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문제 정의
- 본 논문에서는 Link-16의 위치정보, 적아식별, 무장상태, 실시간 이미지 데이터 등의 정보를 Broadcasting 기능을 통해 항공기간 또는 항공기와 지상통제소간 실시간 제공하는 새로운 CAS, X-ATK, INT 공대지 항공작전 모델을 Enterprise Architecture OV6c를 통해 설계하여 기존 작전모델과의 효율성을 비교하고자 한다. 단, 본 논문에서 기술하는 신규 항공작전 효과분석은 Link-16 네트워크에서 플랫폼간 완전한 상호 연동을 통한 정보공유 및 Fig 1에서 설명한 실시간 이미지 전송이 가능한 미래 한국공군 Link-16 체계를 전제로 분석하였다.
제안 방법
- Link-16 능력이 가능한 정찰항공기, UAV, JSTARS, AWACS 등의 한·미 센서체계로부터 획득한 임무정보를 Link-16을 통해 임무항공기 또는 지상통제소(TACC, MCRC 등)에 Broadcasting 기능을 통해 실시간 동시에 제공한다.
- Link-16은 J시리즈의 메시지를 사용하며, 어드레스, 항적번호, 항적품질, 항적식별, 우군상태, 경계선과 지역, 측지지역, 상대 네비게이션, 전자전, 지상지점과 항적 등의 전술정보 교환이 가능하며, 이를 바탕으로 지휘통제정보, 위치정보, 피아식별 정보 등의 데이터를 실시간으로 정보전송이 가능한 시분할 다중접속(TDMA : Time Division Multiple Access) 방식의 데이터링크이다. TDMA 방식에 따라 타임슬롯(Time Slot)을 1초당 128개로 나누어 데이터를 송수신하며, 주파수 도약(FH : Frequency Hopping)을 하면서 데이터를 송신한다. FH 패턴의 개수는 128개이며, 이러한 패턴을 128개의 Net에 각각 할당하여 여러 개의 Net를 동시에 운영함으로써 통신용량을 증대시킨다.
- 본 논문에서는 Link-16의 위치정보, 적아식별, 무장상태, 실시간 이미지 데이터 등의 정보를 Broadcasting 기능을 통해 항공기간 또는 항공기와 지상통제소간 실시간 제공하는 새로운 CAS, X-ATK, INT 공대지 항공작전 모델을 Enterprise Architecture OV6c를 통해 설계하여 기존 작전모델과의 효율성을 비교하고자 한다. 단, 본 논문에서 기술하는 신규 항공작전 효과분석은 Link-16 네트워크에서 플랫폼간 완전한 상호 연동을 통한 정보공유 및 Fig 1에서 설명한 실시간 이미지 전송이 가능한 미래 한국공군 Link-16 체계를 전제로 분석하였다.
- 먼저 새로운 항공작전 모델을 제안하기 위해 앞에서 제안한 내용을 OV-1(운용개념도)을 통해 설명하고자 한다. Link-16 능력이 가능한 정찰항공기, UAV, JSTARS, AWACS 및 인공위성으로부터 획득한 표적정보 등의 항공임무 정보를 Link-16 체계의 Broadcasting 기능을 이용하여 항공기간 또는 항공기와 지상통제소간 실시간으로 교환하게 된다.
- 본 논문에서는 이러한 μ 변수시간을 고려해 T(total) 시간을 일반적으로 표현하였다.
- 새로운 CAS, X-ATK, INT 공대지 항공작전의 시스템 모델과 제안방법으로 Enterprise Architecture(EA)를 이용하였으며, 이를 통해 새로운 작전모델을 설계하여 기존 모델과의 효율성을 비교하고자 한다.
- 앞에서 설명한 OV-1(운용개념도)을 바탕으로 CAS, X-ATK, INT 각각의 공대지 작전에 대한 현행모델과 신규모델을 OV-6c(운용 상태추적 기술서)를 통해 시간과 논리적인 순서로 설명하고자 한다.
- AFAC은 임무항공기에게 TACP에서 AFAC에게 교환했던 정보를 다시 한번 음성으로 60여초간 교환하고 임무를 수행하게 된다. 표적 공격 후 BDA 보고를 위해 육안으로 확인한 정보를 AFAC, TACP, ASOC, TACC에게 음성으로 30여초간 보고하고, 지상통제소에서는 보고된 BDA를 분석하여 장차 작전을 계획하게 된다. 이를 EA OV6c를 통해 분석한 결과, 음성을 위주로 한 기존 CAS 절차는 8단계이며, 임무수행을 위해서는 T(total)은 2～3분 소요되었다.
