이 글은 세르비아의 Tango Six라는 포털에 게시된 훌륭한 텍스트를 기계 번역한 것입니다. 저자는 Three Fingers of Death: Soviet 2K12 (SA-6 Gainful) Missile System을 공동으로 집필한 Zoran Vukosavljevic라는 사람입니다. 기사가 세르비아어로 작성되었기 때문에 대략적인 내용을 이해할 수야 있지만 기계 번역에는 한계가 있습니다. 따라서 공동 저자인 MIKE MIHAJLOVIC는 훨씬 더 많은 추가적인 자료들을 사용하여 거의 알려지지 않은 러시아 미사일을 조명합니다.
러시아 무기고에서 가장 중요한 공격 무기 시스템 중 하나를 우크라이나의 기존 미사일 시스템인 AD가 탐지, 교전, 타격 및 격추하는 것이 실제로 가능할지 여러분이 직접 판단하세요. 이런 정보는 매우 찾아보기가 어렵기 때문에 지적 호기심을 강하게 자극합니다.
ㅡ킨잘(Kinzhal)에 대하여
킨잘은 "잘 알려지지 않은것으로 잘 알려진" 미사일입니다. 공개된 거의 모든 특성에서 킨잘은 "개연적"입니다. 미사일 범위 면에서 매우 다른 수치가 나타나며, 항공모함에서부터 지휘소와 같은 깊게 자리한 지하 구조물(벙커 및 무기 저장소)까지 파괴할 수 있다고도 하며, 일반 탄도 전술 미사일을 미그-31(MiG-31K로 지정)과 Tu-22M3에 탑재하여 매우 작은 원형 공산 오차(CEP)를 가진(명중도 매우 높은) 항공탄도미사일로 개조한 것 뿐이라는 이야기... 등등. 다양한 모드에서 궤적, 고도 및 속도와 같은 비행 매개변수와의 관계가 어쩐 지는 알 수가 없습니다. 러시아 측이 공식적으로 공개한 다이어그램이나 모형도 없습니다. 몇몇 사진들이 나와있지만, 추정치일 뿐입니다.
우선 킨잘이라는 이름부터 살펴 보겠습니다. Kinzhal이라는 명칭은 특정 미사일이 아니라 시스템을 말합니다. 서구 미디어에서는 러시아 키릴 문자인 X-47M2를 영어식으로 바꿔 Kh-47M2로 제멋대로 부르지만 잘못된 것입니다! 게다가 NATO는 Killjoy(흥을 깨는)라는 명칭을 할당했습니다. 러시아에서 이 시스템의 명칭은 9-A-7660이고, 미사일의 명칭은 9-S-7760입니다. 여기서는 러시아식 명칭이나 훨씬 더 단순화된 킨잘(단검)이라는 이름을 사용해 보겠습니다.
미사일 생김새가 어떻습니까? 이 미지의 미사일에 대한 평가는 상반됩니다. 우크라이나측(서구측)은 비효율적인 구 소련식으로 디자인된 킨잘은 서구의 우수한 기술력에 훨씬 못 미치는 러시아 제품들 중 그나마 봐줄 만합니다. 그러나 친러시아 측은 대항할 수도 없는 뛰어난 극초음속(음속보다 5배 이상 빠른 속도, 즉 마하 5 이상 속도) 비행 설계이며, 현재 서구의 그 어떤 방어책도 없는 슬라브인의 독창적 산물이라고 해석합니다.
지금까지 극초음속 및 관련 기술은 미사일 개발 및 우주 프로그램을 통한 극초음속 및 고도의 장기적인 유산과 경험을 가지고 있는 나라는 러시아와 미국만이 가지고 있습니다. 중국이나 프랑스와 같은 몇몇 나라 중에는 중국이 보다 더 성공적인 추격을 하고 있습니다. 그리고 항상 여유를 가지고 여전히 탄도 미사일과 극초음속 프로그램을 개발할 수 있는 나라는 이란입니다. 조선(DPRK)과 이스라엘에도 이 프로그램이 있고 영국은 훨씬 뒤떨어져 있습니다.
극초음속은 어떤 신비한 단어가 아니라 다른 사람들이 이용할 수 없는 비행과 관련된 물리학, 열역학, 역학 등을 결합한 기술명입니다. 쉽게 말해, 대기권을 통과하여 우주의 한계까지 비행하는 기술입니다. 극초음속의 경계는 전문가들 사이의 합의 사항으로, 마하 5 이상이어야 합니다. 여기서 중요한 것은 그러한 비행에서 플라스마 효과가 나타나는데, 이것이 미사일 센서에 미치는 영향입니다.
