본 연구는 무기체계의 단위비용을 고려한 K2(KC와 KAMD) 체계의 효과분석을 수행하였다. 단일 KC와 다중(고층 및 저층) KAMD를 가정하고, 각 체계에 임의의 무기체계를 설정하여 각각의 조합에 따라 총 12개의 시나리오를 작성하였다. 효과도는 전체 탄도미사일 위협 수량 대비 감소된 탄도미사일 위협의 비율로 정의하였으며, 비용은 발사된 무장의 수량과 단위비용으로 계산하였다. K2 체계의 효과도와 총비용은 몬테카를로 시뮬레이션을 1,000번 반복하여 추정하였다. 각각의 시나리오를 대안으로 하여 비용대 효과분석을 실시하였고, 효과고정법을 사용하여 최적 대안을 선정하였다. 연구 결과 KC 능력이 K2 체계의 방어 효과와 총비용을 결정하는 가장 중요한 요소였으며, 적정 수준의 저층방어체계를 갖춰야 요구되는 방어 효과를 달성할 수 있음을 확인하였다. 향후 연구에서 실질적인 무기체계 제원과 수명주기비용을 고려한 비용대 효과분석이 이루진다면 더욱 현실적인 분석이 가능할 것이다.
본 연구는 무기체계의 단위비용을 고려한 K2(KC와 KAMD) 체계의 효과분석을 수행하였다. 단일 KC와 다중(고층 및 저층) KAMD를 가정하고, 각 체계에 임의의 무기체계를 설정하여 각각의 조합에 따라 총 12개의 시나리오를 작성하였다. 효과도는 전체 탄도미사일 위협 수량 대비 감소된 탄도미사일 위협의 비율로 정의하였으며, 비용은 발사된 무장의 수량과 단위비용으로 계산하였다. K2 체계의 효과도와 총비용은 몬테카를로 시뮬레이션을 1,000번 반복하여 추정하였다. 각각의 시나리오를 대안으로 하여 비용대 효과분석을 실시하였고, 효과고정법을 사용하여 최적 대안을 선정하였다. 연구 결과 KC 능력이 K2 체계의 방어 효과와 총비용을 결정하는 가장 중요한 요소였으며, 적정 수준의 저층방어체계를 갖춰야 요구되는 방어 효과를 달성할 수 있음을 확인하였다. 향후 연구에서 실질적인 무기체계 제원과 수명주기비용을 고려한 비용대 효과분석이 이루진다면 더욱 현실적인 분석이 가능할 것이다.
This paper analyses the effectiveness of Kill Chain (KC) and Korea Air and Missile Defense (KAMD), also known as the K2 systems, using monte carlo simulation. It is assumed that the K2 systems are consisted with unitary KC and multi-layered (upper-tier and lower-tier) KAMD. And each system has two o...
This paper analyses the effectiveness of Kill Chain (KC) and Korea Air and Missile Defense (KAMD), also known as the K2 systems, using monte carlo simulation. It is assumed that the K2 systems are consisted with unitary KC and multi-layered (upper-tier and lower-tier) KAMD. And each system has two or three arbitrary weapon systems and its combination makes 12 scenarios. Measures of effectiveness (MOE) of the K2 systems were defined as ratio of eliminated ballistic missiles from total threats. And total cost was calculated by number of weapon launched and its unit cost. MOE and total cost of the K2 systems were estimated using monte carlo simulation with a thousand iteration for each scenario. Cost-effectiveness analysis was performed and the best candidate was selected using fixed effectiveness approach. As a result, the performances of KC are prime factor that affects both effectiveness and total cost of the K2 systems. It is also, acquired proper level of lower-tier KAMD to achieve desired defense effectiveness. For future work, it needs to be performed cost-effectiveness analysis based on practical specification and life cycle cost of weapon systems.
