대한민국 차세대 전투기 사업

추진배경

대한민국의 F-4, F-5 및 F-16 전투기의 생산 단종 및 노후로 인해 도태 시기가 급속히 도래되고 있고, 향후 이를 대체할 만한 F-16+α급 기종이 세계 어느국가에서도 생산이 되지않고 있어, 공군의 전투력 향상을 위해 추진하게 되었다.

한국형 F-35A

F-35는 단발엔진 4.3만 파운드 추력, 최대이륙중량 7만 파운드인데, KFX는 쌍발엔진 4.4만 파운드 추력, 최대이륙중량 5.4만 파운드이다. 엔진 출력이 F-35 보다 크기 때문에, 추후에 최대이륙중량이 더 늘어날 가능성도 있어 보인다.
한국의 KFX는 미국 F-35, 일본 X-2, 중국 J-31와 거의 유사한 제원이다. 인도와 러시아도 F-35와 제원이 거의 비슷한 스텔스 전투기를 개발중이다.
트럼프 행정부는 일본의 X-2 배치를 반대하며 F-35 수입을 요구하였으며, 이에 일본 X-2의 배치가 장기간 보류되었다.

기체형상 선정

KFX 엔진형상은 쌍발형상과 단발형상중 검토결과 2014년 7월 18일 국방부, 방위사업청, 공군이 참여한 KFX TF팀에서 최종 쌍발로 진행하기로 결정하였고, 기체형상은 수직미익인 일반형과 델타익을 포함 모두 검토하였으나 최종적으로 향후 개발될 KFX는 쌍발엔진에 스텔스 형상(매립식 내부무장창 컨셉)의 기운 수직미익기를 채택하여 개발될 예정이다.
(KF-X관련 동영상 링크)

쌍발엔진 장점

쌍발 엔진을 사용하는 기체로는 F-15, MIG-29, 수호이27, 유로파이터 등이 있다. 쌍발의 장점은 단발에 비해 높은 귀환성에 있다. 엔진 하나를 잃더라도 남은 엔진으로 계속 날아서 기지로 귀환을 완수할 수 있다. 교전시에 엔진의 반을 잃고 무사히 적을 피해 올 수 있겠냐는 의견도 타당한 구석이 있지만 대부분의 추락 사고기들은 전시가 아닌 평시에 벌어진 일이었다. 평시의 조종사와 기체의 전력 보존을 위해서라도 높은 귀환성을 무시할 수 없는 현실이다. 더불어 대체적으로 높은 엔진의 힘 덕분에 많은 무장량을 갖출 수가 있다.  쌍발엔진에 기본적인 동체 자체는 크기 때문에 무엇보다 엔진간 거리를 넓힐 경우 엔진과의 사이 즉 기체가운데 매립식 내부무장창을 쉽게 확보하기 용이한 측면이 있으나 2000파운드 급 이상의 JDAM같은 다소 큰 공대지 미사일 장착시 내부무장창 개발에 어려움이 따른다.

KF-X 미익 스텔스형상

쌍발에 기운 형상 수직미익은 우리공군이 원하는 쌍발 스텔스형상의 KFX 컨셉으로,  안정성과 특성은 시뮬레이션 기술의 발달로 공력해석이나 형상의 컨셉은 적은 비용으로도 충분히 개발 할 수 있으며, 다소 초기개발시 일반적인 수직미익기보다 개발비용 단가가 더 들더라도 전투기의 기본 형상 컨셉이 좋으면 개발 이후 버전을 꾸준히 스텔스기로 업그레이드시 기체의 형상변형이 적은관계로 결국 개발비용 또한 매우 절감하고도 차세대 스텔스기체로 업그레이드가 가능해 진다. 하지만 스텔스 형상을 적용한다고 해서 스텔스기라고 부를 수는 없다. 스텔스기는 단순한 기체형상 외에 엔진 블레이드의 난반사방지, 정찰포드의 매립, 캐노피코팅, 내부무장창 등 여러가지 요인이 들어간다.