ㅡ기원
소련은 1950년대 후반에 단거리(사거리 1000 km 이하) 탄도 미사일을 개발하기 시작했습니다. 최초의 것은 9K52 Luna였으며 그 후로 미사일 시대가 열렸습니다. 미사일 종류는 광범위합니다. 킨잘(Kinzhal)과 이스칸데르(Iskander, 알렉산드로스 대왕의 아랍식 이름)의 경우, 직접적인 기원 모델은 9K714 Oka(OTRK-23)였습니다. 신속하게 배치할 수 있는 전술 탄도 미사일을 설치하고 최대 5분 이내에(매우 짧은 시간에) 발사할 수 있도록 하기 위한 것입니다.
Kinzhal과 Iskander 미사일은 비슷하게 생겼지만 두 개의 다른 디자인 부서 제품입니다. 킨잘 설계국은 오카(9K714 Oka) 미사일의 후예라는 점을 부인하지는 않지만, 오카 미사일을 개조한 것이 아니라고 단호히 말합니다. 그렇습니다. 간단히 말해서 새로운 미사일입니다. 이스칸데르 프로젝트 부서는 오카에서 직접 유래한 것이라고 언급한 적이 없습니다. 소련과 이후 러시아에서 디자인국은 정부 조직이며, 이 부서는 같은 통제 아래에 있습니다. 설계 부서는 특정 프로젝트를 위해 서로 경쟁하지만 일이 할당되면 자회사가 되는 것입니다.
Kinzhal은 오카-U 미사일에서 진화한 미사일이라 할 수 있습니다. 일부 물리적 유사성과 비행 특성 및 목표물을 타격하는 방법이 비슷합니다. 하지만 대부분 새로운 구성 요소이며 기원 모델보다 훨씬 더 발전되고 현대적입니다. 한편 이스칸데르는 더 낮은 수준의 전투를 위해 오카를 단순화하여 진화시킨 것이고, 오늘날 사용 가능한 현대 기술도 들어있습니다.
Kinzhal의 주요 목표는 항공모함 그룹입니다. 소련군은 이전에 항모 공격용으로 Kh-22와 Kh-32 고속 순항 미사일을 개발했습니다. 이 두 순항 미사일이 있는데 러시아가 왜 킨잘과 Kh-32를 모두 생산할까? Kinzhal은 매우 비싸고 생산 속도가 느립니다. Kh-32는 현대식 방공에 민감도 등이 떨어지지만 가격이 훨씬 저렴하고 더 빨리 생산할 수 있어 이미 손상된 항모집단의 방어나 항모가 없는 약한 편대에 대규모 타격을 가하는데 이상적입니다.
Kinzhal은 이동하는 항모 집단 공격에서 높은 정밀도를 달성하기 위해 독특한 단말기 안내 시스템을 보유하고 있습니다. 참고로 미국 퍼싱 미사일은 적외선 호밍 헤드가 장착된 엘브러스(SCUD) 미사일로 진화했지만, 그 단계에서 미완성으로 끝났습니다.
ㅡ킨잘의 작동
Kinzhal은 주로 MiG-31K(K는 Kinzhal과 연관)에 의해 공중 발사됩니다. 수정된 MiG-31K는 전투용 요격기가 아닙니다. MiG-31K는 전투기/요격기 역할과 관련된 모든 장비를 제거하고 새로운 미사일 처리와 관련된 장비만이 설치되었을 가능성이 높습니다. 수정 목표는 고도와 속도를 증가시킴으로써 기존 표준 비행 범위를 초과할 수 있는 능력을 부여하는 것이었습니다. 미사일을 가능한 한 높고, 빠르게 발사하기 위한 것입니다.
이 비행기에는 발사 전에 미사일 유도 시스템에 고품질 데이터 입력을 제공하기 위해 고정밀 비행 매개 변수를 적용하는 특수 항법 시스템 및 장비가 장착되어 있습니다. 이 장비는 수천 킬로미터 떨어진 적 항공모함과 교전하는 것이 주된 역할이기 때문에 반드시 필요합니다. 미사일 사거리가 여러 단계로 구성되어 있더라도 해안에 대함 포대로 그러한 장거리에 있는 적함과 교전하는 것은 불가능합니다. 적군이 방어망을 조직하거나 파괴 구역에서 도주하는 것을 방지하는 것은 가능한 최단 시간 내에 목표에 도달하는 속도가 관건입니다.
킨잘을 위한 두 번째 플랫폼은 Tu-22M입니다. 이 항공기는 MiG-31K의 속도와 고도에 필적할 수는 없지만 더 넓은 범위에서 최대 3개의 킨잘을 탑재할 수 있습니다. 그리고 이 Tu-22M은 수정된 것이지만 MiG기들 만큼의 규모는 아닙니다.
사거리 측면에서, MiG-31K가 발사한 미사일의 최대 사거리는 1,000km이고, Tu-22M의 경우는 2,000km에 이를 것이라는 낙관적인 추정이 있습니다. 작동 범위와 최적 범위는 서로 다른 항목입니다. Tu-22M이 발사한 킨잘의 최적 교전 거리는 약 600-700km인 반면, MiG에서는 약 800km 또는 그 이상입니다. MiG-31의 초기 속도가 그 역할을 하지만, 느린 Tu-22M은 더 많은 것을 운반할 수 있으며 더 견고한 기관포로 무장했습니다. 어쨌든, 임무 계획자들은 공격을 선택할 때 이를 염두에 두고 있습니다.
