KR101060153B1 - 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조선업 및 조선기자재 관련 기술에 속하는 것으로서, 소수의 대형 주력함정이 적의 집중공격을 받지 않도록 보호하기 위하여 실함정(보호대상 함정)의 신호를 모사하여 위협세력을 유인, 기만할 수 있는 기만선박에 관한 것이다.

본 발명에 따른 기만선박은 해군의 핵심 전력을 적의 탐지, 공격으로부터 보호하고, 전투력을 온전히 유지하도록 해서 비대칭 전력과의 전투 시 전력 간 세력 균형을 이루는 데 주효한 역할을 할 것으로 기대된다.

함정, 피격성, 기만선박, 이지스함

Description

함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박{Deception Ship to Enhance the Susceptibility of the Naval Vessels}

본 발명은 조선업 및 조선기자재 관련 기술에 속하는 것으로서, 소수의 대형 주력함정이 적의 집중공격을 받지 않도록 보호하기 위하여 실함정(보호대상 함정)의 신호를 모사하여 위협세력을 유인, 기만할 수 있는 기만선박에 관한 것이다.

최근 획득되는 함정은 첨단, 대형화되는 추세로 한국 해군의 이지스급 함정인 세종대왕함의 경우 단위 함정의 함가가 1조원을 상회할 정도로 고가이다. 따라서 이러한 첨단 대형함정은 동시에 여러 척을 획득하기 어려운 실정이며, 주변국의 감시와 경계로부터 자유로울 수 없다. 주변의 다른 함정과 확연히 구분되며, 손실 시 대치 전력 간의 비대칭성을 심화시키고 아군의 사기에 악영향을 미치게 되는 첨단 대형함정을 보호하고 제 기능을 온전히 수행할 수 있도록 하는 일은 무엇보다 중요하다.

현대 무기체계의 파괴력은 놀라운 속도로 향상되고 있다. 1999년 한국의 209급 잠수함인 이천함은 서태평양훈련(Tandem Thrust)에 참가하여 미 해군의 10,000톤급 퇴역 순항함인 Oklahima-City호를 8km 거리에서 단 한발의 어뢰로 격침시켰으 며, 1987년 중동전에서는 미 해군의 4,000톤급 프리깃함 Stark이 Exocet 미사일에 피격된 후 작전수행 능력을 완전히 상실하였다. 이는 생존성 관점에서 피격성이 취약성 및 회복성에 우선해야 한다는 당위를 제공한다.

기존의 위협세력에 대응하기 위한 기만방법으로는 스텔스 측면에서 함정의 신호를 제어하는 방법, 채프(Chaff), 플레어(Flare), 닉시(Nixie), 디코이(Decoy) 등으로 위협무기를 기만하는 방법, SAAM(Surface to Anti Air Missile) 등을 사용하여 위협무기를 격파하는 방법 등이 있었다. 그러나 이러한 기만체계는 아군의 함정을 적으로부터 보호하는 데 있어 한계가 있으며, 함정의 위치가 노출된 상태에서는 탑재 기만체계의 신호 교란 능력, 사용 가능 횟수의 제한 등 함정 보호에 많은 문제점이 있는 것이 사실이다.

함정이 일단 피격되고 난 후에는 함정의 구조적 취약성, 회복성에 관계없이 수리와 복구에 막대한 비용이 소요된다. 미 해군의 4,000톤급 프리깃함 Stark는 1987년 5월 중동전에서 이라크군이 발사한 2발의 Exocet 미사일에 피격된 후, 37명의 인명 손실과 함정 획득비의 75%에 해당하는 1억 4천2백만 달러의 수리비를 사용하였으며, 소형보트에 의한 테러로 손상된 미 해군의 최신예 8,000톤급 이지스 구축함 Cole은 17명의 인명 손실과 함정 획득비의 25%에 달하는 2억 4천만 달러를 수리비로 사용하였다.

