[무기] 미 국방부, F-35 개발에 대한 강력한 경고

2012. 04. 05
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번역 및 정리  김태형(디펜스21 기자)

 

 

개발 및 양산에 전면 재검토 요구

 

미 국방부는 F-35 JSF Concurrency Quick Look Review('11.11.29일)를 근거로 하여 의회에 보고서를 제출했다. F-35관련 보고서를 통해 F-35사업의 진행 현황, 개발/시험평가의 진척도 및 문제점을 분석하였다.

국방부는 F-35 시험평가 결과 전투기로서 필요한 작전수행능력이 부족한 것으로 결론짓고, 그 원인으로 13가지 문제점을 식별하였다. 이에 따라 3군 통합사업인 F-35사업을 각각 분리하여 리스크를 관리하고, 향후 개발·양산계획을 재고할 필요가 있다.

수행하는 임무에 따라 F-35의 작전 운용 평가 결과를 여섯 가지 측면에서 분석하였다. 첫째는 공대지 공격(Air-to-Surface Attack) 부문이다. 분석 결과, 공대지 임무시 야시장비인 HMD(Helmet Mounted Display) 성능 부족 및 비밀로 분류한 문제점으로 인해 성능요구도, 임수 수행 능력 및 생존성을 충족하지 못했다. 또한, 항공기 비행성능 문제점을 식별하는 것에도 문제가 있었다. 고속 비행 시 전체 비행영역에서 기체 충격 및 옆 방향 회전현상이 발생했으며, 비행 중 과열로 인한 조종실 냉각 문제점 해결의 필요성도 제기되었다.

두 번째는 근접항공지원(CAS : Close Air Support) 부문이다. 여기서는 기존 전투기 대비 HMD 시현정보 부적합 문제점이 나타났다.

세 번째는 공중전(Air Warfare) 분야다. 국방부는 비밀로 분류한 문제점과 함께 HMD, 항공기의 성능(air vehicle performance), 공대공 무장 장착(air-to-air weapons employment) 등의 문제점을 발견했다. 이로 인해 생존성, 위협성, 기체의 비행성능 및 무장장착 능력에 심각한 영향 파급이 예상된다.

네 번째는 전자공격(EA : Electronic Attack) 부문이다. 비밀로 분류된 문제점으로 인해 전자전 임무시 은밀성, 생존성 문제가 나타났다.

다섯 번째는 전투탐색구조 및 정찰(CSAR & Reconnaissance) 분야다. 여기서는 항공기 기동성 및 생존성 요구도가 미충족 되었다.

여섯 번째는 전개/임무생성/훈련/항공기 지원 분야다. 일선 비행기지에서 항공기 운용시 항공기 가동률 저하 요인을 발견했다. 이는 냉각계통, 통합동력패키지, 군수지원체계 및 상호운용성, 스텔스 정비 애로 때문이다.

여섯 가지 측면에서 분석한 후, 국방부는 F-35의 5가지 근본적인 기술적 문제점을 발견했다. 첫째는 HMDS(Helmet Mounted Display System) 문제다. 분석 결과, 기체진동으로 인한 해상도 불량, 야간비행시 해상도가 기준에 미치지 못했다. 또한 기존 야시경(NVG) 대비 해상도가 낮았다.

둘째는 FDS(Fuel Dump Subsystem)문제다. 이로 인해 F-35가 착륙하기 전, 연료 방출시 화재가 발생할 가능성이 제기되었다. (F-35B 해병대타입)

셋째는 IPP(Integrated Power Package, 통합동력패키지)문제다. IPP에 대한 신뢰성 및 정비성이 국방부 기준을 충족하지 못하였다. 덧붙이자면, F-35 IPP는 발전기, 보조동력장치(APU) 및 냉각장치를 통합한 장비로서 항공기 작동에 필요한 동력을 공급하는 핵심장치다.