비행 중에 고도 20,000m에서 발사되었다고 가정하면, 미사일은 10,000m까지 도달할 것으로 보입니다. 일단 이 고도에 도달하면, 약 80,000m까지 가벼운 포물선 궤도로 계속 비행합니다. 목표 고도에 도달하면 유도 시스템이 60,000m까지 추락시킵니다. 일부 추정에 따르면, 최소 고도는 40,000m입니다. 이 고도에서, 최소 마하 6으로 목표물을 타격할 것입니다.
미사일이 포물선 궤도에서 거의 수직 궤도로 빠르게 방향을 바꾸는 순간, 미사일에 추가되는 스트레스를 피하기 위해 마하 3으로 감속했다가 수직 궤도에 오르면 다시 가속하게 됩니다.
비산물 속도는 일정하지 않습니다. 이것도 중요합니다. 보고된 최대 속도는 마하 10~12지만, 매우 짧은 시간 동안 활성 단계의 일부에서만 발생합니다. 이 때문에 콘 부분(미사일 앞 부분)에 대량의 항플라스마 보호 코팅이 되어 있지 않습니다. 전면 원뿔 모양과 길쭉한 몸체, 그리고 결국 속도가 낮은(그래도 초고속인 마하 6) 데까지 떨어지는 감속 때문에 플라스마 효과는 크게 나타나지 않습니다. 감속 중에 미사일이 마하 6으로 목표물을 향해 내려갔을 때 마하 3까지 감속할 수 있습니다.
비행과 관련된 어떤 공식적인 정보가 없기 때문에, 서구에서는 필요한 매개 변수로 시뮬레이션을 했습니다. 그 결과에 대한 일부 정보는 사용할 수 있습니다. 아래 다이어그램은 펄스(매우 짧은 동안만 흐르는 전류) 에너지 증착능 보여줍니다. 흥미롭게도, 모터가 가동되기 전에 배출되는 꼬리 부분 덮개까지 시뮬레이션되었습니다.
온도 프로파일이 극단적입니다. 활성 단계 후 모터 섹션의 역할은 냉각기 역할을 합니다. 즉, 열이 원뿔 영역에서 전달됩니다. 기본적으로 모터 섹션은 열 교환기 역할을 합니다. 터미널 단계(40.000m와 60.000m 사이)에서는 레이더가 켜져 대상을 포착합니다. 이러한 고도(대류권)와 속도에서 일정 시간이 지나면 레이더가 기능을 상실하고(그러나 목표물을 획득하여 명령 블록에 입력하기 전에는) 지침이 INS로 전환됩니다. INS가 최종 접근을 어떻게 명령하고 있는지는 아직 알려지지 않았지만 측면 추진기가 있을 가능성이 높습니다. 마하 6의 속도로 미사일은 목표물에 거의 수직으로 접근할 것입니다.
특히 레이더와 자동 조종기의 고속 하향 작업 능력을 볼 때, 궤적 관계는 가장 알려지지 않은 단계이기도 합니다. 왜냐하면 궤적 어딘가에서 플라즈마 발생 가능성이 높기 때문입니다. 문제는 플리즈마가 어디에서 나타나는가 하는 것입니다. 논리적으로 플라스마 효과는 대류권에서만 발생할 수 있습니다. 마하 3에서는 발생하지 않는 것으로 확실하게 알려져 있지만 마하 5에서 발생할지, 마하 6에서 발생할지는 알 수 없고 마하 10 이상의 속도에서는 적어도 성층권 하층부에서 발생 가능성이 더 높을 것입니다. 미사일 모양과 60,000m 이하(20,000m 주변)의 고도를 고려한 추정에 따르면, 레이더가 최대 마하 8의 속도에서도 효과적으로 작동할 수 있는 "window"가 있습니다.
온도를 보면, 플라즈마플라스마 효과가 큰 문제를 일으키지 않을 수 있습니다. 미사일 본체가 과열되면 구조물이 손상될 수 있으므로 목표물로 최종적으로 접하기 전에 너무 빨리 비행해서는 안 됩니다. 레이더의 작동뿐만 아니라 구조의 무결점 때문에 타격할 때 마하 3의 속도가 플라스마를 만들지도 않을 정도로 낮아질 가능성이 있으며, 이 경우 그 한계치는 아마 마하 수치를 몇 단계 더 높였을 것입니다. 앞서 언급한 바와 같이, Kinzhal은 궤도 변화로 속도를 잃은 후 약 마하 3에서 4의 목표를 향해 수직 다이빙을 시작하고 다시 마하 6으로 가속합니다.
