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송찬호국방과학연구소 항공전자기술부장

chsong@add.re.kr

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항공전자 기술 발전 동향

I. 서론

항공전자(Avionics)란 용어는 항공(Aviation)과 전자(Elec-

tronics)의 합성어로서 1930년대 후반부터 사용되기 시작하

였으며, 항공기에 장착되는 구성품이나 세부계통들 중에 전

자기술에 의해 동작하는 것들을 통칭하는 말이다. 이러한 항

공전자 기술은 2차 세계대전 이후 냉전 시대를 거치면서 많

은 연구와 기술 개발을 통해 비약적인 성장을 이룩해 왔다.

현대 항공기의 경우 <그림 1>에서 보는 바와 같이 전체 비

용의 약 30% 수준을 항공전자 장비가 차지할 정도로 그 비

중이 증가하고 있으며, 공중경보통제기(AWACS: Airborne

Warning and Control System)와 같은 특수 목적기는 전체 비

용의 75% 정도를 항공전자가 차지하고 있다.

항공전자 시스템은 승무원이 비행 임무를 안전하고 효율

적으로 수행하기 위해 필수적으로 필요한 시스템이다. 그

임무는 민간 여객기의 경우 승객을 목적지까지 실어 나르

는 것이며, 군용기의 경우 적기를 격추시키거나 지상 목표

물을 공격 또는 감시 정찰하는 것이다. 만약 항공기 운용에

필요한 승무원 숫자를 줄일 수 있다면 승무원 양성 및 훈련

비용이 절감되고 연료 소모가 줄어 비행에 드는 비용을 줄

일 수 있을 것이다. 이러한 요구, 즉 임무수행에 필요한 승

무원 수를 최소화하려는 노력이 항공전자 기술 발전의 원동

력이 되어왔다. 항공기를 최소한의 조종사로 운용하기 위해

서는 항행사, 항공기관사, 레이더 운용자 등과 같은 추가 승

무원이 수행하던 임무를 자동화하여 승무원의 임무 부하를

최소화하여야 한다. 그 외의 항공전자 기술 발전 원동력으

로는 안전 및 항공관제 요구도 강화, 전천후 운용 및 비행성

능 향상 요구 등이 있으며, 군용기의 경우 적 위협의 증대

를 들 수 있다.

항공전자시스템은 <그림 2>와 같이 세부 임무를 수행하는

기능 단위 별 서브시스템으로 구성된다. 서브시스템에는 지

상 및 타 항공기 조종사와의 통신, 관성 항법이나 위성 또는

그림 1. 항공전자시스템 비용 점유율 추세

그림 2. 항공전자시스템 구성

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전파 항법과 같은 항법 시스템, 피아식별 장비, 항공관제에

필요한 기본적인 장비들, 조종사/항공기 간의 효과적인 인

터페이스를 위한 데이터 입력, 제어 및 시현용 시각/청각/촉

각장비, 각종 정보획득 센서와 외부환경 감지용 레이더/광

학장비, 전자식 비행조종 시스템, 그리고 군용기 고유의 무

장제어 및 전자전 장비들이 있다.

전장 환경의 변화에 따라 군용 항공기에 대한 임무 요구

가 날로 복잡해지면서 보다 다양한 항공전자기술이 적용되

고 있고, 이에 따라 항공전자시스템의 성능이 항공기의 성

능을 좌우할 정도로 그 영향이 날로 증대되고 있다. 본고

에서는 이러한 항공전자 시스템의 발전추세와 주요 분야

별 핵심기술을 자세히 살펴 본다. 단, 통신, 항법, 식별, 센

서 및 데이터입력/제어/시현 등의 서브시스템에 대한 상

세한 내용들은 지면관계상 다루지 않기로 한다.

II. 본론

1. 항공전자시스템 발전추세

2차 세계대전을 기점으로 항공기에 탑재되는 전자장비들

이 크게 증가하면서 항공전자라는 용어가 널리 사용되기 시

작하였고, 시대별로 가용한 기술 수준에 따라 항공전자시스

템은 <그림 3>과 같이 독립형 시스템으로부터 최신 통합형

시스템에 이르기까지 발전을 거듭해 왔다.

