F-35 라이트닝 2

 

◎F-35

F-35는 5세대 전투기 계의 F-16으로 전세계의 미국의 우방국에서 운용될 전투기이다. 뛰어난 전자전 장비와 센서를 이용하여, 강력한 정찰능력과 전자전 능력을 갖추고 있으며, 탄도탄 탐지와 추적 또한 지원할 수 있는 전투기이다. 이 전투기의 전자장비는 F-22 보다 뛰어난 것으로 알려져 있다. 

▷개발

 

 

F-35A공군형과 해병대형 F-35B, 해군형 F-35C형이 있는데, 이 사업에서 공군형에 A가 붙어 있지만, 시작은 미국 해병대와 영국해군의 헤리어 대체가 목적이었다.

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그러나 소련붕괴와 냉전의 종식으로 의회의 전술기 예산 난도질에 F-15(445)를 대체해야 할 F-22 양산 댓수가 줄어버린(442→180) 미공군이 시대에 뒤처진 A-10과 오래 쓴F-16C/D을 대체하고, 부족한 F-22 보완하기 위한 전투기를 요구하고, 미해군의 신형 스텔스 경전투기 도입계획이 생기면서 예산 절약을 위해 전투기 사업을 통합하게 된다.

그리하여 부품의 80%를 공유하도록 하는 목표를 세우고 통합전투기를 개발하는 것에 착수하게 된다.

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이 사업이 바로 JSF를 개발하기 위한 사업이다. 그리고 이 사업에 영국, 이태리, 스페인도 AV-8헤리어기와 EA-6B전자전기를 대체하기 위해 합류하면서 국제공동개발로 사업이 변경되게 된다.

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그리고 F-22와 같은 시대에 주력기와 작전하는 컨셉이고, 동맹국에서는 하이엔드 전투기로 사용될 예정이었기에 스텔스 설계 적용과 발전된 데이터 링크 시스템과 네트워크전 능력이 요구되었다. 또한 ECM기인 EA-6B도 대체하여야 했기에 강력한 전자전 능력도 요구되었다.(이거는 다행히 F-22라는 것을 개발한 경험이 있어서 다행)

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이 사업을 시행할 때 F-35A와 F-35C의 부품공유율을 맞추는 것이나 개발하는 것은 함재기 개발 경험이 풍부한 미국의 입장에서 큰 문제가 안되는데, STOLV능력을 요구받는 F-35B가 문제가 된 것이다. 그래서 팬타곤은 1994년 JAST사업이라는 것을 시작한다.

거기서 록히드마틴은 CALF사업이 따로 존재할 때 개발하던 수지이착륙전투기용 리프트 팬엔진 개념을 완성한다.

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이 JAST사업에서 미군은 스텔스 기능과 내부 무장창 자동화된 항전시스템과 차세대 레이더 장착과 미래형 전자장비 장착에 대비할 것 등을 요구했었다.

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▷JSF사업​

이후 1995년 JSF(Joint Strike Fighters) 사업으로 바뀌면서 보잉과 록마,BAE이 경쟁을 하였다.

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보잉은 처음에 실증기를 먼저 만드는 등 선전하는 듯 하였으나 수직 이착륙기에서 엔진장착문제로 공기흡입구가 커지고, 이에 RCS가 늘어나는 등 문제가 발생하였고, 이를 보완하기 위해 자꾸 장비가 늘어나는 등 운영자가 싫어할 만한 기체가 되어 가고 있었다. 거기다가 보잉이 기체를 제작하고 있는데 군의 요구조건이 강화되면서 아직 실증기 제작을 못했지만 변경조건을 수용할 수 있었던 록히드마틴에게 밀리기 시작했다.

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이후, 리프트팬 개발이 2000년에 완료되면서 록히드마틴이 본격적으로 앞서기 시작했다.

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이후, 9.11테러가 터지는 등의 일이 발생하자, 미국은 강려한 전력 건설을 위해 고성능의 F-35시리즈를 구입하게 된다.

