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무기체계 단위비용을 고려한 K2 체계의 효과분석 방법 연구
A Study on Effectiveness Analysis of K2 system with Weapon's unit cost 원문보기

한국시뮬레이션학회논문지 = Journal of the Korea Society for Simulation, v.26 no.2, 2017년, pp.31 - 39  

정병기 (Defense Science Dept., KNDU)

초록
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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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

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...

주제어

AI 본문요약
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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.
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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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