◆ 독립형(Independent) 시스템

1950년대까지 항공전자는 조종사의 임무 기능 단위별로

개별 임무장비들이 각각 장착된 독립형 아날로그 시스템으

로 구성되었다. 그러나 장착 장비들이 증가하면서 조종석은

제어 및 시현 장비로 넘쳐나고 개별 장비 간 연결 케이블의

증가로 인해 항공기 중량이 과도하게 되었다.

◆ 연방형(Federated) 시스템

따라서 개별 시스템에 요구되는 장비 갯수 및 케이블을

줄이기 위해 각종 시스템 간에 정보를 공유하고 정보를 통

합 처리할 수 있는 임무컴퓨터(MC: Mission Computer)와 통

합처리된 정보를 시현하는 다기능시현기(MFD: Multi Func-

tion Display)를 중심으로 직렬 디지털 버스 구조를 채택한

연방형 항공전자시스템이 출현하게 되었다. 오늘날까지도

널리 적용되고 있는 연방형 구조는 MIL-STD-1553과 같이

잘 정의된 인터페이스와 개별 제작사들의 풍부한 개발경험

을 기초로 하여 만들어진 개별 장비들이 다양하게 공급되

고, 서브시스템의 경계가 분명하여 시스템 설계/제작이 용

이한 장점이 있으나, 개별 서브시스템 간에 일부 기능이 중

복될 수 있어 전체 시스템의 비용 및 중량이 불가피하게 증

가하는 단점이 있다. 또한, 각 장비들의 프로세서, 메모리,

전원공급기, 소프트웨어 등이 개별적으로 최적화되므로 제

작사별로 고유한 설계 및 부품 사용이 크게 늘어나게 되어

전체 시스템의 개발, 성능개량 및 유지보수 비용 또한 증가

될 수 있다. 연방형 구조는 현재까지 전 세계적으로 많이 운

용되고 있는 F-16 전투기에 처음으로 적용되었으며, F-15와

Eurofighter 같은 전투기의 항공전자도 이러한 연방형 구조

를 채택하고 있다.

◆ 통합형(Integrated) 시스템

1980년대 중반 이후 미국과 유럽에서는 항공전자 연구개그림 3. 항공전자시스템 발전추세

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발 사업을 통해 연방형 시스템보다 향상된 시스템을 모색하

기 시작하였고, 그 결과 표준 모듈을 표준 랙에 장착하여 표

준 데이터 네트워크로 통신하는 이른바 모듈형 항공전자시

스템이 출현하게 되었다. 모듈형 시스템을 통해 일반적으로

중량, 전력, 공간, 비용 등을 줄일 수 있을 것으로 판단되나

이를 위해서는 연방형 시스템에 존재하는 서브시스템간의

경계를 허물고 공통 여유 자원 풀을 활용하여 서브시스템 간

에 공유함으로써 시스템의 가용도를 높이는 통합형 시스템

으로 발전해야 한다. <그림 4>와 같은 통합형 시스템은 고장

허용 및 재구성을 통해 운용상의 융통성을 제공할 수 있는

부가적인 장점도 있으므로 군용 및 민간 항공기 공히 이 개

념을 바탕으로한 시스템으로 발전하고 있다.