이렇듯 다양한 위협세력의 공격으로부터 함정을 보호하고 인명과 재산의 손실을 막기 위해서는 좀 더 적극적인 함정 보호체계가 필요하며 소수의 대형 주력함정이 적의 집중공격을 받지 않도록 보호하기 위해서는 실함정(보호대상 함정)의 신 호를 모사하여 위협세력을 유인, 기만할 수 있는 기만선박의 효용이 크다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 소수의 대형 주력함정이 적의 집중공격을 받지 않도록 보호하기 위하여 실함정(보호대상 함정)의 신호를 모사하여 위협세력을 유인, 기만할 수 있는 기만선박을 제시하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시 예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소형 선체(7) 위에 보호대상 함정과 유사한 반사특성을 갖는 다중반사체 구조의 레이더 반사체(1)와 레이더 반사체(1)를 둘러싸고 있으며 몸체 표면에는 보호대상 함정의 외형을 모사하여 위성 및 육안에 의한 식별이 어렵도록 고안된 위장색이 칠해져 있는 대형 플라스틱백(2)과 플라스틱백(2) 안에 더운 공기를 채워 넣어 보호대상 함정의 적외선신호를 모사할 수 있도록 하는 온풍생성기(3)와 보호대상 함정의 수중방사소음과 유사한 소음을 수중으로 방출하는 소음생성기(4)와 전기신호발생기(5) 및 항적 위장을 위한 항적발생기(6)를 탑재한 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박을 제시한다.

해군이 보유하고 있는 최신 이지스함은 척당 획득 비용이 1조원 이상으로 총 확보 예정 세력이 3척에 불과해 전시에는 집중 타격의 대상이 될 수밖에 없다. 기만선박은 이러한 해군의 핵심 전력을 적의 탐지, 공격으로부터 보호하고, 전투력을 온전히 유지하도록 해서 비대칭 전력과의 전투 시 전력 간 세력 균형을 이루는 데 주효한 역할을 할 것으로 기대된다.

또한 간단한 구조 및 실제 함정에 비해 엄청나게 적은 단위 기만체계 정도의 획득비용(척당 20억원 미만, 실제 함정 대비 0.001~0.002% 수준)으로 고가의 첨단 대형함정을 효과적으로 보호할 수 있는 장점이 있어 EBO(Effects Based Operations) 중심의 전투 수행 지원에 핵심 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시 예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

본 발명은 첨단 대형함정의 전시 생존성 향상을 위한 피격성 향상 방안으로서 첨단 대형함정과 유사한 신호 체계를 갖는 기만선박을 제시하는 바, 본 발명에 따른 기만선박은 OPNAVINST 9070.2의 통제대상 함정신호(도 3 참조)에 대한 실함정(보호대상 함정) 모사 및 위협세력 기만기능을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박의 전체적인 구성을 나타내고 있는 바, 본 발명은, 소형 선체(7) 위에, 레이더 반사체(1), 플라스틱백(2), 온풍(Hot Air)생성기(3), 소음생성기(4), 전기신호발생기(5) 및 항적(Wake)발생기(6)가 탑재된 구조를 갖추고 있다.

레이더 반사체(1)는 다중반사체(Multi-Hedral)의 형상을 이루고 있는데(도 5 참조), 이러한 레이더 반사체(1)는 보호대상 함정과 유사한 반사특성을 가져야 한다. 레이더 반사체(1)의 반사특성이 보호대상 함정과 유사한 경우에는, 적들이 본 발명에 따른 기만선박으로부터 탐지한 레이더신호를 보호대상 함정의 레이더신호로 착각하게 되므로, 뛰어난 기만효과를 기대할 수 있기 때문이다.