비행 제어
거의 모든 미사일의 특징은 비행이 통제된다는 것입니다. 미사일 뒷면을 보면, 전문가들은 비행 중에 미사일이 어떻게 조종되고 제어되는지를 판단할 수 있습니다. 예를 들어, 오카 미사일에는 4개의 노즐이 있었고 각각의 노즐은 1개의 자유도를 가지고 있습니다. 이 기능은 최대 120,000m의 고도에서 활성 단계가 될 때까지 제어하도록 합니다. 미사일이 이 고도에 도달하면 탄도가 표적까지 포물선 궤적이 되고, 목표에 접근하기 위해 격자 핀으로 공기역학적으로 제어되며, 탄두 부분에 있는 폭발 볼트와 특수 모터의 회전으로 유인물도 함께 배출할 것이고, 탄두는 관성항법장치(INS)와 공기역학 날개로 독립적으로 계속 제어될 것입니다. 이런 것들이 킨잘에는 보이지 않습니다.
Kinzhal은 미사일을 궤도에서 조종, 제어 및 조정하는 정교한 방법을 가지고 있지만 몇 가지 "기둥"은 비밀에 휩싸여 있습니다. 능동 비행 궤도에서의 조종에 대한 합리적인 설명 중 하나는 액체 분사 조향입니다. 분사 스티어링이 실제로 구현된다면 이 유형과 크기로 적용된 장치 중에서 가장 작은 것입니다. 이것이 킨잘과 오카 미사일의 근본적으로 다른 제어 시스템을 가지고 있다는 증거일 수 있습니다.
이것 또한 알려지지 않았고 목표물에 거의 수직으로 향하도록 동안 미사일 제어 방법입니다. 이 수직 궤도는 수십 킬로미터가 될 수 있습니다. 공기역학적 제어가 없다면 대류권계면을 깬 후에는 어떻게 보정될 수 있을까요?
투하 메인 모터와 가속을 위해 새롭게 수정된 아주 작은 모터를 활용할 것이라는 몇 가지 가정이 있지만 미사일의 크기가 작기 때문에 의문입니다. 후면 모터 부분이 부분적으로 투하될 가능성도 있고, 공기역학적 조종면이 확장될 가능성도 있습니다. 약간의 디자인 장점이 있겠지만 전체적인 개념을 보면 그럴 것 같지도 않습니다.
다음으로 고려해야 할 옵션은 가스 발생기입니다. 문제는 이것이 충분한 힘을 발생시킬 수 있을지 여부입니다. 물론 실현 가능한 것은 측면 추진기입니다. 한 가지 확실한 것은 해상 목표물을 명중시키려면 미사일이 레이저 호밍 헤드를 가지고 있어야 하고, 그다음으로는 어떤 방식으로든 유도되어야 합니다. 미사일 전체 크기와 비행 제어 및 유도를 위해 이러한 옵션을 고려하려면 킨잘 탄두가 더 작아야 합니다. 마하 6 이상의 속도로 항모를 타격하면 함정을 뚫을 충분한 추진력을 만들어 내어 상당한 피해를 입힐 수 있습니다. 단 한 번의 충격으로 순양함 크기의 배를 무력화시키거나 침몰시키기에 충분합니다. 킨잘은 또한 지하 벙커와 같은 견고한 지상 목표물도 타격해야 합니다. 이를 위해 탄두는 해당 용도에 최적화된 탄두로 변경되었을 가능성이 높습니다.
관통력은 운동 에너지, 운동량 및 임펄스로 표현됩니다. 숫자로 나타낼 경우 일부 가정을 기반으로 값을 구할 수 있습니다. (공개된 정보를 바탕으로) 탄두 중량은 480kg이고 속도는 마하 6이라고 가정합니다. 탄두의 크기는 KE = 998,784 MJ이며, 운동량은 p = 979200 kg m/s입니다. 이것은 땅속 깊숙이 침투하여 폭발성 전하(200-300 kg)만으로도 광범위한 파괴를 일으키기에 충분합니다. 여기에 전체 미사일 무게를 계산에 넣으면(사용 후 로켓 연료를 제외), 운동 에너지와 운동량이 급격히 증가합니다. 다양한 미사일 무게를 계산에 넣어 숫자를 나타낼 수 있습니다. 어떤 경우라도 정확도는 탄두를 원하는 목표물로부터 수 미터 이내로 이동시키기에 충분하며 충격과 폭발 하중의 조합은 손상을 유발하기에 충분합니다. 러시아 재고 조사에서, 육상 기반 이스칸데르 탄도 미사일은 최적의 범위 내에서 지하 깊숙이 묻혀 있지 않은 목표물을 타격하기 위한 더 저렴하고 효과적인 해결책이지만, 사거리와 목표 지역의 방공망 및 목표물의 중요성이 문제가 될 때 킨잘이 나서게 됩니다. 다른 나라들도 전술 탄도 미사일 경쟁에 박차를 가하고 있으며, 요즘 이란의 파티흐 모델을 포함시킬 수 있습니다. 다소 느리더라도 동일한 정밀도로 목표에 도달할 수 있습니다. 파티흐 미사일은 미국과 이스라엘의 자산을 노리고 있기 때문에 진지하게 고려됩니다.