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▷F-35

 

 

F-35는 F-135계열의 엔진을 장착한 단발기이다. F-22A개발에 들어간 기술의 영향을 강하게 받았다.

그러나 원래 미공군은 F-35를 전투공격기로 개발하였기에

멀리서 BVR로 적기를 제거한 후 침투하여 JDAM과 JASSM, SDB등을 투하하여 적군의 지상물을 제거하는 방식으로 운영된다. 다만, 미군의 경우에는 F-22가 전투기를 격추시키면 F-35가 침투하여 지상목표물을 공격하는 컨셉으로 운영하나 F-22가 배치되어있지 않은 지역에는 F-35가 제공기 역할을 하게 된다. 전체 공격성능의 70%를 지상공격에 두고 있다고 한다.

 

 

*레이더/센서​

레이더는 AESA계열의 APG-81을 사용하며, MMIC는 GaN이라고 한다. 해당 레이더의 경우 냉각능력의 부족으로 소자수가 줄어들었으며, 출력은 F-22의 APG-77보다 떨어지는 것으로 알려졌다. 이는 전투기 엔진의 수와 여유 전력량과 냉각능력에 따라 좌우된다.

F-35의 작전시 본인은 최소한으로 노출하고 ECM과 다른 정찰감시자산으로부터 데이터링크로 전달받은 정보에 의존하는 것을 교전방식으로 삼는 기종이다. 공중전 정보 등은 데이터링크인 LINK-16을 통해 전달받고, 그 정보는 자동으로 임무컴퓨터에 입력되고 조종사의 HMD에 시현된다. 이를 위해서는 강력한 카운터 스텔스 능력이 요구되고, 이는 센서들의 감지와 처리 능력의 획기적인 능력을 요구하게 된다. 이에 F-35는 AN/AAQ-40 EOTS를 장비하고, 기체에 6개의 AN/AAQ-37DAS(Distributed Aperture System)의 듀얼밴드 IR센서(화각95도)가 장비되어 있어 적외선 탐지 장비를 통해 적기와 미사일을 추적하고 탐지할 수 있다.

◑AN/AAQ-37, AN/AAQ-40

AN/AAQ-37 EODAS는 MWIR(3~5마이크로미터)와 LWIR(8~10마이크로미터)적외선 센서 6개를 통합하여 임무컴퓨터를 통해 HMDS과 괌섬유 인터페이스(IEEE 1394B FireWire.MIL-STD-1553B프로토콜)를 통해 연동하여 조종사가 지향하는 방향의 IR정보를 제공하고, 나아가 표적IR신호 추적 정보를 제공하여 조종사로 하여금 적기에 대한 전방위 탐지 및 추적을 지원하는 시스템 이다.

해당 시스템은 캐노피 전후방, 기수하단 좌우, 동체하부전후방에 각 95도의 화각을 가지는 FPA센서(640×512)들 이외에 기수 하부전방에 배치된

AN/AAQ-40 차기EOTS의 2개의 센서(각각1024×1024)를 통해 수직스캔센서와 수평스캔센서를 통해서 LWIR(장거리)과 MWIR(고해상도)을 동시에 탐지, 추적함으로써 표적상실 없이 지속적으로 추적할 수 있다.

해당시스템은 블록 4에서 완성될 것으로 보인다.

◑AN/ASQ-239NGJ

전자전장비는 AN/ASQ-239를 탑재한다. 해당 체계는 ECM장비이다. 이 장비에서 탐지된 S밴드 이상의 대역을 가진 레이더파를 탐지한 결과를 사용하여, 항법시스템에서 레이더의 위치와 좌표를 구할 수 있다. 이는 S밴드 대역 보다 높은 대역을 가진 구역을 회피 가능한 구간에 대한 정보를 제공한다.

현재 DIRCM은 통합을 진행 중이라고 한다.

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*엔진

엔진은 단발엔진이지만, 다른 기존의 전투기 엔진의 두배가량되는 추력을 내며, 크기도 기존의 엔진들 보다 확연히 크다. 후연기를 장착했다. 기존 엔진들에 비해 부품 수가 줄어 유지 관리비용을 절감하도록 했다.

