유무인 협업 공대공 교전 전술과 무인기 자율기능 도출에 관한 연구

황성인,양광진,정병호,김천영 육군사관학교 화랑대연구소 2023 한국군사학논집 Vol.79 No.1

Recent wars show that the development of science and technology dramatically changes the aspect of war. Among them, unmanned and artificial intelligence-related technologies are drawing attention as game changers that will change the game on the future battlefield. Unmanned system technology is an area that each country is striving to develop as a way to ensure human viability in the battlefield and to respond to population decline. Recently, the Defense Advanced Research Projects Agency has been studying a new concept of war called Mosaic Warfare, and Manned-Unmanned Teaming through mission sharing between expensive manned aircraft and low-cost drones is at the center. This study presents two research results. One is to develop a Air-to-Air Combat Tactics based on the concept of mosaic warfare, and the other is to derive a minimum unmanned system autonomous functions capable of performing the developed tactic. In this research, we have further improved the tactics and autonomous functionalities of UAVs, which we studied in the prior work. In addition, we propose the performance requirements with minimum autonomous functions which enable cooperative missions between manned and unmanned teams by connecting the tactics and autonomous functions of UAVs 최근 과학기술은 우리가 상상할 수 없을 정도의 속도로 발전하고 있다. 과학기술의 발전은 일상의 모습도 변화시키지만, 전쟁의 양상도 변화시키고 있음을 최근의 전쟁사례에서 알 수 있다. 이렇게 발전하는 과학기술 중에서 무인화, 인공지능 관련 기술 등은 미래 전장의 판도를 바꿀 게임 체인저(Game Changer)로 주목받고 있다. 무인화는 전장에서 인간의 생존성을 보장하고, 인구 감소의 대응 방안으로 각국이 개발에 노력하고 있는 분야이다. 최근 미국의 DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)에서는 모자이크전(Mosaic Warfare)이라는 새로운 전쟁개념을 연구하고 있으며, 그 중심에는 고가의 유인기와 저가의 무인기 간의 임무 분담을 통한 협업이 자리 잡고 있다. 본 연구는 두 가지의 연구 결과를 제시한다. 하나는 이상에서 설명한 모자이크전의 개념에 근간한 무인기를 활용한 공군 공대공(Air to Air) 유무인 협업 전술을 개발하는 것이고, 또 하나는 개발한 전술을 수행할 수 있는 최소한의 무인체계 자율기능을 도출하는 연구이다. 기술 발전으로 많은 무인기가 개발되고 있다. 소요군은 전장에 투입할 고성능의 무인기를 구축하고 싶어 할 것이다. 그러나 모자이크전의 등장 배경에서도 설명한 바와 같이 미래 전장에서는 경제적이고 신속 대체 가능한 무인기가 요구될 것이며, 이런 미래 전장의 요구조건에 부합하는 무인기가 가져야 할 최소한의 자율기능을 식별할 필요가 있다. 본 연구는 황성인 등(2022)과 정병호 등(2021, 2022)이 연구한 전술과 자율기능을 더욱 발전시키고 전술과 무인기의 자율기능을 연결함으로써 유무인 협업 전술 작전 수행이 가능한 최소한의 자율기능을 가지는 무인기의 요구성능을 제안한다. 이러한 요구성능의 식별과 제안은 전장에서 저가이지만 신속한 개발 및 성능개량이 가능한 무인기 개발로 상대방의 위협에 능동적으로 대처한다는 모자이크전 개념에 부합한다고 할 수 있을 것이다. 또한, 각종 전술 수행에 필요한 무인기의 공통 자율기능만을 가진 하나의 무인기 플랫폼을 개발하고, 특정 전술에 따른 자율기능 구현 장치를 모듈 형태로 탑재하여 전장에 투입한다면 공통 자율기능을 가진 무인기의 대량생산 가능성이 열리게 되어 규모의 경제를 통한 경제적인 이점도 가질 수 있을 것으로 생각된다.