- 적 지상군의 장사정포 노출 시간을 고려하여 일정 체공지점에서 대기 중인 항공기에게 30여초간 실시간 음성으로 임무지시와 표적정보가 제공되며, 이를 바탕으로 임무항공기는 표적공격을 수행한다. 표적 공격 후 BDA 보고를 위해 육안으로 획득한 정보를 TACC 또는 ASOC에게 음성으로 30여초간 보고하고, 지상통제소는 보고된 BDA를 분석하고 장차작전을 계획하게 된다. 이때 T(total)은 1분여가 소요된다.
이론/모형
- FH 패턴의 개수는 128개이며, 이러한 패턴을 128개의 Net에 각각 할당하여 여러 개의 Net를 동시에 운영함으로써 통신용량을 증대시킨다. 주파수 변조방식은 CCSK(Cyclic Code Shift Keying)를 사용하며 에러검출을 위해서는 CRC 코드, 에러복구를 위해서는 Reed Solomon 코드를 사용한다[3～5].
성능/효과
- CAS, X-ATK, INT 각각의 공대지 작전에 대한 현행 모델과 신규모델을 EA OV-6c를 통해 시간과 논리적인 순서로 분석한 결과, 음성 위주의 CAS 작전은 8단계, 임무수행을 위한 정보교환 시간은 2～3분 소요된 반면, 신규로 제안한 Link-16 체계를 적용할 경우 3단계, 10여초가 소요되어 93%의 임무수행 효율이 증가되었다. 또한, 음성을 위주로 한 X-ATK과 INT 절차는 3단계, 임무수행을 위한 정보교환 시간은 1분여가 소요된 반면, 신규로 제안한 Link-16 체계를 적용할 경우 2단계, 10여초가 소요되어 85%의 임무수행 효율이 증가되었다.
- 각 작전별 작전유형을 살펴보면, 첫째 CAS 작전은 우군 지·해상군과 대치하고 있는 적의 목표에 대한 공중공격을 가하여 우군 지·해상군 작전의 돌파구를 형성하거나 적의 공격을 둔화시킴으로써 지·해상군 작전의 전투 자유성을 보장하기 위해 수행하는 작전이다. 둘째, X-ATK은 적 지상군의 장사정포에 의한 수도권 위협에 대비한 공대지 임무이다. 셋째, INT 작전은 적 지·해상군 병참선 또는 병참선을 연결하는 주요부분을 공격하여 적의 군사력을 전환, 와해, 파괴 또는 지연시켜 아군작전이 효과적으로 이루어지게 하는 작전이다.
- 따라서 기존 연구결과를 보완하여 Link-16의 위치정보, 적아식별, 무장상태, 실시간 이미지 데이터 등의 정보를 Broadcasting 기능을 통해 항공 기간 또는 항공기와 지상통제소간 실시간 제공하는 새로운 CAS, X-ATK, INT 공대지 항공작전 모델을 Enterprise Architecture OV6c를 통해 설계하여 분석한 결과, 임무 정보를 Link-16의 Broadcasting 기능을 통해 관련노드에 동시에 교환함으로써 기존 작전단계 중 불필요한 단계의 축소 및 임무수행 시간이 단축되었고, 이를 통해 정확한 전장상황인식, 지휘결심 속도 개선 및 전투효율이 증진될 것이다.
- 따라서 음성기반의 현행 항공작전과 Link-16 기반의 새로운 작전모델을 비교 분석한 결과, 임무 정보를 Link-16의 Broadcasting 기능을 통해 항공기간 또는 항공기와 지상통제소간 동시에 교환함으로써 기존 작전 단계에서 불필요한 단계의 축소가 가능하였고, 임무수행 시간을 단축하여 효율적인 항공작전수행이 가능하게 되었다.
- CAS, X-ATK, INT 각각의 공대지 작전에 대한 현행 모델과 신규모델을 EA OV-6c를 통해 시간과 논리적인 순서로 분석한 결과, 음성 위주의 CAS 작전은 8단계, 임무수행을 위한 정보교환 시간은 2～3분 소요된 반면, 신규로 제안한 Link-16 체계를 적용할 경우 3단계, 10여초가 소요되어 93%의 임무수행 효율이 증가되었다. 또한, 음성을 위주로 한 X-ATK과 INT 절차는 3단계, 임무수행을 위한 정보교환 시간은 1분여가 소요된 반면, 신규로 제안한 Link-16 체계를 적용할 경우 2단계, 10여초가 소요되어 85%의 임무수행 효율이 증가되었다. 장사정포를 공격목표로 하는 X-ATK이 병참선 등을 공격목표로 하는 INT보다 공격목표 정보를 획득하는 데 시간이 다소 걸릴 수 있으나, 실제 항공임무를 승인하고 조종사가 공격목표를 타격하는 절차는 동일하여 임무 수행시간은 같게 나타난 것으로 분석되었다.