ㅡ패트리어트에 대하여
자, 그럼 미국의 패트리어트 시스템을 보겠습니다. 러시아 공군의 위험을 무력화하기 위해 나토 동맹국들은 일단의 방공 시스템을 보내기로 결정했고 소련 시스템과 탄약고를 쓸어버리기로 작정했습니다. 미국은 "많은 환영을 받는" MIM-104 패트리어트를 승인했고 우크라이나인 몇 명을 신속하게 데려가 단축된 훈련을 시켰습니다. 이 Patriots가 전쟁의 흐름을 바꿀 것이라고 서방 언론은 과시합니다. 하지만, 현장 상황은 미디어에서 제시되는 프로파간다와 상반됩니다.
MIM-104는 미국 최초의 완전 디지털화 된 지대공(땅에서 하늘로) 미사일 시스템입니다. 미국/NATO가 신속하게 공중 우위를 확보할 수 있다고 가정하며 특정 전략물자 및 지역을 방어하기 위해 설계되었습니다. 통합 또는 독립적으로 작동할 수 있습니다. 여러 출처에서 데이터와 좌표를 획득하여 실시간으로 전술 지도를 만들 수 있으며, 이로 인해 미사일 유도 전에 레이더를 사용할 필요가 없게 되었습니다.
패트리어트의 기본 구성은 가장 유사한 러시아의 S-300PT/PS와 비교해 봐도 이전의 지대공(SAM) 시스템과 근본적으로 다릅니다. 러시아의 S-300 시리즈는 기본적인 디자인이 다르기 때문에 패트리엇과 비교되는 경우가 많습니다. 몇 가지 주요 차이점은 다음과 같습니다.
▶ 360도 방향의 미사일 발사와 목표물 추적 능력은 패트리엇 포대 하나로는 불가능합니다.(바꿔 말해, 러시아 S-300은 360도 커버가 가능하고 매 포대가 목표물 추적 능력을 가집니다) 각각의 조합은 반대 방향이 주요 위협 방향일 경우 무방비 상태이며 작동할 수 없습니다. 패트리어트는 미사일 발사 능력이 270도에 불과합니다.
▶ 패트리어트는 S-300만큼 이동성이 없습니다
▶ 패트리어트에는 목표물 획득/검색 및 사격 통제(미사일 유도)를 위해 하나의 레이더만 있습니다. 다른 패트리어크 포대, 공중 조기 경보 관제기(AWACS), 기타 정적 레이더 등이 전술 상황을 신속정확하게 파악할 수 있다는 가정하에 설계되었습니다.
패트리어트 시스템은 통신, 지휘 및 제어, 레이더 감시, 미사일 유도 등 4가지 주요 작전 기능을 갖추고 있습니다. 패트리어트 대대는 일반적으로 6개 포대로 구성됩니다. 이것은 달라질 수 있습니다.
주요 구성 장비는 다음과 같습니다.
▶ 화재 통제/안내 및 지휘 센터 - 교전 통제소(ECS)
▶ 표적 획득 및 사격 통제 레이더
▶ 총 8pcs(2x4) 차량의 2개 부분에 있는 미사일 발사대(LS)
▶ 2x150 kW 용량의 전력 발전소(EPP).
패트리어트 레이더 기지는 유인이 아니며, 이는 방사 미사일로 명중시키면 레이더를 무력화시킬 수 있지만 승무원을 제거할 수는 없습니다.(S-300P/PS 레이더는 유인). 레이더는 지휘소 앞에 배치됩니다. 즉, 하나의 배터리는 270도만 커버할 수 있습니다. 전체를 커버하려면 두 개의 배터리가 필요합니다. 우크라이나의 경우 90도가 커버되지 않고 그 방향으로 러시아 드론이나 미사일이 공격할 수 있기 때문에 각각의 배터리는 매우 취약합니다. 레이더는 표적을 찾기 위해 ±450도 방위 한계를 가지고 있고 표적 추적을 위해 ±550 방위 한계를 가집니다. 270도 영역에서 90도 이내만 표적 검색에 유용하고 110도 표적에 유용합니다.
발사대는 두 구역으로 나뉩니다. 절반은 왼쪽으로 미사일을 발사하고 나머지 절반은 오른쪽과 메인존으로 미사일을 발사할 수 있습니다. 발사 컨테이너의 (경) 사각과 발사 방식은 미사일 모터로 만듭니다.