넷째는 AGS(Arresting Gear System) 문제다. 이것의 설계결함으로 인해 항공모함 착륙실패가 자주 발생했으며, 국방부 요구 수준에도 미치지 못했다. 따라서 AGS의 설계 변경이 필요하다.(F-35C 해군타입)

다섯째는 비밀사항(비공개 별도 보고)으로 보고서 본문에서는 언급하지 않았다.

다음으로 국방부는 F-35의 잠재적인 3가지 기술적 결함을 발견했다. 첫째는 기체 진동 발생하는 문제다. 현재 F-35는 비행 중 발생하는 진동으로 기체 및 HMD에 악영향을 주고 있다. 기체 형상을 변경하여 재시험 진행을 할 필요가 있다.

둘째는 기체 구조 수명 관련 문제다. F=35 구조시험은 기준 수명인 8,000시간 대비 2배인 16,000시간을 충족해야 하나, 현재 구조시험 진척도가 3,000시간(F-35A) 및 1,500시간(F-35B)에 불과하다. F-35A의 경우 24개 부품의 재설계가 필요하다. 기술변경 및 재설계 진행시 기존 생산 항공기의 개조비용이 추가로 발생할 것이다. 이를 위해 재설계 → 부품제작 → 항공기 분해 → 개조 → 항공기 재조립 → 테스트 등의 작업이 필요하다.

셋째는 비행 시험 문제다. 비행 시험 평가 항목 58,300개 중 진척도가 19%에 불과하다. 또한 실무장 발사시험도 제대로 완료되지 않았다. (no weapons release completed)

마지막으로 5가지 기타 문제점이 나타났다. 이 5가지 문제는 해결 지연시 리스크가 증가할 가능성이 있다. 첫째는 소프트웨어 개발 부문이다. 현재 블록 1 항전 S/W 비행시험 진척도는 25%에 불과하다. 특히 전투기 성능에 필수적인 무장 관련 소프트웨어 개발 진척도가 낮은 편이다. 기본 내부무장 운용이 가능한 블록 2B&3I S/W는 2016년까지 개발 예정이며, 내부/외부무장 운용이 가능한 블록 3F S/W는 2017년 이후 개발할 계획이다.

둘째는 기체 중량관리 부문이다. 특히 F-35B의 경우 설계허용 기준 대비 기체 중량이 초과하였다. 따라서 기체설계 변경을 해야 한다.(다만, 공군형인 F-35A의 경우 중량 초과가 2.5% 수준이다.)

셋째는 과열문제다. F-35 비행 중 과열 현상이 발생하여 기체 및 탑재장비 손상이 발생했다. 이에 따라 냉각용량이 부족한 온도조절장치 설계변경 및 환경시험 추가 진행이 필요하다.

넷째는 자동화 군수정보체계(ALIS ; Autonomous Logistics Information Sys)문제다. 이 문제의 원인은 체계개발 지연 및 기술 변경 지속으로 인한 업무 증가다. 또한 후속군수지원 업무를 위해 자동화 군수정보체계를 개발, 적용할 계획이나, 시스템 개발 진척도가 미흡의 이유도 있다.

다섯째는 낙뢰방지 문제다. 비행 중 낙뢰시 기체 주요 구성품의 보호설계까 미흡하여 보완이 필요하다.

F-35 관련 보고서의 결론 및 제언은 다음과 같다. 조사 결과 나타난 3軍  통합사업인 JSF 사업 위험성을 경고해야 한다. 1개 형상에 문제 발생시 다른 2개 형상에 연쇄적인 악영향을 미칠 것이며, 비용 절감이 목적인 공용화 설계까 개발 지연의 주요 원인을 제공하기 때문이다.