This paper analyses the effectiveness of Kill Chain (KC) and Korea Air and Missile Defense (KAMD), also known as the K2 systems, using monte carlo simulation. It is assumed that the K2 systems are consisted with unitary KC and multi-layered (upper-tier and lower-tier) KAMD. And each system has two or three arbitrary weapon systems and its combination makes 12 scenarios. Measures of effectiveness (MOE) of the K2 systems were defined as ratio of eliminated ballistic missiles from total threats. And total cost was calculated by number of weapon launched and its unit cost. MOE and total cost of the K2 systems were estimated using monte carlo simulation with a thousand iteration for each scenario. Cost-effectiveness analysis was performed and the best candidate was selected using fixed effectiveness approach. As a result, the performances of KC are prime factor that affects both effectiveness and total cost of the K2 systems. It is also, acquired proper level of lower-tier KAMD to achieve desired defense effectiveness. For future work, it needs to be performed cost-effectiveness analysis based on practical specification and life cycle cost of weapon systems.
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문제 정의
본 연구는 우리 군에서 구축하고 있는 K2 체계에 대한 효과분석을 실시하였다. 탄도미사일 대응 절차에 따라 시뮬레이션을 구성하고, 3종의 KC 무기체계와 2종의 고층 방어체계, 2종의 저층방어체계를 가정하여 각각의 조합을 12개의 시나리오로 작성하였다.
가설 설정
다만 고층방어체계의 경우 다층방어가 제공되는 재래식 탄도미사일에 대해서는 1회만 교전하고, WMD 탄도미사일은 다중 교전(Shot-Look-Shot) 개념에 따라 최대 2회까지 교전할 수 있다(Department of Army, 2002). KAMD 체계의 전체적인 동시교전 능력을 위협에 충분히 대응할 수 있는 것으로 가정한다.
KC 무기체계는 감시정찰자산에서 획득한 표적 정보를 활용하여 발사하며, 순항 미사일은 발사 후 Up-link를 이용한 표적정보 최신화가 가능하지만 탄도미사일은 불가능하다. KC 무기체계 중공대지 순항미사일 A1의 실제 교전거리는 약 300km, 함대지 순항미사일 A2는 약 400km로 가정하였는데, 전투기는 전방지역으로 신속하게 기동하여 공격할 수 있지만 함정은 상대적으로 후방에 배치되어 있고, 신속한 기동이 제한되기 때문이다. KAMD 무기체계는 자체 레이더를 보유하고 있으며, 자체 레이더에서 추적된 표적에 대해서만 교전이 가능하다.
KC 효과분석에 있어 중요한 요소는 감쇄효과(Reduce effects)를 적용하는 것이다. 감쇄효과는 감시정찰자산의 표적획득확률에 대한 감쇄효과와 무장 비행시간에 따른 감쇄효과로 구분되며, Table 2과 같이 가정하였다.
다만 순항미사일의 경우 표적정보 최신화를 통해 소실 확률을 감소시킬 수 있다. 따라서 TEL이 탄도미사일을 발사하고 이동 준비에 소요되는 5분을 기준으로(Wiritz, 1997) 비행시간이 5분씩 증가될때마다 10%씩 감쇄효과가 증가하는 것으로 가정하였다. 그 결과 무기체계 A1은 마하 0.
고층방어체계 U1, U2는 요격가능거리와 고도에서 차이가 있고, 저층방어체계 L1은 파편효과 탄두(HE Fragment)를 사용하고, L2는 Hit-to-Kill(HTK) 탄두를 사용하여 P 에 차이가 있다. 또한, 저층방어체계는 교전 가능 시간이 짧고, 요격미사일의 기동성능 등이 상대적으로 낮기 때문에 고층방어체계보다 낮은 Pk를 갖는 것으로 가정하였다.
셋째, 확고한 저층방어체계 능력 구축 및 적절한 KAMD 운용 개념 정립의 필요성을 확인하였다. 본 연구에서는 고층방어체계가 발사된 전체 위협에 대응하는 것이 아닌 일부 위협에 대해 선택적으로 대응하도록 가정하여 분석하였다. 고층방어체계의 구축과 운영비용을 고려했을 때 이는 매우 현실적인 가정으로 저층방어체계가 구축된 지역에서 대해서는 저층방어체계가 확고한 미사일 방어 능력을 제공해 주어야한다.