우크라이나가 PAC-2와 PAC-3 버전을 보유할 것이라면, (이론상) 러시아 탄도미사일을 요격할 수 있는 MIM-104D/E와 MIM-104F 미사일 모두를 사용할 것입니다. 듀얼 모드 퓨즈가 장착된 탄두에는 미사일 탄두 부분이 달성하기에 충분한 운동 에너지를 갖도록 설계되어 더 강력한 폭발과 더 큰 파편이 들어 있습니다. 듀얼 모드 퓨즈를 통해 PAC-2 미사일은 대공 성능을 유지하고 탄도 미사일 성능을 최적화할 수 있습니다. 대공용으로 선택된 소프트웨어 시스템이 퓨즈 모드를 설정합니다. 패트리어트 유도 강화 미사일은 PAC-2 미사일을 개량한 것입니다. 저잡음 프런트 엔드(Low Noise Front End)와 개선된 퓨즈로 치사율을 높이고 탄도 미사일의 교전량은 증가됐습니다.
근접 퓨즈(신관)가 장착된 미사일은 주로 항공기와 헬리콥터에 대항하기 위한 것이며, 킨잘 미사일을 격추시킬 가능성은 제로에 가깝고 이론적으로만 가능합니다. MIM-104C는 제1차 걸프전에서 이라크군의 직선적이고 예측 가능한 궤적을 가진 구형 SCUD(Elbrus) 탄도미사일에 대응한 사우디아라비아와 이스라엘의 경험을 결합한 것입니다. 예멘과 이라크에서도 발사된 이 미사일은 최상의 상태에서 40~70%의 요격률에 그쳤습니다. 이것은 미사일 체를 명중시키거나 근처에서 폭발시키는 것을 말하는 것이지, 탄두를 파괴한다는 의미가 아니며, 미사일 궤적이 달라져 지정된 목표물을 빗나가다가 다른 곳으로 떨어졌거나 탄두가 활성화돼 인적, 물적 피해가 발생한 경우도 있었다는 뜻입니다.
미국은 이를 고려해 목표물에 대한 운동 효과(Hit-to-Kill)를 갖는 미사일을 개발했고, 첫 번째 프로젝트가 ERINT(Extended Range Interceptor)였습니다. 이 발사체는 다른 시스템이 놓친 작전전술 탄도미사일과 전술 탄도미사일을 파괴하기 위한 것이었는데, 주로 발사체의 사거리가 25km, 높이가 약 20km로 짧았기 때문입니다. 사령부에서 최대 20km 떨어진 곳까지 미사일을 이동시킬 수 있어 방어거리를 연장할 수 있었습니다. 요격체에는 예비로 근접 신관도 장착되어 있었습니다.
ERINT 미사일은 스톰 II 기동 전술 탄도 미사일에 대항하여 성공적으로 시험되었습니다. 스톰 II 미사일은 미니트맨 II 대륙간 탄도 미사일 2단 모터와 쌍을 이루는 기동 RV(재진입체) 중거리 퍼싱 II 탄도 미사일을 사용합니다.
미 육군은 MiM-104F 키네틱 요격 미사일을 추가로 개발하여 사거리를 약간 늘렸지만, 사우디아리비아에서 예멘의 미사일과 탄도 선형 궤적을 가진 미사일에도 특별한 대응력을 증명하지 못했습니다.
패트리엇 시스템이 마지막으로 수정된 MIM-104E라는 이름의 강화된 로켓 미사일 시스템은 패트리엇 PAC-3 MSE라는 이름을 가지고 있습니다. 발사체는 90km 이상의 공기역학적 목표물과 최대 60km의 사거리와 25~30km 높이의 탄도 목표물에 대한 사거리를 증가시켰습니다. 미사일은 궤도의 마지막 부분에 자기 유도를 위해 매우 현대적인 레이더 헤드를 장착하고 있습니다. 보조 옵션으로 근접 퓨즈도 없고 탄두도 없습니다.
방공은 장비, 승무원, 전술의 삼위일체입니다. 이러한 구성 요소 중 하나라도 실패하거나 수행하지 않으면 전체 시스템이 실패합니다. 장비는 특정 방공 환경에서 사용할 수 있어야 합니다. 승무원, 특히 시스템 운영자는 철저히 숙련되어야 합니다. 부분적으로 훈련된 승무원은 최선의 시나리오(이론적)로 작업할 수 있지만, 승무원이 완전히 훈련되지 않은 경우(특정 시스템에 대한 수년간의 수련이 필요) 시스템이 수행되지 않습니다. 전술이 마지막이지만 그렇다고 중요하지 않다는 말이 아닙니다. 사우디아라비아에서는 혼합 승무원(미국과 사우디)이 활동했을 가능성이 높습니다. 외국인 계약자와 전문가들이 함께 참여하는 곳입니다. 외국인 계약자나 자원봉사자들이 우크라이나에도 있다는 것을 믿지 않을 이유가 없습니다. 우크라이나군 사이에 보병, 장갑, 특수부대 교관이 있다면 서방의 시스템이 장착된 방공부대에 전문가가 있을 가능성이 높습니다. 또한 전문가들이 전투 대원들 중에 있을 가능성이 높습니다.