통합형 시스템이 적용된 F-22 전투기의 항공전자 구조는

전통적인 기능별 박스(LRU: Line Replaceable Unit) 대신 이

러한 기능들을 소프트웨어로 처리하는 공통 프로그램 가능

모듈로 되어있다. 이러한 시스템은 임무효율의 증가는 물론

설계에 큰 융통성을 제공한다. 즉, 강건하고 고장허용이 가

능한 시스템 재구성 능력, 신뢰도, 지원성, 가용도, 중량, 확

장성, 획득 및 유지비용 측면에서 모두 우수한 특성을 가진

다. F-22 항공전자 구조는 공통 모듈화, 고 집적 시스템으

로 특징지어지며, 미 군용 항공기 최초의 통합형 시스템이

다. 두 대의 공통 통합 프로세서(CIP: Common Integrated

Processor)는 광섬유 데이터 버스로 상호 연결되고 공통의 범

용 디지털 프로세서 모듈이 분산 병렬 처리방식으로 모든 항

공전자 기능을 수행하며, 공통의 운영체제가 모든 핵심 처

리 모듈에 탑재되어 최대한의 융통성을 제공한다. 새로운 응

용분야나 신기술 적용을 위한 모듈 추가가 용이하며, 항공기

타 시스템 연동을 위해 MIL-STD-1553 버스도 지원한다.

F-35(JSF: Joint Strike Fighter) 항공전자시스템은 F-22 시스

템을 근간으로 하여 구성되었으며 통합 정도 향상, 시장구

그림 4. 통합형 항공전자시스템 Architecture

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매(COTS: Commercial-Off-The-Shelf) 전자 구성품의 활용 및

개방 구조 채택 등을 특징으로 하고 있다. 미 국방성은 1994

년 개방형 시스템을 위한 합동 Task Force를 구성하여 모든

무기체계의 전자분야를 개방형 시스템으로 개발하도록 유도

하고 있다. JSF는 1990년대에 시작된 Pave Pace 프로그램을

통해 비용 효율과 신뢰성이 높은 항공전자시스템을 제공하

기 위해 개방형 접근방식을 채택한 사상 최대의 군용 항공기

프로젝트로서 F-22의 항공전자를 확장하여 통합 RF(Radio

Frequency) 및 EO(Electro Optical) 센서 시스템을 채택하였

다. 시스템은 6개의 주 카테고리, 즉 RF, EO, 핵심(Core) 프

로세싱, 조종실, 항공기관리, 장착물 관리로 구성된다. 일반

적으로 센서는 항공전자시스템의 비용, 중량, 체적 및 전력

의 70%를 차지하므로 다기능 공유 안테나와 RF 신호 공통

처리기 등을 사용하는 통합 센서 시스템을 채택함으로써 비

용 및 체적은 1/4 수준으로 줄이면서 신뢰성은 10여배 커질

것으로 예상된다.

<그림 5>는 오늘날까지도 널리 운용되고 있는 연방형 시

스템에서 최신 통합형 시스템까지 세대별 항공전자시스템의

특성을 비교한 것이다.

◆ JSF 이후 미래형 시스템

지속적인 기술발전과 불확실한 위협환경 때문에 JSF 다음

세대 항공전자시스템에 채택될 기술을 정확히 예측하기는

쉬운 일이 아니다. 그러나 생존성 관점에서 스텔스 기술이

항공기 피 탐지 설계에 괄목할만한 진전을 가져온 반면 차세

대 항공기에서는 RF 신호 방사 제어가 주요 해결과제로 떠

오르고 있는 점을 감안할 때 2020년 이후의 전투기에 오늘

날의 RF 시스템이 사용된다면 생존성이 현저히 떨어질 것이

라는 점은 쉽게 예상할 수 있다. 오늘날의 전투기는 Mono-

static 원리를 기반으로 하여 RF 송신기 및 수신기가 동일 항

공기에 장착되어 있으나, 가까운미래에는 Multi-static 레이

더 개념에 의해 편대당 하나의 송신기만 활용하고 나머지 항

공기들은 수신기로 작동함으로써 표적 반사 신호를 탐지하

고 편대내 그룹에서 탐지된 신호들을 융합하여 보다 정밀한

표적정보를 추출할 수 있을 전망이다. Multi-static 개념은 레

이더나 전자지원책뿐만 아니라 전자광학 분야에서도 적용된

다. 단일 송신기에 의존하면 수신 항공기들은 방사 제어 측

면에서 스텔스성이 매우 우수하게 된다. 송신 항공기는 무인

항공기가 되고 수신 항공기들은 유인 항공기가 될 수 있을

것이다. 송신 및 수신기능 분리와 더불어 미래의 무장투하

항공기의 항공전자시스템은 능동센서를 포함하지 않을 수도

있다. 유인이든 무인이든 간에 능동 센서를 탑재하지 않음으

로써 보다 스텔스화 되어 높은 치명도와 생존성을 유지하며

표적에 더욱 가까이 접근할 수 있을 것이다.