당시에는 F-15/16 등의 전투기에 장착된 장비의 성능이 제한되었기 때문인데, 이후 프레디터(Predator), 글로벌 호크(Global Hawk) 등과 같은 무인기의 등장과 탑재 장비의 발달로 탐지 확률이 많이 증가하였으며, 미군은 Roving Sands ‘95 훈련에서는 85%의 탐지 확률을 확인하였다(Schneider, 2004). 이러한 결과를 바탕으로 본 연구에서는 발사 징후 정보획득이 어려운 사전 공격 시에는 90%, 발사 징후 포착으로 탐지 가능성은 증가하지만 TEL의 이동, 은폐 등으로 지속적인 추적이 제한되는 사후 공격에는 30%의 감쇄효과를 가정하였다. 즉, 사전 공격 시에는 적의 가용한 TEL 중 10%만 탐지/추적하여 공격할 수 있으며, 사후 공격에서는 70%만 탐지/추적할 수 있다는 것이다.
제안 방법
는 낙탄된 탄도미사일의 총 수량이다. K2 체계의 효과도는 KC와 KAMD를 모두 고려한 것으로 적의 전체 탄도미사일 위협을 얼마나 감소시켰는가를 측정한다. KC의 효과도는 발사되는 탄도미사일을 얼마나 감소시켰는가로 측정하며, 이는 KC가 TEL을 파괴하여 발사되는 탄도미사일의 위협을 낮추는데 초점을 두기 때문이다.
본 연구에서는 RAND 연구소(Shaver and Mesic, 1995)에서 제시한 시뮬레이션 모형을 확장하여 시뮬레이션을 구성하였다. RAND 연구소는 발사 수단인 TEL을 파괴하는 것이 미사일 방어에 어느 정도 기여할 수 있는지를 확인하기 위해 TEL 파괴에 따른 탄도미사일 발사량의 감소를 수리적 모형, 마코프 행렬과 시뮬레이션을 통해 각각 분석하였다. 이 분석 모형은 현재 우리 군이 추진하고 있는 KC와 유사한 개념으로, 본 연구는 여기에 KAMD에 의한 탄도미사일 요격 과정을 추가하여 K2 체계의 교전 과정을 시뮬레이션 하였다.
발사된 탄도미사일은 기설정된 목표를 향해 날아가며, 목표에 따라 고층방어체계, 저층방어체계 혹은 두 체계 모두 요격을 실시한다. 각 체계별로 발사된 요격미사일의 수량과 요격된 탄도미사일 수량을 누적하여 요격미사일의 총 발사량과 낙탄된 탄도미사일의 총 수량을 계산한다. 라운드가 종료되면 파괴된 TEL의 수량과 발사된 탄도미사일 수량을 통해 다음 라운드에서 가용한 TEL의 수량과 탄도미사일 재고를 조정한다.
특히, 교전 결과를 좌우하는 무기체계의 파괴확률을 확률 모형으로 정의하고, 구성요소에 감쇄효과를 적용하여 모형의 현실성을 높였다. 그리고 추정된 효과도와 총비용으로 비용대 효과분석을 수행하여 최적 대안을 도출하였다.
시나리오별 1,000번의 반복 실험으로 K2 체계의 방어 효과를 분석하고, 사용된 무장의 발사량과 단위비용을 통해 총비용을 추정하였으며, 이를 바탕으로 비용대 효과분석을 실시하여 최적의 대안을 도출하였다. 또한 적 위협 증가에 따른 민감도 분석을 수행하였다.
각 점은 시나리오별 해당 무기체계 조합이고, 그래프 상단의 실선은 방어 효과 95%의 참조선이다. 또한, 목표 방어 효과를 달성한 시나리오를 대상으로 비용대 효과분석을 실시하였으며, Table 6과 같다.