Enhancement of the Optical Image with a DC Blocked Spiral Holographic Pattern

황성인,이정균,송동훈,최대식,고도경 한국물리학회 2011 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.58 No.2

A modification of microscopy using a spiral phase plate, which enhanced the optical image by blocking the DC part of the object spectrum is presented. In conventional differential-interferencecontrast microscopy, enhancement of optical images is achieved by interference of mutual coherent beams which experience different optical phases. This method increases the contrast of the optical image compared to normal microscopy, but the image still has some blurring around the edge of the sample. Our modification consists of placing a DC blocking region on an optical spatial filter, which allows us to achieve a sharp edge compared to the conventional one. By patterning the grating of the circular area in the center with a different direction (π/4 in our case), we could redirect the DC part of the Fourier component that passed through the center of the phase plate. By eliminating the DC part of the object spectrum, we could get a highly enhanced image and clearly observed the inside of the cheek cell, which was invisible otherwise.

Dynamic Control and Stabilization of a Laguerre-Gaussian Beam by using the shifted Zone Plate Method

황성인,송동훈,Hoonsoo Kang,고도경 한국물리학회 2010 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.56 No.1

A Laguerre-Gaussian (LG) beam with a helical phase structure has been demonstrated by using a spatial light modulator(SLM) from a commercial projection display. We realize dynamic control of the LG beam and explore a wavefront correction for the LG beam by introducing the shifted zone plate method. The wavefront-corrected LG beam is characterized by observing the interference pattern.

북한무역구조

黃性仁,조영기 강남대학교 1998 (강남대학교)논문집 Vol.32 No.3

발효 홍삼의 NF-κB 신호전달 조절을 통한 항염증 효과

황성인(Sung In Hwang),주현정(Hyeon Jeong Ju),김효동(Hyo Dong Kim),곽태원(Tae Won Kwak),유병홍(Byung Hong Yoo),김성구(Sung Gu Kim),이철원(Chul Won Lee),황태호(Tae Ho Hwang),안원근(Won Gun An) 한의병리학회 2011 동의생리병리학회지 Vol.25 No.3