2. 항공전자 핵심기술

◆ 시스템 통합기술

초기 독립형 구조에서는 개별 서브시스템을 전체 시스템

으로 통합하는 임무를 항행사, 무장 조준사, 레이더 운용

그림 5. 세대별 항공전자시스템 특성 비교

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자와 같은 해당 승무원이 직접 수행하였으나 ‘무기체계’ 개

념이 수립되면서 항공전자시스템 통합에 일대 진전이 있었

다. 즉, 높은 성공률로 그리고 효과적으로 임무를 수행하기

위해 전체 시스템 차원에서 접근할 필요성이 제기되었고,

이 개념은 현재까지도 운용중인 1960년대 개발 항공기에

서부터 구체화되기 시작하였다. 예를 들어 무장조준시스템

의 경우 조종사 전방시현기(HUD: Head Up Display), 무장

조준컴퓨터, 항공기 자세 및 헤딩 측정 시스템(AHRS: Atti-

tude Heading Reference System), 대기 컴퓨터(ADC: Air Data

Computer), 레이더 등에 대한 밀접한 통합과 헬멧 장착 시현

기 HMD(Helmet Mounted Display), 광학 자이로 INS(Inertial

Navigation System)와 GPS(Global Positioning System), 열상장

비(FLIR: Forward Looking Infra Red), 스마트 무장 등에 대

한 보다 높은 수준의 시스템 통합기술이 요구되었다.

연방형이나 통합형 구조 공히 이러한 통합에 필요한 핵심

적인 기술의 하나는 데이터 버스 시스템이다. 데이터 버스

시스템은 크게 전기적인 배선으로 펄스신호를 전송하는 전

기식 데이터 버스와 광섬유로 광 펄스를 전송하는 광학 데

이터 버스 시스템으로 나눌 수 있다. 전기식 버스에는 가

장 널리 사용되는 MIL-STD-1553B 방식과 ARINC 429 및

ARINC 629 버스 등이 있으며, 광학식에는 Eurofighter에 적

용된 20Mbps의 STANAG 3910과 F-22에 적용된 50Mbps

의 HSDB(High Speed Data Bus), Gbps 급인 Fibre Channel,

Gigabit Ethernet 등이 있다. 한편, 시스템 통합이 고도화되

면서 증가되는 서브시스템 간 연결 케이블을 줄이기 위해 시

분할 다중(TDM: Time Division Multiplexing) 방식으로 신호

를 전송하는 기술이 적용되고 있다.

적용 대상 데이터 버스 시스템을 선택하여 항공전자시스

템을 통합하기 위해서는 항공기 체계 임무요구도 분석을 통

한 항공전자시스템 요구 성능 도출, Trade-off Study를 통한

시스템 Architecture 및 서브시스템간의 인터페이스 설계, 각

서브시스템의 정의 및 하드웨어 연동과 소프트웨어에 의한

운용 통합 등의 기술이 요구된다. 또한, 항공전자시스템 통

합에 적용 가능한 기술 수준 및 효과도를 분석하여 현 요구

도를 최적으로 구현할 수 있고 항공기 수명주기를 고려한 성

능개량이 용이하도록 시스템이 설계되어야 한다.

그 외에, 국방예산의 제한 및 군용부품의 단종 대처, 첨

단 기술의 신속한 적용 등을 위해 군용 항공전자시스템에

COTS 구성품을 활용하여 통합하는 기술이 요구되고, 호환

성 및 확대성을 증대시키기 위해서는 하드웨어 및 소프트웨

어 공히 광범위하게 사용되는 표준 인터페이스 프로토콜에

의한 개방형 구조의 시스템 설계 기술이 요구된다. <그림 6>

은 이러한 시스템 통합기술이 적용된 항전시스템 Architec-

ture 사례를 보여 준다.