따라서 민감도 분석에서는 전체 탄도미사일 위협이 각각 300발과 500발로 증가한 경우를 분석하였다. 또한, 일반적인 TEL과 탄도미사일의 비율인 1:10보다 TEL의 수가 증가된 1:5 비율(20대의 TEL이 100발의 탄도미사일을 발사하는 경우)도 함께 분석하였다. 이는 발사 수단인 TEL 수량의 증가에 따른 방어 효과의 변화를 살펴보기 위한 것이다.
각 체계별로 발사된 요격미사일의 수량과 요격된 탄도미사일 수량을 누적하여 요격미사일의 총 발사량과 낙탄된 탄도미사일의 총 수량을 계산한다. 라운드가 종료되면 파괴된 TEL의 수량과 발사된 탄도미사일 수량을 통해 다음 라운드에서 가용한 TEL의 수량과 탄도미사일 재고를 조정한다. 모든 TEL이 파괴되거나 탄도미사일 재고가 전부 소모는 경우 시뮬레이션을 종료하고 K2 체계의 방어 효과와 총비용을 계산한다.
이는 KC와 KAMD를 별도의 작전으로 인식하는 경향이 강했기 때문이다. 본 연구는 K2 체계를 통합적인 체계로 보고확률 모형을 이용하여 효과도(Measures of Effectiveness, MOE)를 설정하고, 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하여 각 시나리오의 방어 효과와 총비용을 추정하였다. 특히, 교전 결과를 좌우하는 무기체계의 파괴확률을 확률 모형으로 정의하고, 구성요소에 감쇄효과를 적용하여 모형의 현실성을 높였다.
현재까지 KC나 KAMD, 혹은 개별 무기체계에 대한 효과분석은 진행되었으나 이를 종합적으로 고려한 K2 체계에 대한 효과분석 연구는 미흡하였다. 본 연구는 K2 체계의 대응 절차를 반영하였으며, 비교적 정밀한 교전상황을 가정하여 각 체계의 운용 조건, 방법 등을 구체화해 현실적인 분석을 실시할 수 있었다.
본 연구에서는 RAND 연구소(Shaver and Mesic, 1995)에서 제시한 시뮬레이션 모형을 확장하여 시뮬레이션을 구성하였다. RAND 연구소는 발사 수단인 TEL을 파괴하는 것이 미사일 방어에 어느 정도 기여할 수 있는지를 확인하기 위해 TEL 파괴에 따른 탄도미사일 발사량의 감소를 수리적 모형, 마코프 행렬과 시뮬레이션을 통해 각각 분석하였다.
, 2001). 본 연구에서는 시뮬레이션을 통해 전투효과를 측정하였으며, K2 체계의 효과도를 다음의 세 가지로 정의하였다.
탄도미사일 대응 절차에 따라 시뮬레이션을 구성하고, 3종의 KC 무기체계와 2종의 고층 방어체계, 2종의 저층방어체계를 가정하여 각각의 조합을 12개의 시나리오로 작성하였다. 시나리오별 1,000번의 반복 실험으로 K2 체계의 방어 효과를 분석하고, 사용된 무장의 발사량과 단위비용을 통해 총비용을 추정하였으며, 이를 바탕으로 비용대 효과분석을 실시하여 최적의 대안을 도출하였다. 또한 적 위협 증가에 따른 민감도 분석을 수행하였다.
시뮬레이션이 시작되면 적 위협을 초기화하고, 탄도미사일 발사 순서에 따른 탄두의 종류와 목표지점은 난수에 의해 할당하고, 위협에 대응하기 위한 KC와 KAMD 무기체계를 선택한다. 새로운 라운드가 시작되면 가용한 TEL은 탄도미사일을 장착하고 발사진지로 이동하며, 이 과정에서 KC의 사전 공격이 이루어진다.