가장 획기적인 점은 F-135-PW-600으로 기존의 수직 이착륙용 엔진에 비해서 구조가 단순해 졌고 리프트팬의 채용으로 연소공기의 재유입을 차단하고 기체 이륙시 안정성을 확보하는데, 성공한 것으로 엔진기술 부문에서 획기적인 발전을 보여주었다.

*무장

 

 

무장은 블록 3I까지는 미국산 무장인 AIM-9XBLOCK2와 AIM-120D, JDAM, GBU-12가 기본적으로 장착이 된다. 노르웨이 공군형에 JSM을 통합한 것과 JASSM통합은 이미 수년 전에 발표되었었다.

기총은 구경 25mm로 A-10을 계승하는 만큼 화력을 강화한 것으로 보인다. 공군형 외에는 기관포포드를 무장수납공간 사이에 장착하여 운영하게 될 것이다.
GBU-31, GBU-32, GBU-49 GPS유도폭탄과 GBU-38, GBU-54 500파운드 항공폭탄의 통합시험이 성공했다.(2020.09.)
2021년에 F-35에서의 JSM의 완전운용인증이 예정되어 있다.
BLOCK 4부터는 SDB-2가 통합되어 내부무장창에 AIM-120 2발과 함께 8발이 탑재될 예정이다.
https://bloghyeonhmilitary.tistory.com/m/79

SDB-2(GBU-53B)

*조종석

조종석의 특징은 HUD(Head Up Display)가 없다는 것이다. 이는 HMD의 등장으로 조종사의 헬멧위에 바로 피아식별을 하여 주변의 상황을 볼 수 있게 하였다는 것이다. 그리고 HMD(Head Mounted Display)에 미사일을 통합하여, 작전에서의 반응속도를 높였으며, 후방 및 기체하방에 대한 HMD의 전투상황시현기능도 제공한다는 점에서 기존의 전투기들의 약점이었던 기체하부와 후방으로 접근하는 적기를 조기에 요격할 확률이 높아졌다는 면에서 상당히 획기적이다.

*스텔스설계

S,C,KU,X 밴드 등 L밴드 이하의 대역을 가진 레이더 전파에 대해 스텔스 성능을 발휘한다고 한다.
엔진의 높은 바이패스비는 IR(적외선)을 저감하는 효과가 있다.

*임무
-SEAD​

스탠드오프병기와 은밀성, 뛰어난 센서의 감시능력을 활용한 SEAD작전이 가능하다.

-종심타격​

은밀성을 바탕으로 적종심의 고가치표적에 근접하여 타격하는 작전이 가능하다.

-CAS, ATK​

공중화력지원

-제공권확보

▷F-35A

 

 *제원​

-크기​
길이 : 15.7m
폭 : 10.7m
높이 : 4.38m

-비행능력​
최대항속거리 : 2200km
작전반경 : 1093km
내부무장창 : 8160kg
연료탑재량 : 8278kg

F-35A는 공군형으로 강력한 단발엔진 F-135와 F-22보다 발달한 항전장비로 BVR로 상대방을 제압한 한 뒤 WVR에 들어간다. 미공군에서는 로우급 전투기이며, 동맹국에서는 하이급 전투기로 사용된다.

시리즈 중 유일하게 기총을 내장하고 있다. 그리고 해당기총은 F-22와 마찬가지로 발사시에만 총알이 지나가는 통로가 열리는 방식으로 RCS를 줄였다.(물론, 쏠 때마다 도장이 박살나니 새로해야 한다.)

엔진은 F-135-PW-100을 쓴다. 항속거리는 2200km, 작전반경은 1093km이다.

내부무장은 현재 2000파운드 JDAM 2발에 AMRAAM 2발이나 향후 블록 4로 진화하면서 내부 배선 정리 등을 통해 증강될 예정이다.

