무기의 탄생; K21 보병전투장갑차

세계 유일의 에어백식 ‘수상부양’ 장착…도하 거뜬 최상의 기동력·안전성 자랑

<11> K21 보병전투장갑차(상)

주무장 K40 기관포 분당 최대 300발 발사

복합기능탄 밀집 보병부대 단숨에 무력화

주야간·전천후 기동 중에도 정확하게 사격

아군 간 오인 사격 방지…보호·방어력 우수

 

기사사진과 설명

K21 보병전투장갑차가 수상기동을 하고 있다. K21이 보유한 특징 중 하나는 세계의 전투장갑차 중 유일하게 피탄 시 안정성까지 고려한 에어백식 수상부양장치를 장착하고 있다는 것이다. 이를 통해 시속 7㎞의 속도로 하천을 건널 수 있다. 국방일보 DB

 

 

　K21 보병전투장갑차는 2인승 포탑에 40㎜ 주무장과 발사 후 망각 방식의 3세대급 대전차 유도무기를 탑재할 수 있다. 탑승 인원은 차장과 사수, 조종수와 하차보병 9명 등 최대 12명이다. K21은 수상운행이 가능하고 암 내장형 유기압 현수장치를 적용해 동급 장갑차로는 세계 최고 수준의 야지기동력을 확보했다. 화력과 생존성 측면에서도 세계 최고 수준의 장갑차다. 　



  ● 750마력 최고 시속 70㎞로 질주

　K21은 전투 중량이 25톤에 달하지만 750마력의 소형 고출력 동력장치를 통해 최고 시속 70㎞, 야지에서는 시속 40㎞까지 속도를 낼 수 있다.

　이는 전차와 협동작전이 가능한 수준으로 지난 2008년 말 개발이 완료된 K2 전차와 최고 속력이 동일하다.

　특히 K21의 주행성은 매우 탁월한 것으로 평가된다. K21에는 암 내장형 현수장치(ISU: In-arm Suspension Unit)를 개발해 적용했다. 이는 주행 시 노면으로부터 전달되는 진동을 효과적으로 흡수해 가혹한 야지에서도 조종수나 탑승자에게 전투 수행에 지장을 주지 않을 만큼의 승차감을 줄 뿐만 아니라 정밀한 전자장비가 온전하게 그 성능을 발휘할 수 있도록 안정성을 보장해 준다.

　K21이 보유한 또 하나의 특징은 세계의 전투장갑차 중 유일하게 피탄 시 안정성까지 고려한 에어백식 수상부양장치를 장착해 전술적 기동력이 한층 우수해졌다는 것이다. 시속 7㎞의 속도로 하천을 건널 수 있다. 이 수상부양장치는 장갑차 양 측면 부가장갑 사이에 장착돼 도하 시 적탄으로부터 상부가 방호되고, 7개의 격실로 나누어져 있어 일부가 피탄되더라도 안전성을 확보할 수 있다.

　개발 초기에는 러시아의 BMP-3처럼 워트제트식 수상운행장치도 고려했지만 전투 중량 증대와 내부 공간 축소 등의 이유로 궤도 추진에 의한 에어백식 부양장치를 적용했다.

　

　● 헬기에도 효과적으로 대응

　K21은 강력하고 다양한 화력을 보유하고 있다. 주무장인 40㎜ 중기관포(K40)는 현존 전투장갑차 중 최대 구경으로 파괴력이 가장 우수하다. 개발 초기에는 주무장으로 30㎜ 기관포도 검토됐지만 세계 유수 장갑차들과 시뮬레이션 워 게임을 실시해 방어 및 공격력을 분석한 결과 40㎜가 더욱 유용하고 효과적이라는 결론을 얻었다.

　K40 주무장은 최대 발사속도가 분당 300발이며 유효사거리는 지상 2000m, 대공 4000m다.

　자동화된 송탄 장치를 채택했고 날개안정분리철갑탄과 복합기능탄 등의 탄종을 필요에 따라 선택해 발사할 수 있다. 날개안정분리철갑탄은 적 장갑차를 단숨에 파괴할 만큼 위력이 대단하고 복합기능탄은 경표적 파괴는 물론 파편 효과로 밀집 보병부대를 순식간에 무력화시킬 수 있다. 특히 탄이 목표물의 7m 이내에 근접하면 자동으로 폭발, 수백 개의 파편이 목표물을 공격하므로 헬기를 포함한 저속·저공의 적 항공기에 효과적인 대응이 가능하다. 향후 국내 개발한 3세대급 대전차 미사일도 장착해 적의 전차도 거뜬히 파괴할 수 있는 세계 최강의 화력을 보유하게 된다.