일반적으로 레이더 반사체(1)의 반사특성은 레이더 반사면적(Radar Cross Section, σ)으로 나타낼 수 있는데, 레이더 반사면적은 물체의 표면에 투사된 레이더 신호 파워 대 레이더의 방향으로 후방산란(Back-Scattering)된 신호 파워의 비로서, 물체가 레이더 신호를 얼마만큼 반사 혹은 산란시키는가를 정량화한 값이다. 한편, 레이더 반사체(1)의 경우 레이더 반사면적의 정량적인 값도 중요하지만, 방향성 또한 중요한 요소가 된다. 즉, 물체가 레이더신호를 특정 방향으로만 산란시킨다면 선박 및 항공기, 육상의 레이더가 당해 물체를 탐지할 확률은 줄어들게 되며, 반면에 모든 방향으로 레이더신호를 산란시킨다면 당해 물체의 탐지 확률은 상대적으로 증가하게 되는 것이다.

결국, 레이더 반사체(1)의 반사특성은 레이더 반사체(1)의 형상 및 레이더 반사면적(σ)에 좌우되므로, 레이더 반사체(1)가 보호대상 함정과 유사한 반사특성을 갖도록 하기 위해서는 레이더 반사체(1)의 형상 및 레이더 반사면적(σ)이 보호대상 함정의 레이더 반사체와 유사하게 되도록 하는 것이 바람직하다. 도 4는 레이더 반사체의 형상에 따른 레이더 반사면적(σ) 계산식을 보여주고 있다.

플라스틱백(2)은 대형 박스의 형상을 하고 있는데, 소형 선체(7) 위에 여러 개가 배치된다.

플라스틱백(2)은 레이더 반사체(1)가 햇빛을 반사하여 이로 인한 자극을 외부로 전달하지 않도록 레이더 반사체(1)를 둘러싸고 있다. 하지만 플라스틱백(2)이 레이더 반사체(1)를 둘러싸고 있다고 할지라도 레이더 반사체(1)의 기능에는 영향을 주지 않아야 한다.

한편, 플라스틱백(2)은 몸체 표면에 보호대상 함정의 외형을 모사하여 위성 및 육안에 의한 식별이 어렵도록 고안된 위장색(Camaflage)이 칠해져 있어, 본 발명에 따른 기만선박이 보호대상 함정의 시각신호(Visual Signature)에 대응할 수 있도록 한다. 이로써 적들은 본 발명에 따른 기만선박과 보호대상 함정을 시각적으로 혼동하게 되므로, 뛰어난 기만효과를 기대할 수 있다.

온풍생성기(3)는 플라스틱백(2) 안에 더운 공기(Hot Air)를 채워 넣어 본 발명에 따른 기만선박이 보호대상 함정의 적외선신호(Infra Red)에 대응할 수 있도록 한다. 즉, 온풍생성기(3)는 플라스틱백(2) 안에 더운 공기를 채워 넣어 본 발명에 따른 기만선박이 이로 인한 열을 외부로 발산하도록 함으로써 적들이 열추적 등의 방식으로 보호대상 함정을 파악하는 과정에서 본 발명에 따른 기만선박과 혼동을 일으키게 하는 바, 뛰어난 기만효과를 기대할 수 있다.

이러한 온풍생성기(3)는 더운 공기의 온도를 제어하는 시스템을 갖추어 본 발명에 따른 기만선박이 보호대상 함정의 온도 상태에 맞추어 적절한 열을 방출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

소음생성기(4)는 보호대상 함정의 수중방사소음(Underwater Radiated Noise)과 유사한 소음을 수중으로 방출함으로써 본 발명에 따른 기만선박이 보호대상 함정의 소음신호(Acoustic Signature)에 대응할 수 있도록 하는데, 소나 등이 이러한 소음생성기(4)로 활용될 수 있다. 이로써 적들은 하이드로폰(수중청음기) 등으로 보호대상 함정을 파악하는 과정에서 본 발명에 따른 기만선박과 혼동을 일으키게 되는 바, 뛰어난 기만효과를 기대할 수 있다.

전기신호발생기(5)는 보호대상 함정의 전기신호와 유사한 전기신호를 방출함으로써 본 발명에 따른 기만선박이 보호대상 함정의 전기신호(Electric Signature)에 대응할 수 있도록 한다.