3개 형상을 동시에 개발하면서 체계개발 및 초도양산/후속양산 일정이 지나치게 중첩되어 리스크 증가 가능성이 있다. 과거 F/A-18 및 F-22 사업 대비 F-35 사업의 경우 체계 개발이 충분히 진행하지 않은 시점에 조기에 초도양산을 착수했다. (타 전투기 대비 3~4년 앞당겨진 시점) 설계 및 개발시험 단계에서 발생한 문제점을 수정하기 위하여 지출하는 추가 비용 급증(재설계, 재시험, 기존 항공기 분해/개조/재조립 등)이 예상된다.

마지막으로 F-35 생산 보류, 기술문제점 해결 및 조달·생산계획 재고가 필요하다. 美 공군은 F-16 수명연장 및 성능개량사업을, 美 해군은 F-18 수명연장 및 추가생산을 추진해야 한다.

 

 

미국내 F-35 관련 동향 및 국방예산 (안)

 

 F-35 관련, 주요 인사 인터뷰 내용은 다음과 같다. 데이비드 밴릿 해군 중장(F-35 프로그램 책임자)은 AOL(국방 관련 웹사이트)와의 2011년 12월 초 인터뷰에서 이렇게 말했다. “지난 1년 동안 동시다발적으로 일어난 일들과 프로그램 전체에서 발생한 수많은 변화들은 늘어난 비용과 함께 우리를 놀라게 한다. 이 문제들은 대부분 사소한 것들이지만, 이 문제들을 하나로 뭉쳐놓고 보면 전투기 내부의 어디 어디가 문제이고, 저런 전투기를 구입했다가는 어떤 대가를 치러야 할지 모르는 상황이 닥칠 수도 있고 나아가 피를 뽑아 비용을 대야 하는 상황이 올 수도 있다. 그러나 나는 이 고생으로부터 교훈을 얻으면서 일이 제자리를 찾아갈 때까지 생산 속도를 완만하게 늦추며 조절하는 것이 현명한 대처라고 믿는다.”

또한 2011년 12월 5일 공화당의 존 맥케인 상원의원은 의회 연설에서 이렇게 말했다. “한마디로 JSF 사업은 스캔들이자 비극이라고 질타”하며, “작전 수행에 필요한 폭탄 투하 능력 등의 성능에 대한 비행 테스트는 아무리 빨라도 2015년 이전에는 이루어지지 않을 것 같다”고 전망했다. 그는 F-35의 가격에 대해서 “대당 가격도 최초 6,900만 달러에서 현재는 1억 3,300만 달러로 상승했다”고 말했다.

국방장관은 2012년 1월 16일에 2013년 국방예산 편성(안)을 발표했다. 연방정부의 재정적자 해소를 위하여  전년 대비 9% 예산 삭감을 단행했다. 국방부는 2013~17년에 도입할 예정이었던 F-35 전투기 423대 중 179대를 구매 연기했다.(151억불 절감 가능)

이와 관련해서 AW&ST는 2011년 12월 20일자 기사에서 F-35 체계개발이 2016년까지 진행되며, 초도작전능력(IOC)시기는 2017년~19년으로 연기될 것으로 예상했다.(2001년 F-35사업 체계개발 계약시 美 공군 F-35A의 IOC 일정은 2011년 6월 예상)


F-35 사업 참여 파트너 국가별 동향

F-35 사업 참여 파트너 국가의 구매수량 재검토 움직임이 있다. 구매수량 감소에 따른 항공기 가격 상승으로 파트너 국가의 이탈 움직임이 나타나고 있다.(호주, 캐나다, 이탈리아 등 구매수량 감소 및 시기 조정) 개발·납품 지연 및 이에 따른 가격상승은 구매수량 감소로 이어져 가격을 다시 상승시키는 악순환을 발생시킨다.

