[논문]『유·무인복합전투수행방안』 발전을 위한 현실적 제언(드론 운용)

김철중; 김보람; 김민연; 임재석

doi:10.7472/jksii.2024.25.1.137

『유·무인복합전투수행방안』 발전을 위한 현실적 제언(드론 운용)
Practical suggestions for development of 『manned & unmanned complex combat performance plan』 (drone operation) 원문보기

Journal of Internet Computing and Services = 인터넷정보학회논문지, v.25 no.1, 2024년, pp.137 - 146

김철중 (Department of Cyber protection, ROKA Signal school) , 김보람 (Department of Cyber protection, ROKA Signal school) , 김민연 (Department of Cyber protection, ROKA Signal school) , 임재석 (Department of Cyber protection, ROKA Signal school)

초록
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drone의 활용은 산업, 레저, 인명구조, 전쟁 등 다양한 분야서 활용되고 있다. 군에서도 drone을 활용한 다양한 연구가 병행되고 있으며, 특히 육군 Army TIGER체계에 전력화 되는 다양한 무인체를 활용한 『유·무인복합전투수행방안』에서의 drone 활용은 전투병력의 피해를 최소화하면서 적에게는 최대피해를 발생 가능하게 하는 육군의 미래 전투수행 모습을 실현 가능하게 하는 최대 수단이 될 것으로 판단된다. 하지만 다양한 체계의 전력화가 진행되면서 각각의 체계를 활용한 전투수행방안은 발전 중이나 무인체의 조종자 입장에서의 제한사항을 식별, 해소하기 위한 연구가 부족하여 이를 발전시키기 위해 우크라이나군의 FPV drone 전투 사례를 기반으로 FPV 도입을 통한 원근감 제한사항 극복, 군 drone 전용 주파수 확보에 대해 drone 조종자 입장에서 제언을 하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

drones are used in a variety of fields, including business, leisure, lifesaving, and war. Various research using drones is being conducted in the military. In particular, the use of drones in 『Manned-Unmanned Complex combat performance plan』, powered by various unmanned vehicles deployed in the Army TIGER system, is expected to be a major factor realizing the Army's future combat performance that minimizes damage to ally combat troops while causing maximum damage to the enemy. As the deployment of various systems progresses, combat performance methods utilizing each system are evolving, but there is a lack of research to identify and resolve limitations in the perspective of unmanned vehicle operators. Based on the Ukrainian military's FPV drone combat case, we would like to make suggestions from the operator's perspective on overcoming perspective limitations through the introduction of FPV and the designation of military drone frequency.

주제어

표/그림 (26)