RAND 연구소는 발사 수단인 TEL을 파괴하는 것이 미사일 방어에 어느 정도 기여할 수 있는지를 확인하기 위해 TEL 파괴에 따른 탄도미사일 발사량의 감소를 수리적 모형, 마코프 행렬과 시뮬레이션을 통해 각각 분석하였다. 이 분석 모형은 현재 우리 군이 추진하고 있는 KC와 유사한 개념으로, 본 연구는 여기에 KAMD에 의한 탄도미사일 요격 과정을 추가하여 K2 체계의 교전 과정을 시뮬레이션 하였다. 본 연구의 분석 절차는 Figure 2와 같다.
당시 미군과 연합군은 이라크군의 스커드(Scud) 미사일 공격 때문에 고전하였는데, 전쟁 기간 중 총 88기의 스커드 미사일이 발사되었다. 이라크군은 고정발사대와 이동식 발사대(Transporter Erector Launcher, TEL)를 함께 사용하여 미사일을 발사했는데, 특히 TEL을 적극적으로 활용하였다. TEL은 발사 위치를 이동할 수 있어 사전에 이를 차단하는 것이 매우 어렵고, 기만체나 은/엄폐 등을 통해 생존성 확보가 용이하기 때문이다.
당시 미군은 소련의 대륙간 탄도미사일을 방어할 수 있는 미사일 방어체계를 보유하고 있었지만 비행시간이 5분 이하인 SRBM을 방어하기에는 부적합하였다. 이에 방공무기였던 패트리어트를 일부 개량하여 투입하였으며, 이후 지속적인 성능개량과 연구개발을 통해 현재의 미사일 방어체계를 구축하였다(Cirincione, 2000).
적 위협은 TEL 10대와 탄도미사일 100기로 고정하여 각 시나리오별로 1,000번을 반복 수행하였으며, 결과는 Table 4와 같다.
, 2001). 전투효과를 측정하는 방법을 정태적 방법(static analysis)과 동태적 방법(dynamic analysis)으로 구분하여 제시하였다. 정태적 방법은 전투효과지수(Indexed Combat Effectiveness)나 전문가 설문 등이 있으며, 동태적 방법은 란체스터 전투모형, 시뮬레이션이나 워게임 등이 있다.
첫째, K2 체계의 작전 개념을 반영한 효과분석을 실시하였다. 현재까지 KC나 KAMD, 혹은 개별 무기체계에 대한 효과분석은 진행되었으나 이를 종합적으로 고려한 K2 체계에 대한 효과분석 연구는 미흡하였다.
본 연구는 우리 군에서 구축하고 있는 K2 체계에 대한 효과분석을 실시하였다. 탄도미사일 대응 절차에 따라 시뮬레이션을 구성하고, 3종의 KC 무기체계와 2종의 고층 방어체계, 2종의 저층방어체계를 가정하여 각각의 조합을 12개의 시나리오로 작성하였다. 시나리오별 1,000번의 반복 실험으로 K2 체계의 방어 효과를 분석하고, 사용된 무장의 발사량과 단위비용을 통해 총비용을 추정하였으며, 이를 바탕으로 비용대 효과분석을 실시하여 최적의 대안을 도출하였다.
본 연구는 K2 체계를 통합적인 체계로 보고확률 모형을 이용하여 효과도(Measures of Effectiveness, MOE)를 설정하고, 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하여 각 시나리오의 방어 효과와 총비용을 추정하였다. 특히, 교전 결과를 좌우하는 무기체계의 파괴확률을 확률 모형으로 정의하고, 구성요소에 감쇄효과를 적용하여 모형의 현실성을 높였다. 그리고 추정된 효과도와 총비용으로 비용대 효과분석을 수행하여 최적 대안을 도출하였다.
감시정찰자산의 감쇄효과는 사전/사후 공격 시에 적용되어 공격 가능한 TEL의 수량을 결정한다. 효과 측정과 비용 추정을 위해 누적된 TEL의 파괴 수량과 KC 무장의 발사량을 기록한다.
