‘우리가 만든 전투기로 우리나라 하늘을 지킨다.’ 국산 항공무기로 영공을 수호하는 것은 1949년 공군 창설 이후 수십여년간 이어졌던 꿈이었다. 
 
지난해 7월  KF-21  시제1호기가 첫 비행에 나서고, 시제기 6대가 차례로 제작되면서 국산 전투기로 영공을 지키는 날이 한층 가까이 다가오는 모양새다.
 
KF-21 이 제 성능을 발휘하려면 항공무장이 필수다. 현재  KF-21 은 탑재 무장 대부분이 외국산이다. 이는 수출 등에서 걸림돌이 될 가능성이 있다. 
 
이에 따라 국산 항공무장을 개발,  KF-21 에 탑재하는 방안이 추진되고 있다. 기체와 항공무장을 모두 국산화해서 해외 시장에서의 부가가치를 높이고, 전투력도 강화하자는 것이다.
  

KF-21 애 탑재될 국산 장거리 공대지미사일이 지상 표적에 탄착하고 있다. 세계일보 자료사진

◆미사일부터 레이저까지 개발
 
2020년대 중반에 등장할  KF-21  블록1은 공대공 전투 능력에 초점을 맞춘 기체다. 실질적인 전투력 발휘에 쓰일 무장은 외국에서 들여온 것들이다. 
 
공대공 전투를 위해 탑재하는 미티어 중거리 공대공미사일은 영국  MBDA , 아이리스-티( IRIS-T ) 단거리 공대공미사일은 독일 딜에서 만든 유도무기다. 지상공격용 정밀유도무기도 대부분 미국산이다. 
 
전투기 개발 경험이 없는 한국으로선 성능과 신뢰성이 검증된 항공무장을 선택할 수밖에 없다. 
 
기체와 항공무장의 체계통합은 일정과 비용 증가 등의 리스크를 수반하는 작업이다.  F-15K 와 타우러스 장거리 공대지미사일의 체계통합에 3년이 걸린 것이 대표적이다. 
 
개발 일정에 쫓기던 한국항공우주산업( KAI )과 방위사업청 입장에선 혁신적인 기술이 반영된 신형 무장을 탑재하는 ‘모험’을 하기는 어려웠던 셈이다. 
 
하지만  KF-21  시제기가 완성되고 양산 단계 진입이 눈앞에 다가오면서 항공무장 국산화 추진도 탄력을 받고 있다. 
 
미국산 전투기와 항공무장을 쓰면서도 독자적인 공대공·공대지 무장을 개발한 일본, 대만, 이스라엘의 길을 걷자는 것이다.
  

KF-21  시제기가 동체 아래에 미티어 공대공미사일 모형 4발을 탑재한 채 활주로에 접근하고 있다. 세계일보 자료사진

최근 방위사업청이 공개한 항공유도무기 발전전략안에 따르면, 국산 항공무장 개발은 2040년대까지 다양한 형태로 이뤄지는 방안이 제시되고 있다.
 
단기적으로는 국방과학연구소( ADD )가 개발하는 장거리 공대지미사일의 탑재가 최우선 과제가 될 전망이다. 2026~2028년 개발될  KF-21  블록2에 장착될 장거리 공대지미사일은 현재 체계개발 단계에 접어든 상태다.
 
공대지 능력을 갖춘  KF-21  블록2를 개발하면서 미사일 탑재 시험을 진행하는 것은 상당한 리스크를 수반한다. 탑재 시험을 위해선  KF-21 과 장거리 공대지미사일간 체계통합을 해야 하는데, 기체와 항공무장 모두 신뢰성과 안전성이 확립되지 않은 상태다. 
 
시험 할 때마다 기술적, 항공역학적 특성이 다르게 나타나는 등의 문제도 발생할 수 있다. 기존 계획대로 개발 및 시험 일정이 이뤄지지 못할 가능성이 제기되는 대목이다. 
 
KF-21  개발이 완료된 이후 5년이 지난 시점까지는 공대공·공대함미사일과 정밀유도폭탄 개발을 추진한다. 
 
단거리 공대공미사일은  F-15K ,  F-35A 에 탑재되는 미국산  AIM-9X 와 비슷할 전망이다. 장거리 공대공미사일은  KF-21 에 탑재되는 미티어처럼 덕티드 램제트를 적용하게 된다.
  