◆ 조종사 항공기 통합기술

항공기 상태 및 운용상황에 관한 시각/청각 정보 제공, 임

무수행에 필요한 데이터 및 명령의 입력 등 항공기와 운용

그림 6. 시스템 통합기술을 적용하여 설계된 항전시스템 Architecture 사례

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조종사간의 통합이 원활할수록 항공기가 보다 안전하게 비

행하고 보다 효과적으로 임무를 수행할 수 있을 것이다.

조종사에게 제공되어야 하는 주요 정보로는 비행, 항법,

엔진, 기체, 경보 등의 정보가 필수적이며, 군용기의 경우 레

이더 표적, 적외선 영상, 전술임무 데이터, 무장조준 정보,

위협 경보 등이 추가된다. 조종사가 광범위한 정보를 신속

정확하게 인지할 수 있도록 문자나 그래픽 심볼 형태로부터

3차원 입체 합성영상에 이르기까지 다양한 정보시현을 위

해 램프, LED(Light Emitting Diode), MFD(Multi Function

Display), HUD(Head Up Display), HMD(Helmet Mounted

Display) 등 각종 시현장비 기술이 적용된다. Big Picture 개

념에 의한 통합 정보시현 기술을 채택한 F-35 전투기의 조

종석 시현내용과 3차원 입체 합성영상 및 미래기술로서의

조종사 망막시현 기술 개념은 <그림7>과 같다.

시각정보와 더불어 청각정보 활용기술의 발전에 따라 데

이터 입력 및 항공기 경보신호 발생기술 또한 발전하고 있

다. 그 예로, 터치스크린과 조종사 육성에 의한 데이터 입

력 및 합성음성에 의한 일정한 톤(tone)의 경보발생 기술 등

을 들 수 있다.

통계적 패턴 검색을 기초로 한 음성인식 기술의 향상으

로 인간이 컴퓨터와 상호 교신하기 위해 가장 쉽고 자연스

러운 수단인 직접 음성입력 기법이 실용성, 융통성 및 신뢰

성을 가지게 되었다. 비행 항로점 데이터 입력과 같이 키보

드를 통한 반복적이며 시간소모적인 작업을 음성 인식으로

대신할 수 있으며 통신 채널을 선택하거나 음성합성을 통

해 인지된 통신 주파수를 음성으로 재생시켜 조종사가 확인

할 수도 있고 이륙에 필요한 체크리스트 관련 업무에도 음

성인식이 활용될 수 있다. 그러나 아직도 조종석 소음, 랜덤

잡음, 동시 다발 음성 등에 의해 음성 인식율이 낮아 JSF나

Eurofighter 등 군용사례의 경우 조종사-항공기간 인터페이

스를 부가적으로 지원하는데 활용되고 있을 뿐이다. 음성 인

식에는 화자 종속형, 독립형, 적응형 등의 기법이 적용되고

있으며, 사용되는 어휘 수는 적용분야 및 목적에 좌우되나

가까운 미래에는 자연어에 의한 음성인식이 이루어질 수 있

을 것으로 기대하고 있다. 음성인식 시스템을 최초로 채택한

항공기인 Eurofighter의 경우 화자 종속형으로 조종사는 지상

에서 PC를 통해 음성모형을 만들어 항공기 탑재 시스템에

로딩하며 250 단어, 200msec 응답시간, 인식율 95-98%로 연

속 음성인식이 가능하다.

◆ 임무/무장 관리 소프트웨어 기술

임무관리 S/W(Software) 기술은 항공전자시스템 구성 장

비와 탑재무장, 엔진, 기체 등 항공기로부터의 데이터 입력

및 처리, 임무수행에 필요한 정보 시현, 또한 이들 계통의 통

합 및 제어, 일부 임무기능 장애 시 고장진단과 격리 및 최

신개념인 임무 재할당 등의 기능 구현에 필요한 내장형 S/W

개발기술이다. 임무성능 극대화를 위한 다중 센서정보의 융

합기술 및 임무 자율화를 위한 인공지능형 S/W 설계기술이

적용되고 있으며, 재활용성 및 정비성 향상을 위하여 모듈

화, 객체화 및 안전성 향상을 위한 Partitioning 설계기술 등

이 적용되고 있다.

