천궁 (유도탄)
천궁(天弓)은 대한민국의 국방과학연구소(ADD)가 개발한 중거리 지대공 유도 미사일이다. 개발 사업 명칭은 KM-SAM이며, 개발 중에는 철매-2로 불렸다. 1999년 시작된 개발 초기에는 S-400 지대공 미사일(9M96E)의 기술을 도입하였다. 2011년 12월 15일 개발 완료 발표되었다.
최고 36도 최저 영하 30도의 혹독한 환경과 악천후, 특히 전자파 교란 상황에서도 발사가 가능하다.
기존의 대한민국 공군의 주력 중거리 지대공 미사일로 운용 중인 미사일은 미국 레이시온사 호크 미사일과 나이키 허큘리스 미사일이 1950년대에 개발된 미사일 뿐이었다.
육군의 방공무기로 천마 대공미사일과 비호 자주대공포같은 시스템이 이미 개발되어 배치가 이루어지고 있으나 두 체계 모두 육군의 야전 방공체계이며, 공군의 방공체계와는 구분된다.
이에 대한민국 공군은 호크 미사일 체계 대체용으로 사거리 40km급 중거리/중고도 방공 미사일을 개발하기로 하였다. 프로젝트 명은 호크(Iron Hawk : 철매)를 대체한다는 의미로 철매2라 정하였다. 이 철매2라는 명칭 때문에 철매1이 별도로 있는 것으로 종종 오해 받으나 시작 단계 부터 프로젝트 명 자체가 철매2였다. 단 이 철매2는 개발프로젝트 명이며 미사일 체계 자체의 이름은 2011년에 ‘천궁’(天弓)으로 명명되었다.
1992년 삼성물산이 계약할 당시, 주한미군에 패트리어트 6개 포대가 있었다. 뉴스에는 한국이 러시아 S-300 6개 포대를 4억 달러(4천억원)에 구매하려 한다고 보도되었다.
2013년 천궁 24개 천궁 PIP 8개 합계 32개 포대를 배치할 것이라고 알려졌다. 기존의 낡은 호크 미사일 24개 포대를 대체할 것이다. 패트리어트 PAC-2 8개 포대가 배치되어 있으며, PAC-3 등의 별도 포대를 수입하여 배치할 것이라고 한다.
2017년 초에 천궁 지대공 미사일들이 최전방에 전력화가 완료되었다고 한다. 10여 개 포대이며 다른 호크 미사일들은 PIP와 같은 전력으로 보강할 것으로 보인다.
천궁의 1개 포대 구성은 목표수색과 미사일 유도를 담당하는 다기능 레이다(MFR)차량 1대와 포대를 지휘하는 지휘통제차량 1대, 그리고 8기의 발사관을 장착한 발사대 차량 4대로 구성된다. 각 발사관에는 무게 400kg의 능동 레이다 유도미사일이 1개씩 들어간다.
천궁의 발사대는 러시아의 기술협력을 통하여 수직발사-콜드런칭 방식으로 개발되었다. 수직발사 방식은 표적을 향하여 미사일 발사대를 회전시킬 필요가 없기에 즉응성이 뛰어나며, 콜드 런칭 방식은 이러한 수직발사시 지면 및 주변 장비에 대한 화염 및 폭풍 피해 및 반사 걱정이 없이 미사일을 일단 발사대 내부의 장비를 이용하여 십 수 m 이상 위로 튀어오르게 한 다음 로켓을 점화하는 방식이다. 하나의 발사대에는 하나의 미사일이 탑재되며, 발사대는 그 자체가 미사일의 보호용 수납실 역할을 겸하게 된다. 일반적으로 1대의 발사차량이 8기의 발사관을 탑재하고 다니게 된다.
천궁의 다기능 레이다는 러시아의 기술 협력을 통하여 개발되었으며 하나의 레이다로 표적 수색, 추적, 피아식별 등을 모두 할 수 있는 3차원 위상배열 레이다다. 수색 모드에서는 분당 40회 회전하며 360도를 탐색하며, 표적을 추적할 때는 회전부가 고정되고 전자주사식으로 좌우 45도, 상하 -3~+80도 이내의 범위에 대하여 수색/추적/유도/피아식별이 가능하다.
