2020년 주목해야 할 신무기들 ② '극초음속 무기'

[비즈한국] 지난해 12월 러시아 푸틴 대통령은 러시아가 세계에서 유일하게 극초음속 무기를 배치한 나라라고 주장했다. 푸틴 대통령이 얘기한 극초음속 무기는 음속의 5배 즉 시속 6100㎞ 또는 그 이상에 해당하는 속도를 내는 무기다. 푸틴 대통령이 자랑한 극초음속 무기의 이름은 아방가르드(Avangard)다.

야구의 강속구와 변화구의 특성을 합쳐놓은 극초음속 무기는 일단 속도가 빠르고 비행궤적도 기존 미사일과 다르다. 사진=록히드마틴 제공

극초음속 무기는 극초음속 비행체와 극초음속 순항미사일 두 종류로 분류된다. 우선 극초음속비행체(Hypersonic Glide Vehicle)는 탄도미사일의 추진력을 이용해 높이 상승했다가 이후 활공하면서 비행하게 된다. 이 때 비행체의 속도는 발사체인 탄도미사일의 능력에 따라 마하20, 즉 시속 약 2만 4000㎞ 이상의 속도를 낼 수 있다. 푸틴 러시아 대통령이 언급한 아방가르드는 극초음속비행체에 속한다.

반면 극초음속 순항미사일은 공기흡입식 형태의 스크램제트(Scramjet) 엔진을 장착한다. 램제트 엔진의 일종인 스크램제트엔진은 외부에서 유입되는 공기의 속도를 초음속으로 유지한 상태에서, 연료를 연소시켜 추력을 얻는 방식으로 이론적으로 마하 15 정도까지 속도를 낼 수 있다. 하지만 아직까지는 기술적인 한계로 인해 마하 10 이상의 속도를 내지 못하는 것으로 알려졌다.

B-52 폭격기에 장착되어 시험발사 준비 중인 X-51 웨이브라이더 극초음속 실험체. 스크램제트 엔진이 장착됐다. 사진=미 공군 제공

현존하는 미사일들은 아음속 혹은 초음속의 속도만 낼 수 있었다. 반면 극초음속 무기는 그 이상 빠른 속도로 비행하기 때문에 미래전쟁을 획기적으로 바꾸게 될 게임체인저(Game Changer)로 주목받고 있다.

야구의 강속구와 변화구를 특성을 합쳐놓은 극초음속 무기는 일단 속도가 빠르고 비행궤적도 기존 미사일과 다르다는 점에서, 현존하는 대공 및 미사일 방어체계로는 막기 어려운 상황이다. 또한 속도가 빠르기 때문에 순수 운동에너지만으로도 파괴력이 상당하다. 이 때문에 미국과 러시아 그리고 중국은 사활을 걸고 극초음속 무기를 개발 중이다.

극초음속 무기 개발에 가장 먼저 뛰어든 것은 미국이었다. 미국은 이미 1960년대 X-15 실험기를 이용해 사람을 태우고 극초음속으로 비행하는데 성공했다. 또한 지난 2011년 PGS(Prompt Global Strike) 즉 전 세계 신속 타격 계획의 일환으로 극초음속비행체인 AHW(Advanced Hypersonic Weapon)의 실험을 진행한 바 있다. 하지만 이후 개발이 지지부진해지면서 러시아와 중국에 추월당한 상황이다.

미 국방부 산하 연구기관인 다르파에서는 극초음속 무기를 요격하는 글라이더 브레이커 계획을 추진 중이다. 사진=미 다르파

러시아는 5500㎞ 이상의 사거리를 가진 극초음속비행체인 아방가르드와 공중발사형 탄도미사일인 킨잘(Kinzhal)을 군에 배치 중이다. 중국 또한 지난해 국경절 열병식에서 극초음속비행체를 장착한 둥펑-17 탄도미사일을 처음 선보였다.

미국도 러시아와 중국을 추월하기 위해 극초음속무기 개발에 대규모 국방 예산을 투입하고 있다. 미 공군은 지난해 6월 B-52 폭격기에서 마하 20의 속도로 비행하는 공중발사신속대응무기인 AGM-183A 시험발사에 성공했다. 미 육군은 극초음속비행체를 장착한 장거리 극초음속 무기를 2023년쯤 배치할 예정이다.

극초음속 무기는 현재 방공기술로 요격이 어려운 무기체계로 알려져 있지만, 미 국방부 산하 연구기관인 다르파(DARPA)에서는 이를 요격하는 글라이더 브레이커(Glide Breaker) 계획을 추진 중이다. 우리나라도 민간 및 군 연구기관을 중심으로 극초음속 무기와 관련된 소재 및 엔진 개발에 나서고 있다.

김대영 군사평론가 writer@bizhankook.com