KF-X 탐색개발

2011년 7월 26일 KAI와 ADD가 KFX 탐색개발 계약을 체결했다. 탐색개발은 체계개발(본개발)을 위한 준비단계로 연구개발 대상 무기체계에 대한 기술개발 업무를 수행하고 시뮬레이션 또는 모형 제작·시험 또는 시제품의 제작·시험 등을 통해 기술을 입증하게 된다. KFX 탐색개발 사업은 2011년 2월 ADD가 제안 요청서를 공고하여, 2011년 4월 KAI가 우선협상 대상자로 선정되었고 2012년 12월 탐색개발을 종료하였다.

체계개발

2014년 8~9월에 방위사업추진위원회에서 체계개발 기본계획과 KFX사업의 입찰공고가 이루어 졌으며, 2014년 말에 체계 개발 주체로 KAI한국항공우주산업(주)이 선정되었다.
2016년 6월 22일 KF-X의 기체 형상 설계를 위한 풍동시험에 착수했다  KF-X 풍동시험은 형상 최적화를 위한 1단계 저속풍동시험(2016~2017년)과 형상확정을 위한 2단계(2017~2018년), 확정형상에 대한 상세 데이터 확보를 위한 3단계(2018~2020년) 과정으로 국내외 전문기관에서 진행되며 총 1만3,000여시간 동안 저속·고속풍동, 강제진동, 흡입구 풍동 등의 세부 시험을 수행하게 된다.    기체형상은 1~2단계 풍동시험이 완료되는 2018년 중반 확정된다. (한국형 전투기 첫 풍동시험 전 과정 풀영상 공개! 기체 형상 디자인 본격화 / KAI 제공)

AESA(다기능위상배열) 레이다 적용

AESA 레이다는 기계식 레이다에 비해 레이다 탐지거리도 획기적으로 길고, 한번에 여럿의 목표물을 추적 탐색이 가능하며 훨씬 압도적인 전투 우위를 점하게 해준다. 기존 기계식 레이다를 갖춘 공군기로는 주변 강대국 러시아, 중국과 정상적인 경쟁이 불가능하다. AESA 레이다 개발에는 LIG가 참여를 했는데, 현재 핵심 4가지 기술 중 완성이 아직 안된게 바로 이 기술이다. 목표 이상치를 보자면 기존의 F-15, F-16 기체의 레이다보다는 뛰어나며 러시아 수호이 Su-35BM, 유럽의 유로파이터 등의 4.5세대 전투기와도 견주어도 될 정도로 초고도의 성능을 바라보고 있다. 즉, 국산 기술의 역량은 이미 선진국 4.5세대 수준 이상을 따라잡았다고 봐도 된다. 외산 AESA의 모듈 사례를 늘어놓자면 미국 F-22 랩터는 1500개 모듈, 프랑스 다소 라팔은 900개 모듈이다.
국방과학연구소는 2016년 현재 한국의 AESA(다기능 위상배열 레이다} 기술은 미국 등 선진국의 80% 수준이라고 밝혔다. 앞으로 레이다를 전투기에 탑재할 수 있도록 소형화·경량화해야 하고 모듈에서 발생되는 열을 냉각수를 이용해 균일하게 식히는 기술 등을 개발해야 한다. 특히 레이다를 시험용 항공기에 탑재해 비행시험을 하는게 중요한데 국방과학연구소는 이를 100회 이상 실시할 예정이다. 2022년부터 2025년까지는 KF-X 시제기에 AESA 레이다를 직접 장착해 시험비행을 하게 된다. 문제는 레이다 자체보다 이를 항공기와 결합하는 체계통합 기술, 즉 소프트웨어 개발이 더 어렵다는 점이다. 방사청과 국방과학연구소는 유럽 2개, 이스라엘 1개 등 3개 업체와 체계통합 기술이전에 대한 협상을 벌여왔으며 조만간 이 중 1개 업체를 선정, 기술지원을 받을 계획이다. 프랑스의 탈레스, 스웨덴의 사브, 이스라엘의 엘타가 경쟁하여 최종적으로 엘타가 기술협력업체로 선정되었으며 해당 레이다의 입찰가가 가장 저렴한 것이 선정이유중 하나이다. 엘타사의 EL/M-2032 기계식 레이다는 F/A-50에 탑재되고 있으며, 해당 레이다의 AESA 전자식 버전인 EL/M-2052가 기반이 될 예정이다. 인도 테자스가 해당 레이다를 탑재중에 있다.