ㅡ대결
MIM-104C 및 MIM-104E가 장착된 패트리어트 배터리 2개가 키예프에 배치되었다고 가정해 봅시다. 이들은 우크라이나 지휘하에 있으며, 국가 IADS에 통합되지는 않았지만 서로 통신합니다. 주요 임무는 키예프 지역을 겨냥한 탄도미사일과 순항미사일과 교전하여 파괴하는 것입니다.
전투 임무 동안 패트리엇 레이더는 순항 미사일과 탄도 미사일을 탐지하고 추적할 수 있습니다. 그러한 미사일은 마하 1보다 약간 위로 날지만, 심지어 약간 낮은 고도에서 비행하는 초음속 저공 순항 미사일과 Kinzhal과 같은 훨씬 어려운 미사일에 쉬운 목표물입니다. Kinzhal은 목표물에 거의 수직으로 접근할 것이고 아마도 목표물에 도달할 때까지 고도를 40,000m 이하나 마하 6 이하로 낮추지 않을 것입니다. 목표물 위에서만 일정 반경에서 속도가 약간 느려집니다. 다시 강하게 가속하기 위해서죠. 하지만 이미 거의 수직으로 내려가고 있습니다. 특히 고도와 속도가 높이 증가하는 곳에서는 타격하기가 매우 어렵습니다.
이러한 목표물은 추적과 교전은 말할 것도 없고, 탐지하기조차 어렵습니다. 하지만 세계 여러 국가에서 동시에 시도하여 성공할 수도 있습니다. 그러나 특성상 Patriot 미사일 시스템은 그중 하나가 아닙니다. 논리적으로 Kinzhal 미사일의 수가 적다는 것과 특히 지상 기반 목표물에 대한 다소 제한된 기능이 있지만, 전쟁에서 얼마나 큰 영향을 미칠 수 있는지는 논쟁의 여지가 있습니다
첫 결투는 2023년 5월에 일어났습니다. 이론적으로나 실제적으로 거의 불가능하지만, 우크라이나 언론과 나중에 서방 언론에서 "증거 비디오"와 함께 폭발적인 성명을 발표하면서 패트리어트가 모든 킨잘 미사일을 격추할 수 있었다고 주장했습니다. 서방 언론에 따르면, 킨잘의 수는 기하급수적으로 증가했습니다. 이 주장들은 가장 정중하게 표현하여 정당화하기가 매우 어렵습니다. 그렇다면, 실제로 무슨 일이 일어났을까요?
확실한 것은 우크라이나 국방부가 한때 킨잘 격추를 부인했음에도 불구하고, 적어도 킨잘 격추 프로파간다를 조직하려고 수많은 공대지 미사일과 심지어 지대지 미사일의 일부를 전 세계에 보여줘 버렸다는 것입니다. 이 때는 미 국방부가 패트리어트 시스템에서 발사된 미사일의 킨잘 격추 이야기를 조금이라도 상세히 밝히지 않은 채 넘어가던 때였습니다. 서방 언론 어디에도 어떤 방공 미사일이 킨잘을 타격하는 데 사용되었는지는 분명하게 적시하지 않았습니다. 우크라이나인들이 보여준 첫 번째 사진과 영상 증거는 키예프 소령 클리치코가 소위 킨잘 탄두 옆에 서 있는 것을 보여주면서 제시되었습니다. 탄두는 비대칭으로 구멍이 나있고, 관통 충격의 산물이라고 주장되며, 적어도 초기에는 MIM-104E 미사일을 장착한 PAC-3을 의미하는 요격 미사일이라고 결론질 것이었습니다.(계속)
중요한 것은 충격입니다. 즉, 마하 10 이상의 속도를 가진 두 개의 단단한 물체(킨잘은 마하 6, 패트리어트는 마하 4)의 충격 효과는 어떤 것일까요? 격추된 미사일의 탄두 사진은 분명 초고속 충돌을 반영하지 않습니다.
초고속 충돌에 관한 수백 개의 과학적 연구가 있습니다. 어떤 이들은 우주 잔해와 같은 단단한 물체와 인공위성과 같은 우주선 물체 사이의 상호 작용을 다루고, 어떤 이들은 운석 충돌을 연구했습니다. 미사일 대 미사일 충돌을 다루는 것은 공공 영역에서는 드물지만 일부 이용 가능한 출처에서 결론을 도출할 수 있습니다.
초고속 충격의 경우, 속도가 음속을 초과한 충격파는 물질의 강도를 초과하는 수준으로 이어져 상당한 속도로 균열 및 부품 분리를 유발합니다.