그림 (그림 1) 미래 지상군 드론봇 전투체계 개념도[5] (Figure 1) Conceptual diagram of future ground force dronebot combat system[5]
그림 (그림 2) PLA의 FPV drone을 이용한 전술훈련[11] (Figure 2) Tactical training using FPV drones of the PLA[11]
표 (표 1) drone 형상(예)[6] (Table 1) drone shape(ex.)[6]
표 (표 2) drone 용어[7,8,9] (Table 2) drone terminology[7,8,9]
그림 (그림 3) FPV drone 제작 및 교육중인 미 육사생도들[13] (Figure 3) U.S. Army cadets making and training FPV drones[13]
그림 (그림 4) 우크라이나군의 FPV drones[14] (Figure 4) Ukraine's FPV drones[14]
그림 (그림 5) RPG-7탄두를 탑재한 FPV drone[15] (Figure 5) FPV drone with RPG-7 warhead[15]
그림 (그림 6) 주파수 대역별 사용 용도(WiFi, BT)[17] (Figure 6) Purpose of use by frequency band(WiFi, BT)[17]
그림 (그림 7) 자체제작 drone 재머 (Figure 7) Self-made drone jammer
그림 (그림 8) 자체제작 drone 재머 개념도 (Figure 8) Self-made drone jammer concept diagram
그림 (그림 9) drone 조작간 송·수신 신호 (Figure 9) Transmission and reception signals during drone operation
표 (표 3) 주파수 대역별 사용 용도(drone) (Table 3) Purpose of use by frequency band(drone)
그림 (그림 10) drone 재밍 2.4Ghz 모듈 테스트 화면 (Figure 10) drone jamming 2.4Ghz module test screen
그림 (그림 11) drone 재밍 5.8Ghz 모듈 테스트 화면 (Figure 11) drone jamming 5.8Ghz module test screen
표 (표 4) drone 제품별 사용 주파수[16] (Table 4) Frequency of use by drone product[16]
그림 (그림 12) 도상으로 판단된 유·무인복합전투수행방안(예) (Figure 12) Manned & unmanned complex combat execution
그림 (그림 13) drone 조작능력 상실 #1 (Figure 13) Loss of ability to operation drone #1
그림 (그림 14) drone 조작능력 상실 #2 (Figure 14) Loss of ability to operation drone #2
그림 (그림 15) 이격거리에 따른 drone 크기 변화 (Figure 15) drone size change according to distance
그림 (그림 16) 이격거리에 따른 drone 조작 난이도 (Figure 16) Difficulty of operation according to distance
표 (표 5) 원근감 방해요소(도심, 산악) (Table 5) Perspective obstructions(City, mountain)
그림 (그림 17) FPV 착용 모습 및 화면 예상도 (Figure 17) FPV wearing appearance and screen-projection
그림 (그림 18) drone 공격 영상[18] (Figure 18) drone attack video[18]
그림 (그림 19) 국내 무인항공기 제어 및 임무용 주파수 현황[19] (Figure 19) Current status of frequency bands for UAV operation and missions in korea[19]
그림 (그림 20) drone Fail-Safe 동작원리[21] (Figure 20) Operating principle of drone Fail-safe[21]
그림 (그림 21) 드론봇전투체계 운용개념도[22] (Figure 21) Conceptual diagram of dronebot combat system[22]

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 실 전장에서 전투성과를 달성한 우크라이나군의 FPV drone 전투사례를 통해 우리 육군에 전력화 예정인 drone에 FPV의 적용 가능여부를 판단하였다.
본 논문에서는 현재 육군에서 발전시키고 있는 유·무인복합전투수행방안을 현실화하기 위해 우크라이나 - 러시아 전쟁간 우크라이나군의 FPV drone 전투 사례를 기반으로 연구하였으며, 현재 육군의 팀 단위까지 전력화되는 멀티콥터형 drone에 대해 drone 조종자 측면에서의 제한사항을 제시하고 이를 극복하기 위한 제언을 하고자 한다.

제안 방법

2022년 7월 30일 하르키우 지역에 산재한 건물 속에 은·엄폐한 러시아군과 근접전투를 수행간 전투원들의 생존성을 보장하기 위해 비접촉 전투를 수행하였다
drone이 육군 미래 전장의 핵심요소로 자리잡고 즉각 활용 가능한 체계가 되길 바라며, FPV의 도입과 군 drone 전용 주파수 확보에 대한 방안을 제시하였다. 제시한 방안에 대한 추가적인 연구와 실험이 필요하지만 전력화 체계 도입시 제한사항이 극복되어 Army TIGER 체계 전력화 이후 높은 효율성과 활용성을 기대한다.
미세조작이 제한되는 상황에서 drone이 유실, 추락하게 되면 장비를 적에게 탈취되어 아군의 피해가 발생 할 수 있다. 본 논문에서는 단순히 거리에 의해 작아지는 drone의 크기, 조작 난이도의 상승 외 추가로 조종자 측면의 제한사항을 한 가지 더 서술한다.

대상 데이터

2023년 1월 12일 러시아군의 대규모 공격에 맞서 화력의 열세를 극복하고 원거리 전투를 수행하기 위해 FPV drone에 수류탄 및 85mm RPG-7 탄두를 장착하여 근접전투를 수행, 대열을 이탈하여 정지해 있는 전차를 타격한 결과 전차 내부에 화재가 발생, 폭발했다.