항공기의 무장관리를 위해서는 표적을 획득하고, 획득된

표적에 대해 적합한 무장을 선택하며, 표적을 명중시킬 수

있도록 무장조준 정보를 제공하고, 발사조건이 충족되면 무

장을 투하/발사한다. 공대공 및 공대지 임무에 고유한 무장

조준방식이 적용되며, 실시간 수치적분법을 이용하여 탄도

미분방정식의 해를 구해 무장의 궤적을 계산한다. 탄을 질

점(Point Mass)으로 보고 모멘트 성분은 고려하지 않으며, 항

공기 고도, 속도, 자세, 표적정보, 대기정보, 탄의 공력데이

터, 중력 등을 고려하여 탄도 미분방정식을 구하고, 중력가

속도의 변화, 지구의 자전효과, 바람의 영향, 탄의 분리효과

(Separation Effect) 등을 보상하여 탄도를 계산하고 무장투하

에 필요한 정보를 생성, 조준기 등에 시현한다.

대표적인 공대지 무장 탄도계산 알고리즘으로는 CCIP

(Continuously Computed Impact Point), CCRP(Continuously

Computed Release Point), DTOS(Dive Toss) 등이 있고, 공대

공 기총 알고리즘에는 LCOS(Lead Computing Optical Sight),

그림 7. 최신 항공기 적용 시현기술 사례 및 발전추세

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CCIL(Continuously Computed Impact Line), EEGS(Enhanced

Envelope Gun Sight) 등이 있으며, 유도탄의 경우 Dynamic

Launch Zone, Missile Shoot Cues, Missile Time-Of-Flight,

Intercept Steering Cues, Audio Signal 등이 제공된다. 또한 최

근에 많이 운용되고 있는 정밀유도폭탄의 경우 유도탄과 비

슷한 개념의 Launch Acceptance Region 등이 제공된다.

항공기가 고성능화 될수록 임무/무장 관리를 포함한 항공

기 탑재 소프트웨어가 증가하는데 <그림 8>에 대표적인 항

공기의 소프트웨어 증가 추세를 도시하였다.

◆ 항공기 탑재 컴퓨터 기술

군용 항공기의 주요 탑재 컴퓨터로는 임무컴퓨터, 무장관

리컴퓨터, 비행조종컴퓨터 등이 있으며 각 컴퓨터는 탑재

항공기 고유의 요구도에 따라 개발된다. 군용부품의 단종추

세에 따라 기존의 군사규격 부품 적용에 의한 모듈 단위까

지의 In-House 개발방식에서 표준 인터페이스의 Ruggedized

COTS 모듈 적용에 의한 개방형 구조 채택 방식으로 발전하

고 있다. 프로세서의 성능 향상 및 직렬 데이터 전송방식의

고속화에 따라 컴퓨터 내부 시스템 버스 또한 전통적인 병

렬 버스 구조에서 직렬 버스 구조로 바뀌고 있다. 이에 따라

컴퓨터 내부 단일 모듈의 임무처리 성능이 극대화되고 모듈

상호간 소(Loose) 결합으로 이어져, 기존의 밀(Tightly) 결합

모듈간 인터페이스에 따른 문제점, 즉 개발/시험 및 고장탐

구의 복잡성, 성능개량의 제한성 등이 개선되고, 크기 및 무

게가 감소되고 있다. 또한 표준 인터페이스와 실시간 운영

체제 및 API(Application Program Interface) 등을 적용하는 개

방형 구조를 택하여 하드웨어 구성품의 단종 대처 및 신기술

적용이 용이하고, 응용 소프트웨어의 개발 또한 효과적으로

지원하는 탑재 컴퓨터 구조로 발전되고 있다.