성능/효과
먼저 KC의 중요성이다. K2 체계의 방어 효과를 살펴보면 동일한 미사일 방어체계가 적용된 시나리오를 비교했을 때, 무기체계 A1과 A3의 방어 효과가 최대 12%p(시나리오 3, 11) 정도 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 또한 파괴확률이 가장 낮은 A3가 포함된 시나리오의 경우 목표 방어 효과를 한 번도 달성하지 못했고, A1이 포함된 시나리오에 비해 총비용이 평균 두 배 이상 높게 소요된 것으로 분석되었다.
따라서 TEL이 탄도미사일을 발사하고 이동 준비에 소요되는 5분을 기준으로(Wiritz, 1997) 비행시간이 5분씩 증가될때마다 10%씩 감쇄효과가 증가하는 것으로 가정하였다. 그 결과 무기체계 A1은 마하 0.9의 속도로 교전거리 300km를 비행할 때 약 18분이 소요되어 감쇄효과 40%가 적용되고, 무기체계 A2는 0.75의 속도로 교전거리 400km를 비행할 때 약 26분이 소요돼 감쇄효과 50%가 적용되었다. 탄도미사일의 경우 사거리 500km까지 비행시간이 약 5분 이내로 본 연구의 교전 시나리오에서는 감쇄효과를 적용받지 않는다.
둘째, K2 체계에서 KC의 상대적인 중요성을 확인하였다. KC는 발사 수단인 TEL을 공격하여 파괴하기 때문에 이것이 효과적으로 이루어진다면 전체 탄도미사일 위협을 크게 감소시킬 수 있다.
지리적/작전적 제약으로 최소 2개 이상의 BMOA를 운용할 것으로 예상되며, 이 경우 하나의 BMOA에서 발사하는 탄도미사일의 수는 최소 100여 기에서 최대 500여 기로 추정된다. 따라서 민감도 분석에서는 전체 탄도미사일 위협이 각각 300발과 500발로 증가한 경우를 분석하였다. 또한, 일반적인 TEL과 탄도미사일의 비율인 1:10보다 TEL의 수가 증가된 1:5 비율(20대의 TEL이 100발의 탄도미사일을 발사하는 경우)도 함께 분석하였다.
이는 TEL의 파괴가 늦어지면서 발사되는 탄도미사일이 증가하고, 이에 대응하기 위한 각 체계의 무장 발사량이 함께 증가하였기 때문이다. 따라서 적정 수준의 KC 능력을 구축하는 것이 목표방어 효과 달성과 전체 비용을 감소시키기 위해 중요한 요소임을 확인할 수 있다.
K2 체계의 방어 효과를 살펴보면 동일한 미사일 방어체계가 적용된 시나리오를 비교했을 때, 무기체계 A1과 A3의 방어 효과가 최대 12%p(시나리오 3, 11) 정도 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 또한 파괴확률이 가장 낮은 A3가 포함된 시나리오의 경우 목표 방어 효과를 한 번도 달성하지 못했고, A1이 포함된 시나리오에 비해 총비용이 평균 두 배 이상 높게 소요된 것으로 분석되었다. 이는 TEL의 파괴가 늦어지면서 발사되는 탄도미사일이 증가하고, 이에 대응하기 위한 각 체계의 무장 발사량이 함께 증가하였기 때문이다.
KC 능력에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나가 감시정찰자산의 표적획득능력이다. 본연구에서는 사전 공격과 사후 공격에서 각각 90%와 30%의 감쇄효과를 가정하였는데, 이것을 감소시킬 수 있다면 동일한 무기체계를 운용하여 더욱 높은 방어 효과를 달성할 수 있다. 따라서 K2 체계의 방어 효과를 극대화하기 위해서는 현재의 감시정찰자산을 운용하여 효과적인 정보수집, 전파가 이루어질 수 있도록 체계가 구축되어야 할 것이다.
분석 결과 3개의 시나리오 중 총비용이 가장 작은 ‘시나리오 4(A1-U2-L2)’가 최적 대안으로 선정되었다.