 

 

위 자료는 일본자료로 무장파일런이 가변화되고, 바깥쪽 무장창 캐노피에 파일런 2개가 장착될 수 있다고 명시되어 있으나, 해당 캐노피에 파일런이 1개 이상 달리기 힘들며, 무장간 이격 거리 문제로 실제 무장량은 위 그림보다 축소될 것으로 보인다. 무장창은 F-35A와 F-35C는 용적이 동일하다.

2020년 초 록히드마틴사에 따르면, 미합중국 공군(1763), 대한민국 공군(40+(20)), 캐나다왕립공군(88), 덴마크왕립공군(27), 이태리공군(60), 일본항공자위대(105), 벨기에 항공구성군(34), 폴란드공군(33), 노르웨이왕립공군(52), 네덜란드왕립공군(46), 싱가포르공군(4+(8))이 생산 및 실전배치 되거나 진행 중이다.

 

싱가폴 공군 F-35

 

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▷F-35I(Adir)

 

 

F-35I는 F-35A의 이스라엘형이며, 전자전 장비는 이스라엘제이며, 이스라엘제 무장과 유럽제 무장이 탑재되며, 이스라엘군 데이터링크에 연동된다. 또한, 이스라엘군 항공기용 신형 AESA형 위성통신장비(스스로 위성의 위치로만 통신빔을 보내는 방식)를 장착한다. HMD와 주익, 임무컴퓨터, 전자전장비는 이스라엘에서 생산되고, 해당 부품은 미국의 원조로 구입된다. F-35시리즈 중 최초, 최다 실전투입경력이 있다. 50대가 주문되었다고 한다. 네바팀공군기지의 140비행전대와 112비행전대가 운영할 것이라고 한다.

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▷F-35B

 

 

*제원

-크기​
길이 : 15.6m
폭 : 10.7m
높이 : 4.36m

-비행능력​
최대항속거리 : 1667km
작전반경 : 833km
내부무장창 : 6800kg
연료탑재량 : 6125kg

STOLV기로 프로그램 코스트 상승의 주범이다. 미합중국해병대가 와스프급과 아메리카급에서 운영하기위해 개발을 시작했으며, 영국해군과 이태리해군은 각각 퀸엘리자베스급과 트리에스트급, 가르발디급 등에서 사용하기 위해 프로그램에 참여하였다고 한다.

엔진은 F-135-PW-600을 사용한다.

 

 

F-35B는 기존의 헤리어기와는 달리 고기동성과 정비간편성, 신뢰성 높은 엔진작동방식, 강력한 무장탑재능력, 초음속기동성 등을 갖추었다. 그리고 스텔스기이면서 초음속기인 STOLV기는 헤리어기와 달리 전면전 상황에서 작전이 가능하다는 장점이 있다. 이는 기동성에 문제가 있고 무장량이 심각하게 부족한 비스텔스기인 헤리어보다 강력한 무장을 지니고, 스텔스설계를 이용한 비도기닉을 통해서 방공망을 제압할 수 있고, 유사시에는 전투기에 준하는 기동성으로 위협을 회피할 수 있게 되기 때문이다. 이에 일본이 중국 견제를 위해서 F-35B를 일부도서와 경항모에 배치하고자 하는 것이며, 미군은 F-35B로 꽉채운 강습상륙함을 항모처럼 사용할 수 있게 된 것이다. 또한, 미해병대의 제공권확보능력이 확대되는 효과도 있어 기존에 해군에 지나치게 의존해야 하던 문제도 상당부분 해소될 것으로 보인다.

 

 

다만 F-35B가 단거리 및 수직이착륙 시 스텔스 모드로 전투에 임할 경우 작전시간이 1시간으로 제한되어, 미해병대가 실전에 투입할 때는 외부연료탱크를 장착하도록 한다고 한다.

 

 

무장창은 리프트팬 채용으로 내부 공간 문제로 상당히 제한되어, 1000파운드 JDAM의 내부무장이 제한된다.

도입국 및 예정국은 미합중국해병대(353), 영국왕립해공군(138), 이태리해군(30), 일본자위대(42), 대한민국 해군(?)이 있다. 대한민국 해군 또한, 20대의 F-35B 도입이 확정되었다.