국가

구매수량

(예정)

구매관련 동향

미국

2,443대

초도양산 179대 구매 연기(2013년~17년)

영국

138대

국방예산 감축에 따라 항공모함 감축(2척 → 1척)

및 2015년까지 F-35 구매수량 결정 유보

이탈리아

131대

131대 구매 예정이나, 재정난으로 인하여 구매수량 41대 축소 검토

네덜란드

85대

초도양산 2대 구매 이후 추가 구매 여부 미결정

호주

100대

14대 우선 구매 예정이었으나, 가격 상승으로 2대 계약

후 잔여 12대는 2015~2017년으로 구매시기 조정

캐나다

65대

당초 7년간 80대 구매 예정이었으나 65대로 축소

노르웨이

56대

가격 상승으로 48대로 축소 검토

덴마크

30대

당초 48대 구매 예정이었으나 30대로 축소한 후 구매

여부 재검토 중

터키

100대

구매계약 일정 가변적

이스라엘

19대

최초의 FMS 구매국가로 2010년 10월 19대를 27.5억불에 계약하였으나, 개발·납품 지연에 따라 기존 F-15 수명 연장 착수

일본

42대

2번째 FMS 구매국가로 2011년 12월 중 기종 결정 이후 미국에 항공기 성능, 가격 및 일본측 참여 담보를 요구중

-미국측의 거부로 계약 취수 가능성 거론중

(초기 사업검토 대비 2.4배 상승)

합계

3,209대

 


한국의 F-35 구매시 문제점


 F-35는 비행시험의 초기 단계로서 향후 난이도가 높은 시험평가단계에 진입하지 않아 향후 개발 과정에 상당한 영향을 미칠 추가 문제점이 발견될 가능성을 배제할 수 없다. 미국의 계획대로 개발이 원활히 진행되더라도 현 F-X 3차 사업 일정상(2016년 도입) F-35의 작전운용성능, 가격 등을 담보할 수 없고, 추가적인 개조 작업이 불가피할 전망이다.

항공기 성능 및 무장운용능력 측면에서 한국 공군의 요구를 충족시키지 못할 전망이다.  한정된 수준의 내부무장(공대공/공대지 무장 4종)을 운용하는 단계인 블록 2B/블록 3I S/W는 2016년 말까지 개발 예정이다. 미 공군·해군이 운용하는 공대공/공대지 무장을 기체 내·외부에 탑재하는 블록 3F S/W는 2017년 이후 개발 예정이며, 완료까지 상당한 비용과 시간 소요가 예상되므로 한국 공군의 외부 무장 탑재 요구를 충족시키지 못할 것이다.

항공기 가격 측면에서는 가격 상승이 불가피할 것이다. 미 정부의 F-35 초도양산 구매 수량 축소와 파트너 국가의 구매 연기로 인한 악순환이 나타나고 있다. 미 국방부는 F-35 개발지연 및 국방예산 감소에 따라 2013년~17년 도입할 예정이었던 F-35 전투기 423대 중 179대 구매를 연기했다. (151억불 절감예상, 2013년도 예산안에서 F-35 대당 기체가격은 1억 5,300만 불이다.) 이에 따른 F-35 가격 상승을 파트너 국가에게 전가하는 결과를 유발했다. F-35의 가격 상승을 감안할 때 한국 정부의 F-X 3차 사업 예산으로는 전력화 충족은 곤란할 전망이다.

 

주요 장비

전력화 

지원비

주장비

임무장비

훈련장비

금액(억원)

59,463

6,957

1,035

67,455

15,450

82,905

* 전력화지원비 : 종합군수 지원, 항공탄약, 시설공사 등


항공기 추가 개조·개량 및 후속 추가 비용도 늘어날 전망이다. 미 공군은 현재 2016년 블록 2B/3I S/W 개발 완료 이후 F-35 초도작전능력(IOC)을 부여할 예정이다. F-35 IOC 능력 부여 이전 또는 이후 구매하는 기종에 대한 기술 변경 등이 불가피하므로 추가적인 개조가(rework) 필요하나, 현 시점에서 개조 비용은 예측이 불가능하다. 상기 추가 비용은 현재 예측하기 힘들 뿐만 아니라 획득 비용과는 별도의 비용으로 구매 국가에서 부담해야 한다.


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