- 5배 향상되었다고 분석하였다[8]. 셋째로, 국내 국방과학연구소에서는 대표적 합동작전인 CAS 작전을 대상으로 음성기반 대 합동전술데이터링크 기반의 작전수행절차, 교환자료 및 소요시간을 비교분석하였으며, 합동전술데이터링크 기반의 CAS 작전수행이 음성기반보다 정보교환 소요시간 효율이 91% 증가하였다고 분석하였다[9].
- 표적 공격 후 BDA 보고를 위해 육안으로 확인한 정보를 AFAC, TACP, ASOC, TACC에게 음성으로 30여초간 보고하고, 지상통제소에서는 보고된 BDA를 분석하여 장차 작전을 계획하게 된다. 이를 EA OV6c를 통해 분석한 결과, 음성을 위주로 한 기존 CAS 절차는 8단계이며, 임무수행을 위해서는 T(total)은 2～3분 소요되었다. Fig.
- 또한, 음성을 위주로 한 X-ATK과 INT 절차는 3단계, 임무수행을 위한 정보교환 시간은 1분여가 소요된 반면, 신규로 제안한 Link-16 체계를 적용할 경우 2단계, 10여초가 소요되어 85%의 임무수행 효율이 증가되었다. 장사정포를 공격목표로 하는 X-ATK이 병참선 등을 공격목표로 하는 INT보다 공격목표 정보를 획득하는 데 시간이 다소 걸릴 수 있으나, 실제 항공임무를 승인하고 조종사가 공격목표를 타격하는 절차는 동일하여 임무 수행시간은 같게 나타난 것으로 분석되었다. Fig.
- 전술데이터링크의 우수성을 항공작전 효과분석을 통해 분석한 사례는 다음과 같다. 첫째, 미군은 1991년 아프칸전과 2001년 이라크전을 통해 전술데이터링크의 유용성과 효용성을 실전에서 입증시켰으며, 두 전쟁을 비교할 때 목표 식별에서 공격까지 소요시간은 아프칸전은 2일 소요되던 것이 이라크전에서는 40분으로 단축되었다[7]. 둘째, 1999년 미국의 RAND 연구소는 미공군의 Link-16 장비가 장착된 미공군 F-15C를 대상으로 Link-16 미장착 항공기와의 상황인식 및 임무 효율성을 CAS 작전을 통해 분석하였으며, 실제 전투실험에 참가한 조종사에 대한 설문 조사결과, 공대지 효율이 Link-16 장착 항공기가 음성만을 사용하는 항공기보다 2.
후속연구
- 앞에서 제시한 Link-16 기반의 CAS, X-ATK INT 항공작전의 새로운 작전모델을 통해 빠른 표적 및 정확한 정보 획득이 가능하여 임무성공율을 향상시킬 수 있으며, 임무표적 공격 후 실시간 BDA 정보 제공으로 후속공격 및 장차작전 계획수립이 보다 용이해 질 수 있을 것이다. 이를 통해 정확한 전장상황 인식(Situational Awareness), 지휘결심(Decision Making) 속도 개선 및 전투효율(Combat Efficiency)을 증진시킬 수 있을 것이다.
- 앞에서 제시한 Link-16 기반의 CAS, X-ATK INT 항공작전의 새로운 작전모델을 통해 빠른 표적 및 정확한 정보 획득이 가능하여 임무성공율을 향상시킬 수 있으며, 임무표적 공격 후 실시간 BDA 정보 제공으로 후속공격 및 장차작전 계획수립이 보다 용이해 질 수 있을 것이다. 이를 통해 정확한 전장상황 인식(Situational Awareness), 지휘결심(Decision Making) 속도 개선 및 전투효율(Combat Efficiency)을 증진시킬 수 있을 것이다.
- 임무표적 공격 후에 항공기에 부착된 센서체계를 활용하여 BDA 결과를 항공기간 또는 항공기와 지상 통제소간 Link-16을 통해 실시간 제공함으로써 신속한 정보 분석이 가능하여 후속공격 및 장차 작전계획 수립이 용이하다. 이때 T(total)은 10여초가 소요된다.
- 임무표적 공격 후에 항공기에 부착된 센서체계를 활용하여 BDA 결과를 항공기간 또는 항공기와 지상 통제소간 Link-16을 통해 실시간 제공함으로써 신속한 정보 분석이 가능하여 후속공격 및 장차 작전계획 수립이 용이하다. 이때 T(total)은 10여초가 소요된다.
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