[논문]생존성 향상을 위한 RWR/CMDS 시험평가 기술 연구

김찬조; 장영배; 김현경

doi:10.20910/jase.2016.10.4.84

생존성 향상을 위한 RWR/CMDS 시험평가 기술 연구
A Study on Test & Evaluation Technique of RWR/CMDS for Survivability Improvement 원문보기

항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering, v.10 no.4, 2016년, pp.84 - 89

김찬조 (한국항공우주산업 주 시험평가실) , 장영배 (합동참모본부 시험평가부) , 김현경 (한국항공우주산업 주 시험평가실)

초록
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전자전(EW)은 전자기 영역에서 우위를 차지하고 유지하기 위한 임무분야이다. 이러한 중요 임무를 수행하기 위해 현대 군용기에 적용되는 전자전 장비의 시험평가는 전장 환경의 요구사항을 충족하기 위해 전자전 시스템이 준비되었음을 사용자에게 보여주기 위한 폭넓은 시험 기술과 해석 기법이 요구된다. 본 논문은 전자전 장비, 특히 RWR, CMDS의 시험평가 기술을 소개하고, 초보 엔지니어 뿐 아니라 경험을 보유한 엔지니어 및 사업관리자에게 전자전 장비의 시험평가 절차와 시험 자원에 대한 참조자료로 사용될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Electronic Warfare (EW) is the mission area responsible to establish and maintain a favorable position in the electromagnetic domain. Testing and Evaluation of EW devices on modern military aircraft to pursue this critical mission area require the use of a wide range of techniques and analytical methods to assure users of the readiness of EW system to meet the challenge of a combat environment. This paper is intended as an introductory text dedicated to EW systems (especially RWR, CMDS) test and evaluation techniques and will serve experienced engineers and program managers, as well as novice engineers, as a concise reference for EW systems' test and evaluation processes and testing resources.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 논문에서는 국내에서 최근 경험한 전자전 장비 중 Fig2와 같은 아키텍처를 가지는 RWR/CMDS에 대한 시험평가 기술 및 이를 바탕으로 타 전자전 장비의 적용 가능성에 대해 제시하였다.
본 논문에서 국내외 참고자료 및 사례를 바탕으로 조종사 및 전투기 생존성 향상을 위해 장착된 전자장비 중 RWR/CMDS 장비에 대한 운용성(Operation), 통합성(Integration) 및 적합성(Compatibility) 등을 검증하기 위한 시험평가 방법에 대해 기술하였다. 즉, RWR/CMDS의 기능 및 성능 검증의 단계적 수행, 고위험(High Risk) 시험의 비행안전 확보와 고비용(High Cost)의 비행시험 소요를 최적화할 수 있는 방안을 기술하면서, 본 내용을 바탕으로 RWR/CMDS 뿐 아니라 다른 전자전 장비인 RF Jammer, LWR(Laser Warning Receviver), MWR(Missile Warning Recevier) 및ECCM(Electronic Counter-Counter Measures) 등의 시험평가에도 참조가 될 수 있으리라 판단한다.
비행시험의 주 목적은 위협원 레이다가 추적 모드시 RWR과 CMDS가 상호 연동되어 CMDS MDF에 따라 수동(Manual), 반자동(Semi Automatic) 및 자동(Automatic)모드로 채프/플레어가 단발, 다발 및 동시에 정상적으로 투발됨을 확인하는 데 있다.