초고속 충격 조건에서는 얇은 금속판이 충격 영역 주변에서 늘어나거나 구부러지는 경향이 있으며 천공이 발생하기 전에 발사체의 운동 에너지 상당 부분을 흡수합니다. 반면에 두꺼운 금속판은 충격 중에 깨지거나, 충격으로 꽃잎처럼 피어나거나, 납작해지거나 끼이거나를 경험합니다. 이러한 고장 모드는 충격 속도, 판재의 특성 및 발사체의 기하학적 구조와 같은 몇 가지 요인에 따라 달라집니다. 깨짐 현상은 삼각형 모양의 응력파가 타겟의 후면에 반사되어 재료강도보다 큰 인장압력이 발생하여 충격파 방향으로 내부균열이 정상적으로 발생합니다.
침투 단계: 이 단계에서는 발사체와 표적의 상호 작용 중에 발사체 표면에서 레어파가 발생하고 이것이 충격파로 더 변환됩니다. 이러한 충격파는 발사체의 속도가 표적 물질의 충격 속도보다 높기 때문에 표적판의 크레이터 직경을 증가시킵니다. 대상 물질의 충격 속도가 이동하는 발사체와 비교하여 일정할 때 평형 조건이 됩니다. 이 단계는 발사체의 속도가 음속보다 높기 때문에 초고속 영향면에서 중요합니다.
진공 단계: 이 단계에서 충격파는 방출파로 인해 증가하는 크레이터 경계에서 분리되어 대상 물질로 진행됩니다. 이와 함께 발사체의 초고속 충격으로 인해 분화구 표면 근처에서 많은 양의 열이 생성됩니다. 크레이터 표면 근처의 물질은 상당한 열이 존재하는 상태에서 전단력을 받게 되며, 이 물질의 대부분은 빠른 속도로 제거됩니다.
탄성 단계: 탄성 단계에서는 크레이터의 성장과 응력파의 전파가 완전히 별개가 됩니다. 재료의 탄성 및 소성 변형으로 인해 크레이터의 크기가 지속적으로 증가합니다. 크레이터의 성장은 대상 물질의 강도만큼 억제됩니다.
3.4km/s(마하 10)으로 이동하는 Ni 플레이트에 대해 3.18mm의 작은 강철 볼이 수행하는 작업입니다.
또는 RHA(탄저판과 유사) 대상으로 충격을 주는 발사체(크리스털)... 또는 텅스텐(78mm)이 1.5km/s(마하 4.37)로 이동하는 경우
이러한 세 가지 초고속 현상이 상대적으로 작은 입자들과 큰 물체들이 초음속 속도에서 어떤 영향을 주고받는지 시각화한 것입니다. 이제 이 사진을 다시 보세요.
그렇다면, 요격용 미사일이 킨잘과 충돌할 때 어떤 일이 일어날까요?
다음과 같은 이유로 인해 답이 나오지 않을 수 있습니다:
두 개의 강체(강화된 고합금강)가 충돌한다고 상상해 보십시오. 첫 번째 장치(지름 400mm)는 마하 6을 이동하고 다른 장치(250mm)는 마하 4를 이동합니다. 충격 방정식, 운동량 및 에너지 방정식이 적용됩니다.
탄두만 계산하면 두 개의 강체 무게는 (대략적으로) 400kg 이상이며 마하 10 이상의 속도는 두 개를 확실히, 완전히 파괴할 것입니다. 추진력만으로 둘 중 하나는 완전히 해체되기에 충분할 것입니다. 아주아주 잘게. 단단한 금속 탄두체라도 요격미사일을 견딜 가능성은 매우 낮습니다. 탄두는 다양한 크기의 많은 조각들로 부서질 것입니다. 파편과 조각들이 사방으로 흩어져 있을 것이라는 의미입니다. 이것은 미사일이 포물선에서 거의 수직 방향으로 궤도가 바뀌는 동안에 속도를 낮추는 순간에도 적용됩니다. 조각을 찾을 수 있을까요?
결론
최근 러시아측은 킨잘이 키예프 주변 두 개의 패트리어트 포대를 공격했고, 모든 패트리엇 미사일을 아무 지침 없이 무작위로 발사했으며, 심지어 도시 지역에 흩어져 있는 미사일 파괴가 모두 킨잘이 요격당했다는 증거라고 우크라이나 측은 주장합니다. "포로도 없는 무자비한 전쟁"을 벌이는 우크라이나 홍보팀들은 패트리어트 시스템의 100% 효율성을 당당히 선전합니다. 아무런 과학적 근거나 지식도 없는 우크라이나의 주장은 홍보 스턴트에 불과합니다.
서방이 러시아 극초음속 킨잘스에 대응할 수 있는 새로운 미사일 시스템을 개발할 것이라는 소식이 그들의 언론을 통해 전해집니다. 패트리엇 시스템이 킨잘을 요격할 수 없다는 즉각적인 증거입니다.
요약하자면, 패트리어트가 킨잘을 요격할 수 있는 이론적인 가능성은 있지만, 실제 전투 상황과 현장에서 그 가능성은 거의 제로에 가깝습니다.
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