AESA(다기능위상배열 레이다) 개발 시제 우선협상 업체 선정

방위사업청은 2016년 4월20일 KF-X 체계개발사업 AESA 레이다 국내 시제 우선협상업체로 [[한화탈레스]]를 선정하고 본격적인 개발에 착수했다.
한편 2016년 8월 10일 국방과학연구소(ADD)는 2020년 하반기에 한국형 전투기(KF-X) 탑재용 첫 능동위상배열(AESA) 레이다를 출고하겠다는 의지를 천명했다.

엔진공급 우선협상 대상선정

2016년 5월 26일 방위사업청은 KF-X 체계 개발 주관업체인 한국항공우주산업이 F414-GE-400 엔진을 제안한 미국의 제너럴일렉트릭(GE)사를 KF-X 엔진 우선협상 대상업체로 선정하였다.
2022년까지 총 15기의 KF-X 용 엔진을 공급하게된다. 현재 GE의 엔진은 미군 보잉사의 전투기 F/A-18E/F 슈퍼호넷, 전자전기 EA-18G, 스웨덴 사브의 전투기 그리펜 E/F, 인도 전투기 테자스 등이 장착하고 있다.
2016년 7월 12일 한국항공우주산업이 개발하는 KF-X의 엔진 국내공급업체인 한화테크윈이 영국 판보로 에어쇼에서 제너럴일렉트릭(GE) 에비에이션(Aviation)과 한국형전투기(KF-X) 엔진 부품 국산화를 위해 F-414 엔진 국산화용 부품 구매 및 기술협력에 대한 계약을 체결했다. 이 계약으로 한화테크윈은 KF-X 엔진 공급 장착 사업을 수행하게 된다.  KF-X 엔진이 국산화되면 국내 생산설비를 활용 다빈도 교체 부품의 국산화 및 공급 체계 안정화 등으로 향후 전투력 최적화는 물론 운용비 절감이 용이해진다.

인도네시아 참여

방위사업청과 인도네시아 국방부는 2010년 7월 인도네시아가 개발비의 20%를 투자하고 양산시 인도네시아 공군용 KF-X인 IF-X를 60대 구매하는 내용의 KF-X 공동개발에 관한 양해각서(MOU)를 교환했다. 그런데, 2011년 3월 10일 인도네시아 정부는 BAE 시스템스에 유로파이터 타이푼 24대를 도입하는 계획을 비공식적으로 타진했다. 50억파운드(9조원) 규모의 계약이다.
"국방부 장관 (국방 장관) Ryamizard Ryacudu는 인도네시아와 한국의 협력 제조 전투기 KFX / IFX을 중단하기로 결정했다."2015년 9월 7일 출저:
그러나 인도네시아 장관이 중단한다고 언급한적도 없고 투자 한다고 전해졌다.

터키 불참

2011년 10월 방한한 니하트 퀵맨 터키 국방차관과 터키 방위사업청 고위관계자들이 김관진 국방장관과 노대래 방위사업청장 등을 만나 KFX사업에 참여하는 방안을 검토한 바 있으나 성사되지 않았다.
터키는 한국 40%, 터키 40%, 인도네시아 20%의 지분을 제안했었다.