후속연구

공개된 주파수에 의한 제한사항은 법적인 문제로 해소가 불가능한 것으로 판단 될 수 있으나 본 논문에서 서술하고자 하는 부분은 Fail-Safe 기능에 의한 조종자 위치 노출로 발생 가능한 아군 인명피해, 기능상실로 인해 추락된 drone의 탈취로 발생하는 장비 정보유출, drone 조종자의 활용제한 등이 예상되어 이를 극복하기 위한 대책이 필요하다는 것이다. 상용 drone의 도입시 빠른 전력화가 가능하겠지만 위 제한사항을 극복하기 위해 군 전용 주파수를 사용하는 장비의 제작 및 도입을 고려해야 할 것이다.
이는 공격 drone 운용간 효율적으로 활용이 가능할 것으로 판단된다. 공격 drone을 통해 적을 타격간 타격결과를 실시간 확인하여 재타격 또는 공격 목표를 전환하는 것이 가능하여 전투의 효율성이 향상될 것이다.
영상 촬영과 drone 조작을 동시에 실시하면서 적에 대한 공격이 실시간으로 병행된다. 또한 이를 통해 다양한 전투수행방안을 수립 할 수 있으며, drone을 이용한 전투간 육군이 추구하는 미래 전투모습에 한단계 나아갈 수 있을 것으로 판단된다.
공개된 주파수에 의한 제한사항은 법적인 문제로 해소가 불가능한 것으로 판단 될 수 있으나 본 논문에서 서술하고자 하는 부분은 Fail-Safe 기능에 의한 조종자 위치 노출로 발생 가능한 아군 인명피해, 기능상실로 인해 추락된 drone의 탈취로 발생하는 장비 정보유출, drone 조종자의 활용제한 등이 예상되어 이를 극복하기 위한 대책이 필요하다는 것이다. 상용 drone의 도입시 빠른 전력화가 가능하겠지만 위 제한사항을 극복하기 위해 군 전용 주파수를 사용하는 장비의 제작 및 도입을 고려해야 할 것이다.
위의 내용과 같이 유·무인복합전투수행방안 연구간 drone과 조종자간의 가시선을 확보한 상태에서 전투수행 방안이 연구되어야 하며, drone의 제원을 100% 사용 가능하다는 인식을 지워야 할 것이다.
drone이 육군 미래 전장의 핵심요소로 자리잡고 즉각 활용 가능한 체계가 되길 바라며, FPV의 도입과 군 drone 전용 주파수 확보에 대한 방안을 제시하였다. 제시한 방안에 대한 추가적인 연구와 실험이 필요하지만 전력화 체계 도입시 제한사항이 극복되어 Army TIGER 체계 전력화 이후 높은 효율성과 활용성을 기대한다.

참고문헌 (22)

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육군본부, Army TIGER 종합발전 실행계획
YTN, "드론작전사령부 창설... 北 무인기 도발시 압도적인 대응" 2023.9.2.？https://www.ytn.co.kr/_ln/0101_202309011911165514
한국군사과학기술학회, 탄약투발형 소형 드론 시스템의 필요성 및 발전방향, 2018 추계학술대회？https://blog.naver.com/jhst3103/221410101046
파이낸셜뉴스, "드론작전사령부 입법예고 감시.타격.전자기전까지... 전력 구축", 23.4.26？https://www.fnnews.com/news/202304261451566133
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상세보기
https://www.redd.tube/video/c9f85afa1877c217322c82abc283a7c49251c54f
https://www.hellot.net/mobile/article.html?no63770
Hyung-Su Kim, Young-Hwan Han, "Implementation of？Fail-Safe During drone's Flight", Journal of KIIT. Vol.？15, No. 2, pp. 33~40, 2017？https://doi.org/10.14801/jkiit.2017.15.2.33

상세보기
https://phantompilots.com/threads/return-home-rth.63199/
http://journal.kidet.or.kr/download/view_fig

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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