　● 다차원적인 협동 작전 가능

　K21은 열영상 조준경과 레이저 거리측정기, 디지털 탄도계산기 등이 포·포탑과 연동돼 주야간은 물론 전천후, 기동 중에도 목표물을 탐지해 정확하게 사격할 수 있다. 또 여러 표적을 상대할 수 있는 헌터 킬러 기능을 갖고 있으며 장갑차 상부 왼쪽에 위치한 차장 조준경은 사수 조준경과 독립적으로 360도 전 방향에 대한 파노라믹 관측이 가능해 관측 시 위협체를 발견하면 차장이 주포와 사수 조준경의 권한을 잡아 직접 사격하거나 사수에게 사격을 시킬 수 있다.

　K21은 위성 및 관성항법장치(GPS/INS)를 이용한 항법 체계뿐만 아니라 차량 간 정보 체계(IVIS: Inter Vehicular Information System), 지상전술 C4I 체계와 연동 운용이 가능한 지휘통제시스템을 탑재해 아군 전투차량과 전장정보를 공유할 수 있기 때문에 부대 간 다차원적인 협동·합동 전투가 가능하다.

　K21은 방어력도 우수하다. 아군 간 오인 사격을 방지하기 위한 피아 식별기(IFF: Identification Friend or Foe)와 적의 포 위협과 대전차 유도 무기 위협에 대비하는 레이저 경고 장치, 금속 방탄 소재보다 20% 이상 경량화시킨 첨단 복합 적층 장갑을 탑재해 적탄으로부터 차량을 보호한다. 또 화생방전에 대비, 양압 장치로 승무원을 집단 보호하는 등 치열한 전장 환경에서의 생존성을 극대화했다.

　

　● 미국·러시아 장갑차보다 뛰어난 성능

　K21은 미국과 러시아의 최신 장갑차인 M2A3나 BMP-3와 비교해도 동등 이상의 성능을 보유하고 있다.

　미국의 M2A3에 비해서는 복합 적층 장갑 등 경량화 소재를 적용해 전투중량이 현저히 작고 야지 기동력이 뛰어나다. 또한 수상운행이 가능하고 화력도 우수하다. 사격통제 및 지휘통제 기능은 유사하지만 레이저경고장치, 피아식별기 등을 탑재해 생존성도 뛰어나다.

　러시아 BMP-3에 비해서는 수상속도를 제외하고 기동력, 화력, 생존성, 사격·지휘통제 등 모든 성능 면에서 우수하다.<계속>

 

 

   국방과학기술  지식대백과사전 - 보병전투차량(IFV)

 

　보병이 승차할 수 있으며 자체 전투력도 어느 정도 갖춘 장갑차를 의미한다.

　기존의 병력 수송 장갑차(APC)가 보병에 기갑 부대의 기동성만을 부여하고 전투는 장갑차에서 하차해서 하는 것과 달리 보병전투차량(IFV)은 보병의 승차 전투를 전제로 하는 수송 장갑차 및 전투 차량을 일컫는다.

　기본 개념은 냉전 시 전술핵 상황에서 시작됐다. 전술핵 상황에서 보병의 활동은 방사능에 의해 크게 제약되지만 적 대전차병 등의 활동도 크게 위축되므로 보병의 하차 전투 필요성은 크게 감소한다. 따라서 전투 시 보병의 하차를 전제로 하던 병력 수송 장갑차 개념 대신 좀 더 강력한 자체 화력과 방호력을 갖추고 보병이 승차 및 해치 밀폐 상황에서도 외부로 사격을 할 수 있게 한 것이 IFV다. IFV는 기본적으로 병력 수송 장갑차처럼 병력을 수송할 수 있으며, 20㎜ 이상의 기관포, 대구경 저압포 등이 장착된 포탑을 가지고 있고, 경우에 따라 대전차·대공 미사일을 장착한다.