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▷F-35C

 

*제원​

-크기​
길이 : 15.7m
폭 : 13.1m
높이 : 4.38m

-비행능력​
최대항속거리 : 2200km
작전반경 : 1100km
내부무장창 : 8160kg
연료탑재량 : 8960kg
 

F-35시리즈의 함재기형으로 연료탑재량이 가장 많으며, 주익 면적이 가장 넓다. 또한, 가장 생산량이 적다. F-35C는 함재기 특성상 고어라운드해서 다시 착함을 해야 하는 상황이 올 수도 있으므로 연료를 많이 탑재하거나 공중급유포드를 장착한 공중급유기를 체공시켜 해당 상황시 공중급유를 해주도록 하고 있다. 엔진은 F-135-PW-400으로 F-135-PW-100을 함재기에 쓸 수 있도록 개량한 것이다.

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미합중국해군(247)과 미합중국해병대(80)가 운영한다. 미합중국 해병대 소속은 해병항공대 중 미해군항모전단 파견 부대이고, 이들은 F-18전투기 대체분이다.

미해군의 F-35C는 EA-18G가 재밍을 걸고 SEAD작전을 실시하는 동안, F-35C가 적기를 요격하고 방공망과 고가치 표적을 타격하면, F/A-18G가 지상공격을 수행하는 방식으로 운영될 것으로 보인다.

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▷제원 및 인도현황(2020년 4월기준)

 

 

▷F-35무장통합 및 업그레이드 계획

 

 

미티어와 SDB-2통합시 무장베이른 보여주는 CG 사진을 보면 각 무장베이 당 SDB-2 4발과 미티어 1발씩 장착했음을 알 수있다.

주요개량점은 무장인티그레이션이라는 것이다.

무장인티그래이션의 경우 영국과 일본이 미티어 기반 일본산 KA밴드 Gan 소자의 AESA 레이더를 장착한 공대공 미슬을 인티하기 위해 협력 중이라고 한다.

이스라엘제 파에톤-5공대공 미사일등은 이미 F-35I에서 통합되었다.

현재는 블록 3F이지만, 2022년부터 미공군 주도로 SDB-2공대지 유도폭탄 인티 등이 실시될 예정이므로 2028년에서 2030년 경에는 블록 4.4이상으로 개량이 진행될 것으로 예상되며, 2032년 경에는 고에너지레이더의 통합작업이 막바지에 다다를 것으로 예상된다.

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▷한국공군의 F-35A도입

 

 

한국공군의 F-35A는 이명박정권말에 시작해 박근혜정권 때 결론이 나고 문재인정권 때 정치적인 이유로 감사를 받았으나, 큰 문제가 없었던, F-X3차사업에 의해 60대를 도입하려 했으나, 예산의 부족으로 40대를 구매하고 20대를 옵션으로 남겨두고 도입하였다. 274발의 AIM-120 AMRAAM, 530발의 JDAM, 154발의 AIM-9X-2 Sidewinder미사일, 530발의 “Bunker Buster” BLU-109 2000LB를 무장으로 도입하였다고 한다.당시 절충교역으로 공급받기로 했던 아나시스-2가 2020년 7월 발사되었다.
도입기체들은 청주비행장에 배치되었으며, 해당 기체의 작전•이동사항은 군사보안상 기밀이라는 것이 언론을 통해 노출된 바 있다.
2020년 8월 F-35A와 F-35B를 각각 20대씩 추가 도입하는 것이결정되었다고 한다.
한국공군의 F-35A는 Block 3F이나, 추가도입분은 시기상 F-35 Block 4로 추정하는 견해도 있다

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사진 출처

록히드마틴, 미공군, 연합뉴스, 대한민국 공군, 유용원의 군사세계

https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=3448378975175583&id=397864303560414

보안 확인

, 나무위키,

https://www.straitstimes.com/singapore/spore-to-buy-four-f-35-fighters-with-option-for-eight-more

Singapore to buy four F-35 fighters, with option for eight more

 

록히드마틴

https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/f-35-lightning-ii-eots.html

F-35 Electro Optical Targeting System (EOTS)