◆ 자율화 기술

전투기의 자동 표적인식, 전장상황 분석, 위협평가 등 항

공전자시스템에 의한 임무수행 자율화 수준을 높이기 위해

신호처리, 통계학적 추정, 패턴인식, 인공지능, 인지과학,

정보이론 등을 망라한 기술이 적용되고 있다.

F-22 항공전자시스템은 First-Look, First-Shoot, First-Kill

을 위해 표적 탐지, 획득, 식별, 치명도 등에 대한 탁월한 상

황 인식 능력을 제공한다. 가시거리 범위 밖의 상황인식을

위한 다중 센서들의 데이터 융합을 통해 위협 경보 및 대응

능력이 강화되어 생존성이 크게 향상되었으며, 다중 센서에

의한 표적 추적 파일은 조종사의 간여 없이 지속적으로 자동

갱신되므로 적 위협이 F-22를 둘러싼 전술 공간에 접근할수

록 보다 정밀하게 추적된다. 항공기 기준 최 외곽 영역에서

의 상황인식, 초기 추적/식별, 교전/회피 결정, 가시거리 범

위 밖 AMRAAM(Advanced Midium Range Air to Air Missile)

발사 등의 임무가 보다 자동화되어 조종사는 교전, 회피, 무

장발사, 전자 대응책 사용과 같은 전술적인 결정에 필요한

적절한 시간을 확보하게 된다.

한편, 미래 전장 환경의 무인화 추세에 따라 무인기의 임

무수행 능력 향상 및 지상 운용자에 대한 독립성 증대를 위

해 탑재컴퓨터에 의한 상황인식, 추론, 의사결정 및 실행이

가능한 수준으로 자율화 기술이 발전하고 있다. 무인기가 비

행중에 항로 및 임무를 재설정하거나, 지상통제소와의 가시

선 미확보시 통신두절/시스템 고장/적 위협 발생 등의 동적

상황변화에 자율적으로 대처하고, 다수 무인기를 동시에 운

용하기 위해서는 고도의 자율화 수준이 요구된다. 최근 전

쟁양상이 플랫폼 중심에서 네트워크 중심으로 전환되면서

무인기 임무수행에 있어서의 지상 운용자 역할 또한 숙련도

기반의 하위 제어 개념에서 지식 기반의 상위 통제 개념으

로 전환되고 있다. Global Hawk 무인기의 경우 지상 운용자

는 활주, 이륙, 임무 수행, 착륙의 전 과정에서 필요한 명령

을 비행체로 전송하면 비행체는 사전 입력된 경로 항법을 수

행하며, 기술 시범기인 J-UCAS(Joint-Unmanned Combat Air

System)의 경우 운용자 1명이 비행체 4기를 통제하는 개념으

로 시스템이 개발되고 있다. 이와 같이 무인기의 자율화 수

준 향상을 통하여 지상 운용자의 업무 부하를 줄임에 의해

다수 무인기 동시 운용능력 및 비상 상황 자율 대처 능력을

증대시키는 방향으로 기술이 발전하고 있다.

그림 8. 항공기 탑재 소프트웨어 증가 추세

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March 2009 31

III. 결론

항공기 임무 요구도의 증대와 전장 환경의 변화에 따라 항

공기에 보다 다양한 전자기술이 적용되면서 항공전자시스템

의 성능이 항공기의 성능을 좌우할 정도로 항공전자의 중요

성이 날로 증대되고 있다. 지금까지의 항공전자시스템은 임

무 기능별로 개별 장비들을 장착하는 방식인 독립형이나 연

방형 구조이었으나 이러한 구조로는 요구 성능 구현에 제약

이 따르므로 최근에 개발하는 항공기에는 성능이 향상되었

을 뿐만 아니라 고장허용이 가능한 시스템 재구성 능력, 중

량, 확장성, 획득 및 유지비용 측면에서 우수한 특성을 제공

하는 통합 모듈형 항공전자시스템이 적용되고 있다.