　병력 수송뿐 아니라 보병만으로는 버거운 상대를 처리하는 역할도 담당하기 때문에 장갑이 일반적으로 병력 수송 장갑차보다는 두꺼운 편이다.

　탄약 보관 장소 등의 문제로 수송 능력은 병력 수송 장갑차보다 떨어지는 경우가 많다.

　초기에는 보병이 승차한 상황에서 전투를 수행할 수 있도록 총안을 낸 형태가 많았지만 방호력 등의 문제로 현재는 총안을 없애는 경우가 많다.

우리기술로 만든 최강무기 ‘천적’ 헬기도 단숨에 격추

<12> K21 보병전투장갑차(하)

2015. 04. 07   17:51 입력 | 2015. 04. 07   18:31 수정

 방호력·탑승전투 어려움 등 문제점 보완

기계화부대 전투력 극대화 위해 개발

생존성 센서 등 최첨단 무기체계 기술 적용

 

공동기획 : 국방과학연구소(ADD)·국방일보

 

기사사진과 설명

육군수도기계화사단에 배치된 K21 보병전투장갑차가 사격훈련을 하고 있다. 국방일보 DB

 

 

●개발 배경

　1980년대 이후 우리 군은 순수 국내 기술로 개발한 K200 장갑차를 운용해 왔다. K200 장갑차는 단순 병력수송용 장갑차(APC: Armored Personnel Carrier)로 화력 및 방호력, 야지 기동력, 생존성 등 주요 성능이 북한의 M1973, BMP-2 장갑차에 비해 월등하지 않았고 탑승전투도 어려웠다. 미래 주력 전차인 K1A1 및 K2 전차와의 전술적 운용이 어려웠고 20년 이상 운용돼 수명 주기도 도래하고 있었다.

　따라서 우리 군 기계화부대의 전투력을 극대화하기 위해서는 새로운 개념의 보병전투장갑차(IFV: Infantry Fighting Vehicle) 개발이 시급했다.

　주변국 및 선진국에서는 1980년대 후반부터 이미 경장갑차량 제압용 화기를 탑재, 탑승전투가 가능한 보병전투장갑차를 개발하고 전력화를 추진함으로써 전투력 증강을 도모해 왔고, 뒤이어 통신 네트워크 중심의 전장 환경에서 입체적인 공격에 대응이 가능한 3세대급 전투 장갑차 개발을 시도하고 있는 상황이었다.

　즉 K21 보병전투장갑차 연구개발은 우리 군이 보유 중인 K200과 그 계열 장갑차의 한계수명 도래에 대비하고 미래 전장 환경에서 예상되는 위협에 대응하기 위해 반드시 필요한 일이었다.

　

　●개발 과정

　K21은 1999년 12월부터 2007년 6월까지 약 906억원을 투자해 탐색개발과 체계개발 단계로 나눠 국내 독자 연구개발 사업이 수행됐다.

　탐색개발 단계(1999년 12월~2002년 11월)에서는 체계운용개념 설정 및 설계·분석, 실물모형 및 구조시험모델(STM: Structual Test Rig) 개발 등을 통해 체계 최적설계안을 도출하고, 주요 핵심부품의 설계·제작·평가를 통해 대상 부품의 국내 독자 개발 가능성을 검증했다.

　또 사용 군과 심층 검토를 통해 정량화된 작전운용 요구 성능을 확정하고 체계개발의 기준이 되는 체계개발동의서를 공동 작성했으며 탐색개발 기간 중 체계개발계획을 수립함으로써 탐색개발 종료와 동시에 체계개발 착수가 가능해 전체 개발 기간을 단축했다.

　체계개발 단계(2003년 5월~2007년 6월)에서는 탐색개발을 통해 개발 가능성을 확인한 주요 구성품들에 대해 체계 적용성을 최적화하고 양산가 최소화 및 부품국산화율 최대화를 감안해 구성품 설계안을 보완 및 개발했다.

　또 체계장비 개발안에 대해 예비설계 및 상세설계를 거쳐 기동시험모델(MTR: Mobility Test Rig), 화력시험모델(FTR: Fire Test Rig), 포-포탑 시험모델(GTR: Gun Test Rig) 등 3종의 연구시제를 개발해 소정의 성능평가를 수행했고, 성능평가에서 도출된 설계 개선 요구 사항을 반영해 2005년 4월 체계개발 완성시제 3대를 제작했다.