레이다는 6개의 표적을 동시에 요격할 수 있으며 탐지거리는 100km 이상, 탐지고도는 25km로 알려져왔는데, 한화 탈레스 김성태 전문연구원은 "철매레이다의 가장 큰 특징은 호크레이다에 비해 탐지거리가 4배 늘어났고, 동시에 탐지할 수 있는 표적 수는 40여 배가 늘어났다"며 "나눠져 있던 탐지ㆍ추적, 피아식별, 유도탄 유도기능까지 한 대에 탑재해 작전부대의 전개시간을 대폭 줄였다"고 설명했다.
호크 레이다 탐지거리가 75~89km니까 천궁 레이다 탐지거리는 360km로 볼 수 있다.미국의 패트리어트 PAC-3와 THAAD는 초속 2.5 km의 탄도 미사일까지만 요격이 가능하다. 북한의 스커드 미사일은 초속 2 km이지만, 노동 1호는 초속 3 km이므로, 패트리어트와 THAAD로는 스커드만 요격할 수 있고, 노동 1호는 요격이 불가능하다.
러시아는 SS-26 미사일에 패트리어트 회피 기능을 넣었는데, 초기비행과 중간비행은 초속 2 km(마하 6)로 비행하다가, 종말비행은 초속 3.7 km(마하 11)의 속도로 거의 수직낙하하도록 비행궤도를 설정했다. 미국의 패트리어트 등은 초속 3 km를 넘어서면 요격이 불가능한 점을 이용했다.
반면에 천궁은 러시아 S-400의 미사일인 9M96과 유사한 미사일을 사용하는데, 초속 5 km 까지 요격이 가능하다. 따라서, 노동 1호까지 요격할 수 있다. 러시아는 이미 1980년대 중반에 S-300이 초속 2.7 km 미사일을 요격하는데 성공했다.
천궁의 미사일이 9m96과 유사하지만 동일한 미사일이란 서술은 오류이다.
천궁미사일은 길이 4.61m, 직경 275mm이며 4장의 조종용 꼬리날개를 가지고 있다. 자주 비교대상이 되는 PAC-3나 9M98과 달리 고정형 카나드나 날개 등은 없다. 제어 방식은 조종용 꼬리날개 이외에 미사일 전방부에 있는 여러개의 측추력기를 사용하는 방식이다. 측추력기술 자체는 러시아로 부터 기술 협력을 받은 것으로 알려져있으나 실제 작동방식은 러시아의 9M98 방식(추진제는 1개이며 마개로 막혀있는 여러개의 노즐을 준비해 두었다가 발사 직후 추젠제를 점화하는 동시에 추력이 필요한 방향의 마개만 제거하는 방식)보다는 미국의 PAC-3 방식과 유사하다. 즉 여러개의 측추력기에는 각각 별개의 추진제가 들어있으며, 이를 이용하여 발사 직후 필요한 방향의 추진제를 순간적으로 점화시켜 측추력을 얻는다. 이는 수직발사-콜드런칭 방식 미사일의 경우 초기 표적방향을 향한 선회를 위하여 매우 중요하다. 이 방식은 발사 직후 1, 2초 동안 아직 미사일이 빠른속도로 가속되지 않았기에 조종날개만으로는 조종력이 부족하기 때문이다. 이에 측추력기로 일단 미사일을 표적 방향으로 돌려 놓은 다음 로켓을 점화한다. 이 측추력 방식은 수직으로 일단 발사된 후 가속하여 표적을 향해 선회하는 방식에 비하면 초기 선회를 저속에서 하므로 공기저항에 의한 운동에너지 손실이 없어 전체 비행 중 에너지 관리 측면에서 유리하다.
발사 직후 1회 사용 후에는 재사용이 불가능한 러시아의 9M98E와 달리 천궁은 종말 단계에서도 다시 한 번 측추력기를 사용할 수 있으므로 최종 단계에서 더 빠른 급선회가 가능해 기동성능은 최대 50G이다.
구체적인 외형에 차이는 있겠지만, 단순히 발표된 직경과 길이를 통해 크기를 비교해 보아도, 9M96E2는 직경 240 mm, 길이 5.65 m이므로, 천궁의 직경 275 mm, 길이 4.61 m 보다 부피가 적다.