분석 결과 시나리오 2, 4는 99% 유의 수준에서, 6번은 95% 유의 수준에서 각각 귀무가설을 기각하여 목표 방어효과를 달성하였으며, 시나리오 8의 경우 유의확률(p)이 0.944로 귀무가설을 기각하지 못하였고, 나머지 시나리오도 목표 방어 효과를 달성하지 못하였다.
비율이 1:10으로 유지된 세 개의 시나리오는 K2 체계의 방어 효과가 96.6 ~ 96.7%로 큰 변화가 없지만 100발의 탄도미사일을 20대의 TEL이 발사했을 때는 93.6%로 감소하였다. 특히, KC의 효과도가 크게 감소하였는데, KAMD의 효과도는 89.
다음은 저층방어체계 능력의 중요성이다. 상대적으로 요격확률이 낮은 무기체계 L2를 사용한 시나리오는 무기체계 L1을 사용한 시나리오에 비해 작게는 약 11%p(시나리오 1, 2), 크게는 약 21%p(시나리오 11,12) 정도 낮은 방어 효과를 보여주었다. 이는 고층방어체계가 재래식 탄도미사일 중 일부에 대해서만 대응하도록 설정하였기 때문인데, DAL로 향하는 위협의 약 83%(전체 위협의 약 58%)는 저층방어체계가 단독으로 방어하였기 때문이다.
셋째, 확고한 저층방어체계 능력 구축 및 적절한 KAMD 운용 개념 정립의 필요성을 확인하였다. 본 연구에서는 고층방어체계가 발사된 전체 위협에 대응하는 것이 아닌 일부 위협에 대해 선택적으로 대응하도록 가정하여 분석하였다.
분석 결과 3개의 시나리오 중 총비용이 가장 작은 ‘시나리오 4(A1-U2-L2)’가 최적 대안으로 선정되었다. 즉, KC에는 공대지 순항미사일인 A1을 이용하고, 고층방어체계는 최대사거리와 요격고도는 짧지만 상대적으로 경제적인 U2, 저층방어체계는 비용은 상대적으로 비싸지만 요격확률이 우수한 L2를 사용하는 것이 가장 효과적이었다. 이러한 분석결과는 연구자가 설정한 임의의 무기체계를 바탕으로 한 결과로 실제 무기체계 자료를 활용하면 더욱 정확한 분석이 가능할 것이다.
이러한 결과를 바탕으로 본 연구에서는 발사 징후 정보획득이 어려운 사전 공격 시에는 90%, 발사 징후 포착으로 탐지 가능성은 증가하지만 TEL의 이동, 은폐 등으로 지속적인 추적이 제한되는 사후 공격에는 30%의 감쇄효과를 가정하였다. 즉, 사전 공격 시에는 적의 가용한 TEL 중 10%만 탐지/추적하여 공격할 수 있으며, 사후 공격에서는 70%만 탐지/추적할 수 있다는 것이다.
이는 TEL의 수가 증가하면서 동시에 발사되는 탄도미사일의 수량이 증가할 뿐만 아니라 KC 공격에서 살아남는 TEL이 많아져 저장된 탄도미사일을 발사할 확률도 증가하였기 때문이다. 즉, 탄도미사일의 수량이 증가하는 것보다 발사 수단인 TEL이 증가하는 것이 더 위협적이며, 이에 효과적으로 대응하기 위해서는 KC의 능력을 강화시키는 것이 중요한 요소임을 확인할 수 있다.
6%로 감소하였다. 특히, KC의 효과도가 크게 감소하였는데, KAMD의 효과도는 89.8%에서 89.4%로 거의 변화가 없지만 KC의 효과도는 54.9%에서 12.7%로 대폭 감소하였다. 이는 TEL의 수가 증가하면서 동시에 발사되는 탄도미사일의 수량이 증가할 뿐만 아니라 KC 공격에서 살아남는 TEL이 많아져 저장된 탄도미사일을 발사할 확률도 증가하였기 때문이다.