　체계 시험평가 단계에서는 완성시제 3대를 가지고 총 63개 항목의 개발시험(DT)을 2005년 4월부터 12월까지 진행했다. 작전운용 요구성능 충족성·환경시험 등을 통합시험하는 개념으로 실시된 DT 결과 작전운용 요구성능, 체계개발동의서, 개발규격 등의 개발목표 성능 입증과 설계 타당성을 확인해 2006년 2월 방위사업청으로부터 ‘기준 충족’ 판정을 받았다.

　이후 2006년 4월부터 2007년 2월까지 소요군 주관으로 운용시험(OT)을 했다. 이에 앞서 소요군과 국방과학연구소(ADD)의 유기적 협력 하에 평가방법, 절차 및 기준을 설정했으며, 복합 정밀장비의 특성을 고려해 운용시험평가 요원에 대해 3주간에 걸쳐 세부교육도 실시했다.

　완성시제 2대를 군에 인계해 진행된 OT에서 군 운용적합성, 작전운용 요구 성능 충족성, 전력화지원요소의 실용성 확인을 위한 총 71개 항목을 성공적으로 수행, 2007년 5월 방위사업청으로부터 ‘전투용 적합’ 판정을 받았다.

 

　이와 함께 방위사업청 군수조달분과위원회에서 K21에 대한 기술자료 규격화 심의가 진행돼 2007년 7월 30여 종의 국방규격서가 제·개정됐고 이후 K21은 초도생산 과정을 거쳐 2009년 말부터 전력화됐다.

　

　●개발 의의

　K21은 1980년대부터 K200 장갑차, K1A1 전차, K9 자주포 등의 국내 독자 개발로 확보된 기술을 기반으로 경량화 복합적층장갑, 일체형 현수장치, 복합 기능 신관, 생존성 센서 등 최첨단 무기체계의 핵심기술을 적용했다. 이는 3세대급 보병전투장갑차를 순수 우리 기술로 개발한 것으로, 우리나라가 지상무기체계 기술의 선진국으로 발돋움하는 발판을 마련했다는 데 의미가 있다.

 

 

 

국방과학기술지식대백과사전 - 기관포

 

   기관총 가운데 구경 20㎜ 이상을 기관포라고 한다. 기관포의 원조는 1903년에 개발된 영국의 1파운드 ‘폼폼 포’로 볼 수 있다. 당시에는 그런 명칭이 없었지만 제2차 세계대전 중에 사용된 40㎜ 보포스(Bofors) 포 또한 기관포 범주에 들어간다.

　빠른 연사력과 보병 화기에 비해 상당히 강력한 위력, 긴 사거리 덕분에 초기에는 주로 대공용으로 개발됐다. 저렴하고 미사일에 비해 탄이 잘 안 보인다는 점 때문에 저고도 방어에서 주로 사용된다.

　보병전투장갑차(IFV)의 경우 시가전에서 보병 휴대화기 이상의 화력 지원으로 엄폐하 전투를 수행하는 적 보병을 살상하고 제압하기 위해 쓰인다. 시가전에서는 보병이 들고 다닐 수 있는 정도의 기관총으로는?콘크리트 벽 뒤의 적을 효과적으로 살상하거나 제압하기 힘들고, 야전에 비해 탄약 소모율도 압도적으로 높기 때문이다. IFV의 적재 공간을 이용해 탄약 추가 보급을 할 수 있다는 이점도 있다.

　기관포의 대표 주자로는 M2 브래들리에 탑재되는 미군의 25㎜ 부시마스터(Bushmaster) 속사포가 있다. 한국군 K21 보병전투장갑차에는 40㎜ 기관포를 탑재했다. 탄 자체가 크므로 M2 브래들리가 사용하는 25㎜ 기관포나 퓨마(Puma)의 30㎜급 기관포보다 30% 정도 대인살상력이 증가했다.

　헬리콥터의 경우에도 적재 중량 대비 화력으로 기관포가 가장 효율적이기 때문에 탑재된다.

　해상에서는 탑재 중량 여유가 부족한 고속정에서 주포로 사용한다. 전함의 경우에도 방공을 위해 다수의 기관포를 설치한다. 현대식 군함의 근접방어체계에도 기관포가 포함돼 있다.