항적발생기(6)는 보호대상 함정의 항적(Wake)과 유사한 항적을 형성함으로써 적들이 보호대상 함정을 추격하는 과정에서 본 발명에 따른 기만선박의 이동궤적과 보호대상 함정의 이동궤적 간에 혼동을 일으키도록 한다.

이처럼 본 발명에 따른 기만선박은 기존의 함정 탑재 기만체계와 병행 사용이 가능함과 동시에, 함정 위협세력에 대응하기 위하여 OPNAVINST 9070.2에서 주요 통제대상으로 삼고 있는 함정신호 중 핵심신호인 레이더 반사면적(Radar Cross Section), 소음신호(Acoustic Signature), 적외선신호(Infra Red), 시각신호(Visual Signature), 전기신호(Electric Signature)에 모두 대응이 가능한 장점이 있다. 뿐만 아니라 부가적인 장비를 탑재하는 경우 자기신호(Magnetic Signature), 전자기신호(Electro-magnetic Signature), 압력신호(Pressure Signature)에 대한 대응도 역시 가능해진다.

도 2는 본 발명에 따른 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박을 이용하여 적의 공격으로부터 소수의 첨단 대형선박을 보호하고, 위협세력을 타격하는 개념을 보여주고 있다. 이처럼 본 발명에 따른 기만선박은 해군의 핵심 전력을 적의 탐지, 공격으로부터 보호하고, 전투력을 온전히 유지하도록 해서 비대칭 전력과의 전투 시 전력 간 세력 균형을 이루는 데 주효한 역할을 할 것으로 기대된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박의 전체적인 구성을 나타내고 있다.

도 2는 본 발명에 따른 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박을 이용하여 적의 공격으로부터 소수의 첨단 대형선박을 보호하고, 위협세력을 타격하는 개념을 보여준다.

도 3은 미 해군이 함정 획득 시 적의 위협에 대응하기 위해 중점적으로 관리하는 OPNAVINST 9070.2의 통제대상 함정신호를 나타낸다.

도 4는 레이더 반사체의 형상에 따른 레이더 반사면적(σ) 계산식을 보여주고 있다.

도 5는 다중반사체 구조를 갖는 레이더 반사체 형상의 일예를 보여주고 있다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

1 : 레이더 반사체

2 : 플라스틱백

3 : 온풍생성기

4 : 소음생성기

5 : 전기신호발생기

6 : 항적발생기

7 : 소형 선체

Claims (5)

1. 소형 선체(7) 위에 보호대상 함정과 유사한 반사특성을 갖는 다중반사체 구조의 레이더 반사체(1)와 레이더 반사체(1)를 둘러싸고 있으며 몸체 표면에는 보호대상 함정의 외형을 모사하여 위성 및 육안에 의한 식별이 어렵도록 고안된 위장색이 칠해져 있는 대형 플라스틱백(2)과 플라스틱백(2) 안에 더운 공기를 채워 넣어 보호대상 함정의 적외선신호를 모사할 수 있도록 하는 온풍생성기(3)와 보호대상 함정의 수중방사소음과 유사한 소음을 수중으로 방출하는 소음생성기(4)와 전기신호발생기(5) 및 항적 위장을 위한 항적발생기(6)를 탑재한 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 레이더 반사체(1)는,

   그 형상 및 레이더 반사면적이 보호대상 함정의 레이더 반사체와 유사하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 플라스틱백(2)은,

   레이더 반사체(1)의 기능에 영향을 주지 않는 것을 특징으로 하는 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 소음생성기(4)는,

   소나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 온풍생성기(3)는,

   더운 공기의 온도를 제어하여 보호대상 함정의 온도 상태에 맞추어 열을 방출할 수 있도록 하는 시스템을 갖추는 것을 특징으로 하는 함정 피격성 향상을 위한 위협세력 기만선박.

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