경남 사천 한국항공우주산업( KAI ) 본사 격납고에서  KAI  직원들이  KF-21  시제기에 미티어 중거리 공대공미사일을 장착하고 있다. 세계일보 자료사진

고성능 장거리 공대공미사일 개발은 주변국의 움직임과 무관치 않다. 일본은  AAM-4B 보다 성능이 향상된 차세대 중거리 공대공미사일을 2030년까지 개발할 예정이다. 
 
중국이 개발한  PL-15 는 사거리가 200㎞ 이상으로 추정되며, 능동전자주사( AESA ) 레이더를 탑재했을 것이라는 관측이 나온다. 미국도  PL-15 에 맞서 록히드마틴이  F-35  탑재용으로  AIM-260  중거리 공대공미사일을 개발중이다.
 
국산 장거리 공대공미사일에 적용될 덕티드 램제트는 공기흡입구로 공기를 빨아들여 압축해 연료와 혼합해 연소한 가스를 고속으로 배출해 추진력을 얻는다. 경량화와 사거리 연장이 쉽고, 빠른 속도로 고기동을 할 수 있어 가능해 적기가 회피하기가 어렵다.
 
실제로 덕티드 램제트를 적용한 미티어는 음속의 3배 이상 속도로 최대 300㎞까지 비행이 가능하다.
 
공대함미사일도 장거리 공대공미사일처럼 덕티드 램제트를 적용한다. 공대지용 탐색기와 탄두를 동시에 개발, 임무에 따라 다목적으로 활용할 수 있는 초음속 미사일로 개발하게 된다. 
 
이와 관련해  ADD 는 오는 2025년까지 ‘다목적 공중발사 초음속 순항미사일 핵심기술’ 연구개발과제를 진행하고 있다. 
  

경남 사천 한국항공우주산업( KAI ) 본사 격납고에서 정비사들이 한국형 전투기  KF-21  시제기에 아이리스-티( IRIS-T ) 단거리 공대공미사일을 장착하고 있다. 세계일보 자료사진

해당 과제를 통해 공대지 또는 공대함 임무 수행이 가능한 덕티드 램제트 엔진을 설계 및 개발, 이를 기반으로 하는 공중발사 초음속 다목적 순항미사일 설계기술과 핵심구성품을 만들게 된다. 이후 항공기와 미사일을 체계통합해 공중발사시험으로 기술개발 성과를 검증한다.
 
이를 통해 확보한 기술은  KF-21  탑재 다목적 초음속 미사일 개발에 활용될 수 있다.  
 
정밀유도폭탄은 미국의  GBU  계열처럼 유도방식과 탄체 조합을 다양하게 운영할 수 있도록 개발하는 방안이 거론된다. 이를 통해 관련 기술의 활용성과 무장 운용의 다양성을 높이면서 비용은 절감하는 효과를 추구할 방침이다.
 
2040년대에는 강력한 전자기파를 방출해 적의 전자기기를 작동 불능 상태로 만드는 전자기 펄스탄과 탄도미사일을 요격하는 대탄도탄미사일, 레이저 무기, 극초음속미사일, 무인기와 전자전 무기체계와 접목한 항공무장 등을 개발하는 방안도 제시됐다. 
 
이같은 신개념 무장을 만들기 위해서는 사전에 핵심 기술을 확보해야 한다. 선행연구, 핵심기술·미래도전국방기술 과제 등을 통해 핵심기술을 개발하고 검증하는 절차를 진행해야 한다는 지적이 나온다.
 
◆소요·기술·경제성 등 난제 많아
 
국산 항공무장 개발은 방위산업 발전과 전투력 강화 등의 측면에서 필요한 부분이다. 
 
FA-50 을 수출하는 과정에서 패키지로 제시할 국산 항공무장이 부족해 부가가치를 확대하는데 한계가 있었다.  KF-21  수출에선 기존의 한계를 뛰어넘는 모습이 필요하다.
 
한국 공군도 쓰는  AIM-120  중거리 공대공미사일이나  AIM-9  단거리 공대공미사일이 해외에 널리 판매되는 과정에서 중국, 러시아 등에 기술적 특성이 노출됐을 가능성도 있다. 국산 무장을 개발하면 이같은 문제점을 보완할 수 있다.
  

KF-21 에 탑재될 장거리 공대지미사일이 비행하고 있다. 세계일보 자료사진

해결해야 할 과제도 적지 않다. 국산 항공무장은  KF-21 에만 탑재가 가능하다. 소요량이 부족할 수밖에 없다. 이는 가격 상승으로 이어지고, 예산 제약으로 기존 소요가 줄어들면서 또다시 가격을 올리는 악순환으로 이어질 위험이 있다.