수 Gbps(Giga bits per second) 급의 데이터 통신 네트워크

에 의한 시스템 통합기술, 3차원 입체 합성영상 및 음성인식

에 의한 조종사/항공기 통합기술, 다중 센서 융합 및 스마트

무장 등을 위한 임무/무장관리 소프트웨어 기술, 표준 인터

페이스에 의한 개방형 탑재 컴퓨터 기술과 무인화 추세에

따라 무인기 임무수행 능력 및 지상 운용자에 대한 독립성을

증대시킬 수 있는 여러 기술, 동적 상황변화에 자율적으로

대처하기 위한 고도의 자율화 기술 등을 들 수 있다.

국내에서는 KA-1 저속통제기, T-50 고등훈련기 등의 개

발을 통해 연방형 항공전자시스템 개발기술을 확보하였고,

이를 바탕으로 통합형 시스템 개발기술 확보를 추진하고 있

으며, IT(Information Technology) 및 Display와 같은 국내 우

위 기술을 활용한 민/군 겸용 항공전자 분야에 선택적 집중

투자를 하고 있다. 또한, 선진국에서도 개발 초기 단계인 무

인기 자율화 설계기술을 적극 개발하여 국내 항공전자 기술

을 선진화할 계획이다.

【참고문헌】

[1] James W. Ramsey, Integrated Modular Avionics: Less is More, Avionics, Feb. 1, 2007

[2] Open Systems Jonit Task Force, A Modular Open Systems Approach to Acquisition, 2003

[3] R. P. G. Collinson, Introduction to Avionics, Second Edition, Kluwer Acamemic Publishers, 2003

[4] Ian Moir and Allan Seabridge, Military Avionics Systems, John Wiley & Sons, Ltd, 2006

[5] Cary R. Spitzer, Digital Avionics Handbook, Second Edition, CRC Press, 2007

[6] M. L. Cummings, Automation Architecture for Single Operator, Multiple UAV Command and Control, The International C2 Journal, Vol 1, No2, 2007

[7] Rubin Johnson, Testing Adaptive Levels of Automation for UAV Supervisory Control, AFRL-HE-WP-TR-2007-0068, 2007

【약어정리】

ADC(Air Data Computer) : 대기 컴퓨터

AHRS(Attitude Heading Reference System) : 자세 및 헤딩 측정 시스템

AMRAAM(Advanced Midium Range Air to Air Missile) : 중거리 공대공 유도탄

API(Application Program Interface) : 응용 프로그램 인터페이스

AWACS(Airborne Warning and Control System) : 공중 경보 통제기

CCIL(Continuously Computed Impact Line) : 연속 탄 궤적선 계산

CCIP(Continuously Computed Impact Point) : 연속 탄착점 계산

CCRP(Continuously Computed Release Point) : 연속 투하시점 계산

CIP(Common Integrated Processor) : 공통 통합 프로세서

COTS(Commercial Off The Shelf ) : 기성품

DTOS(Dive Toss) : 하강 후 상승 투하

EEGS(Enhanced Envelope Gun Sight) : 발사범위 확장 기총 조준

EO(Electro Optical) : 전자 광학

FLIR(Forward Looking Infra Red) : 전방관측 적외선 열상장비

Gbps(Giga bits per second) : 초당 10억 비트

GPS(Global Positioning System) : 위성 활용 전구 위치 파악 시스템

HMD(Helmet Mounted Display) : 헬멧 장착 시현기

HSDB(High Speed Data Bus) : 고속 데이터 버스

HUD(Head Up Display) : 전방 시현기

INS(Inertial Navigation System) : 관성 항법 시스템

IT(Information Technology) : 정보 기술

JSF( Joint Strike Fighter) : 합동 공습 전투기

J-UCAS( Joint-Unmanned Combat Air System) : 합동 무인전투기

LCOS(Lead Computing Optical Sight) : 선도각 계산 조준

MC(Mission Computer) : 임무컴퓨터

LED(Light Emitting Diode) : 발광 다이오드

LRU(Line Replaceable Unit) : 라인 교환식 유닛

MFD(Multi Function Display) : 다기능 시현기

RF(Radio Frequency) : 무선 주파수

S/W(Software) : 소프트웨어

TDM(Time Division Multiplexing) : 시분할 다중

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