제안 방법

CMDS는 RWR을 통해 수신된 위협신호를 CMDS 임무파일(MDF, Mission Data File)를 통해 분석하며, 분석된 위협 유형에 따라 최적화된 채프(Chaff)/플레이(Flare) 등의 전자 방해책 투발 프로그램을 제공한다.
RWR/CMD TIS는 위협신호에 대한 RWR의 위협분석, 식별 및 추적기능, RWR 기능조작 및 EW Page 시현, 위협신호 탐지능력 및 탐지방위 범위, RWR 및 CMDS 연동성 및 CMDS 각 모드에 따른 투발능력 확인을 위해 개발되어야 한다. 개발되는 TIS에는 시험내용을 분석하여 시험 수행시 발생 가능한 위험(Hazard) 요소를 식별하고, 이에 대한 원인(Cause)과 영향성(Effect)을 파악하여 이를 사전에 방지 또는 축소 하기 위한 경감절차(Minimization Procedure)을 수행하여 비행안전을 확보한다.[4][5][6].
따라서 비행시험 주 해당 RF 장비를 동시에 운용하여 타 장비 RF로 인한 RWR 오동작 여부를 확인한다.
비행시험은 실제 군에서 운용중인 지대공 무기체계 레이다 및 항공기 레이다를 지원받아 모의 위협원으로 활용하여 계획된 시나리오에 따라 수행한다. 또한 비행시험은 시스템 성숙도를 고려하여 단계적으로 시험조건(위협원 수, 고도/속도, 시나리오)을 설정하여 진행한다. 초기 단계에서는 RWR 기본기능 및 이상현상 확인을 위해 Fig.
비행 시제기는 데이터 획득 시스템(DAS, Data Acquistion System)이 적용되어 장비 또는 각종 센서로부터 데이터를 획득하고 분석이 가능하도록 설계 및 준비된다. 또한 실시간 모니터링을 위한 시스템이 적용되어 획득된 데이터를 지상 통제실(MCR, Mission Control Room)로 전송하여 비행시험 중 RWR/CMDS 및 항공기의 각 계통 건전성을 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.
시험 시나리오는 해당 시험목적에 따라 시제기 진입경로, 위협원 레이다의 탐자(Search) 및 추적(Track)모드 전환 시점/거리, 위협원/시제기 기동방법, CMDS 투발시점 등을 고려하여 수립된다. 또한, 시제기 및 위협 항공기는 DGFS 또는 TSPI Pod를 장착하여 위치 정보를 획득하며, 위치정보는 RWR의 위협원 탐지거리 및 방위각 분석시 활용된다.
지상시험 결과 발생된 이상 현상에 대해서는 원인분석 후 심각도(Severity)를 구분하며, 비행시험 임무 영향성이 있다고 판단된 항목(심각도 1, 2 및 3 항목)은 비행착수 전 결함해결 후 관련 시험을 재수행하여 기능을 확인한다. 그 외 항목은 차기 개발 OFP(Operational Flight Program)에 설계반영 또는 AEOL(Aircraft and Engine Operating Limitations)에 반영하여 비행시험 운영시 주의하도록 한다.
5과 같이 1개의 위협원을 대상으로 단순화된 비행 시나리오로 수행하며, 획득된 데이터를 분석하여 RWR 신뢰성을 확인한 후 차기 비행시험 진행 여부를 결정한다. 차기 비행시험에서 위협원의 수량을 추가하여 Fig. 6 및 Fig. 7과 같이 다중 위협환경 및 실전과 유사한 더욱 복잡화된 시나리오를 적용하여 RWR 성능을 측정한다.
또한 비행시험은 시스템 성숙도를 고려하여 단계적으로 시험조건(위협원 수, 고도/속도, 시나리오)을 설정하여 진행한다. 초기 단계에서는 RWR 기본기능 및 이상현상 확인을 위해 Fig. 4 및 Fig. 5과 같이 1개의 위협원을 대상으로 단순화된 비행 시나리오로 수행하며, 획득된 데이터를 분석하여 RWR 신뢰성을 확인한 후 차기 비행시험 진행 여부를 결정한다. 차기 비행시험에서 위협원의 수량을 추가하여 Fig.
RWR/CMDS 비행시험은 고비용, 제한된 시험자원 및 비행안전을 고려하여 Table 3과 같은 지상시험을 통해 비행시험 착수 전 예상되는 위험도 최소화, 요구도 검증 등을 위해 수행한다. 특히, RWR 무반향실 시험은 타 항전 송신 장비간 상호운용성 확인을 위해 항공기 주전원 및 항전 송신 장비 작동 조건에서 수행되며, Fig.3과 같이 일정 각도에서 위협신호를 방사하여 RWR의 정상 탐지여부를 확인하도록 한다.

성능/효과

또한, MFD(Multi Function Display)에 위협정보 상시시현, 가동성 및 채프/플레어 투발 후 잔량이 정상임을 확인한다.

후속연구

이를 통해 위협원의 레이다를 기만하여 조종사 및 항공기 생존성 향상에 중요한 부분을 차지하므로, 신뢰성 있는 시험평가를 통해 실제 임무에 적용할 수 있도록 검증하여야 한다.
즉, RWR/CMDS의 기능 및 성능 검증의 단계적 수행, 고위험(High Risk) 시험의 비행안전 확보와 고비용(High Cost)의 비행시험 소요를 최적화할 수 있는 방안을 기술하면서, 본 내용을 바탕으로 RWR/CMDS 뿐 아니라 다른 전자전 장비인 RF Jammer, LWR(Laser Warning Receviver), MWR(Missile Warning Recevier) 및ECCM(Electronic Counter-Counter Measures) 등의 시험평가에도 참조가 될 수 있으리라 판단한다.

참고문헌 (6)

"Electronic Warfare Test and Evaluation", RTO-AG-300, vol.17, pp. 6-7, March 2000.
"Electronic Warfare Test And Evaluation Process - Direction And Methodology For EW Testing", AFM 99-112, Attachment 4, March 1995.
"Order for National Defense Force Development Service", Department of Korean National Defense's Order No. 1825, pp. 51-74, 2015.
Chanjo Kim and et al, "Flight Test through T-50 Aircraft Development Experience", Cheongmungak, pp. 258-263, 2007.
Joowon Choi, "A Study on the Safety Management and Risk Assessment of the Certification Flight Test", Journal of the Society for Aerospace System Engineering, vol 5, no 1, pp. 31-35, 2011.
Chanjo Kim, Jihan Seo, Wonjoong Lee, "Study on Flight Test Practice of the Small Civil Airplane Development for Pitot-Static System Error Identification", Journal of the Society for Aerospace System Engineering, vol 7, no 2, pp. 36-37, 2013.

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