽었으면 좋겠네
대응하기 참 ㅈ같노
미래 기계화장비들에게 묵념 - dc App