후속연구
둘째, KC와 KAMD에서 사용되는 무기체계에 대해 무기체계 단위의세부적인 효과분석이 이루어져야한다. 여기에는 사격을 위한 표적 획득과 비행 단계에서의 생존성과 취약성, 명중단계에서의 명중확률과 명중시 파괴확률 등이 종합적으로 고려되어 무기체계의 파괴확률 혹은 운용효과에 대한 분석이 포함돼야한다.
첫째, 수명주기비용 관점에서의 비용대 효과분석이 이루어져야한다. 본 연구에서는 발사되는 무장의 단위비용을 통해 총비용을 추정했는데, 더욱 현실적인 연구를 위해서는 연구개발비, 획득비, 운영유지비를 모두 반영한 수명주기비용 관점에서의 비용분석이 이루어져야한다.
즉, KC에는 공대지 순항미사일인 A1을 이용하고, 고층방어체계는 최대사거리와 요격고도는 짧지만 상대적으로 경제적인 U2, 저층방어체계는 비용은 상대적으로 비싸지만 요격확률이 우수한 L2를 사용하는 것이 가장 효과적이었다. 이러한 분석결과는 연구자가 설정한 임의의 무기체계를 바탕으로 한 결과로 실제 무기체계 자료를 활용하면 더욱 정확한 분석이 가능할 것이다.
여기에는 사격을 위한 표적 획득과 비행 단계에서의 생존성과 취약성, 명중단계에서의 명중확률과 명중시 파괴확률 등이 종합적으로 고려되어 무기체계의 파괴확률 혹은 운용효과에 대한 분석이 포함돼야한다. 이러한 자료를 바탕으로 K2 체계의 효과분석을 실시한다면 더 정확하고 현실적인 분석이 가능할 것이다.
첫째, 수명주기비용 관점에서의 비용대 효과분석이 이루어져야한다. 본 연구에서는 발사되는 무장의 단위비용을 통해 총비용을 추정했는데, 더욱 현실적인 연구를 위해서는 연구개발비, 획득비, 운영유지비를 모두 반영한 수명주기비용 관점에서의 비용분석이 이루어져야한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
본 연구에서 효과도를 어떻게 정의하였는가?
단일 KC와 다중(고층 및 저층) KAMD를 가정하고, 각 체계에 임의의 무기체계를 설정하여 각각의 조합에 따라 총 12개의 시나리오를 작성하였다. 효과도는 전체 탄도미사일 위협 수량 대비 감소된 탄도미사일 위협의 비율로 정의하였으며, 비용은 발사된 무장의 수량과 단위비용으로 계산하였다. K2 체계의 효과도와 총비용은 몬테카를로 시뮬레이션을 1,000번 반복하여 추정하였다.
미군이 TEL을 적극적으로 활용한 이유는?
이라크군은 고정발사대와 이동식 발사대(Transporter Erector Launcher, TEL)를 함께 사용하여 미사일을 발사했는데, 특히 TEL을 적극적으로 활용하였다. TEL은 발사 위치를 이동할 수 있어 사전에 이를 차단하는 것이 매우 어렵고, 기만체나 은/엄폐 등을 통해 생존성 확보가 용이하기 때문이다. 이때 미군이 TEL과 같은 ‘시한성 긴급 표적(Time-sensitive target)’을 파괴하기 위해 발전시킨 개념이 현재의 KC이다.
전투효과를 측정하는 방법에서 정태적 방법과 동태적 방법에는 각각 무엇이 있는가?
전투효과를 측정하는 방법을 정태적 방법(static analysis)과 동태적 방법(dynamic analysis)으로 구분하여 제시하였다. 정태적 방법은 전투효과지수(Indexed Combat Effectiveness)나 전문가 설문 등이 있으며, 동태적 방법은 란체스터 전투모형, 시뮬레이션이나 워게임 등이 있다. 일반적으로 전투 효과는 시뮬레이션 등 동태적 분석을 통해 측정하며(Park et al.
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