인문사회학편 : 공군 전자전 발전을 위한 제언

황성인(중령) ( Seong-in Hwang ) 공군사관학교 2015 空士論文集 Vol.66 No.2

현대의 무기체계는 상상을 초월할 정도로 급격하게 발전하고 있다. 전 인류의 역사를 뒤돌아보면 근·현대의 무기체계가 가장 급격한 속도로 발전하였으며, 경이로울 정도의 살상력과 정확도는 현대전과 미래전의 양상을 바꾸어 놓기에 충분하였다. 많은 군사학자들은 미래전의 양상을 예측할 때 네트 워크중신 작전환경(NCOE : Network Centric Operation Environment)과 효과중심 작전(EBO : Effect-Based Operations)을 가장 많이 이야기한다. 이런 네트워크중심 작전환경, 효과중심, 작전을 수행하는 무기체계의 운용 근간은 전자기 스펙트럼이 될 것이며, 따라서 전자기 스팩트럼 운용으로 정의되는 전자전은 미래 전장의 가장 근본이 되는 요소가 될 것이다. 최근 戰史 분석 자료를 보면 전자전의 중요성은 날로 증가하고 있으며 각국은 새로운 전쟁 양상에 부합하는 전자전을 발전시키려 노력하고 있다. 그러나 他 무기체계에 비하여 전자전 관련 기술은 국가 비밀로 보호되고 있어 관련자료 획득에 제한사항이 많은것이 사실이다. 본 논문에서는 戰史에 나타난 전자전과 전자전 패러다임 변화, 미래전장 예측을 통하여 한국 공군의 전자전 발전에 대한 몇 가지 의견을 제시하고자 한다. Modern weapons systems are experiencing rapid development and change beyond ourimagination. In the history of mankind, a century``s development of modern weapons systems`` probability to kill and precision has been enough to shi ft the dynamics of modem and future warfare. Many military scholars explain Network Centric Operation Environment(NCOE) and Effect-Based Operations(EBO) as a basic concept whenever they mention the dynamic of future warfare. Weapons systems based on NCOE and EBO will have electromagnetic spectrum as their basis of operation. thus. elect ronic warfare will become a fundamental operating factor in future battlefields. According to a recent analysis based on the history of war, the importance of electronic warfare is ever increasing and there is a worldwide effon to develop electronic warfare capabilities that conform to new warfare dynamics. Unfortunately. it is very di fficult to acquire EW data because EW lechnologies are classified and protected by lheir governments. It is relativelY easy 10 comprehend technological developments and forecast future changes for other weapons systems. however. there are many limitations for that of electronic warfare. Founded on changes in electronic warfare paradigm evidence from the history of war and forecasts of future battlefields. this thesis attempts to propose electronic warfare developments for the Republic of Korea Air Force.Modern weapons systems are experiencing rapid development and change beyond ourimagination. In the history of mankind, a century``s development of modern weapons systems`` probability to kill and precision has been enough to shi ft the dynamics of modem and future warfare. Many military scholars explain Network Centric Operation Environment(NCOE) and Effect-Based Operations(EBO) as a basic concept whenever they mention the dynamic of future warfare. Weapons systems based on NCOE and EBO will have electromagnetic spectrum as their basis of operation. thus. elect ronic warfare will become a fundamental operating factor in future battlefields. According to a recent analysis based on the history of war, the importance of electronic warfare is ever increasing and there is a worldwide effon to develop electronic warfare capabilities that conform to new warfare dynamics. Unfortunately. it is very di fficult to acquire EW data because EW lechnologies are classified and protected by lheir governments. It is relativelY easy 10 comprehend technological developments and forecast future changes for other weapons systems. however. there are many limitations for that of electronic warfare. Founded on changes in electronic warfare paradigm evidence from the history of war and forecasts of future battlefields. this thesis attempts to propose electronic warfare developments for the Republic of Korea Air Force.

항공우주군 도약을 위한 사이버전자전 발전방안 연구

황성인 ( Hwang Seongin ) 공군사관학교 2020 空士論文集 Vol.71 No.1

사이버전(Cyber Warfare)은 이미 현대 전장(Battle field)에서 중요한 역할을 수행하고 있다. 특히 미래전장의 지휘통제체계(C2: Command and Control) 및 대부분 무기체계는 네트워크와 직접 연결하여 운영될 것으로 예견하고 있어 사이버전의 중요성은 나날이 증가할 것이다. 이런 현상은 적·아를 막론하고 양쪽 모두에게 해당하는 내용이다. 나아가 지휘통제 및 무기체계의 네트워크는 유선 연결의 한계를 극복하기 위해 유선과 무선을 연결한 유·무선 네트워크 구성으로 영역을 증가시키고 있다. 군사작전용 네트워크는 주로 단독망으로 구성하여 사이버 공격이 매우 어려웠으나 유·무 선으로 네트워크가 확장되면서 악성코드의 무선영역 침투를 통한 사이버 공격이 새로운 작전개념으로 주목받게 되었다. 이것을 바로 사이버전자전(CEW: Cyber Electronic Warafre) 이라 칭하고 있으며, 미국, 이스라엘은 사이버전과 전자전을 융합한 이 새로운 영역의 가능성에 관심을 가지고 오랜 기간 연구와 무기체계 개발에 노력해 오고 있다. 본 연구에서는 공군의 미래를 향한 프로젝트, “에어포스 퀌텀 5.0”에서 주요 핵심과제로 발전시켜 나가려 하는 사이버전자전의 개념에 대하여 알아보고 과거의 운영사례, 운영사례가 항공우주작전에 주는 시사점을 연구, 분석하여 향후 발전방향을 제안하였다. Cyber Warfare has long been executing an critical role in the modern battlefield. The importance of Cyber Warfare will increase day by day, particularly as weapon systems and modern command and control systems are predicted to be operated directly through to the network. This phenomenon applies to both friend and foe. Furthermore, the network of command control and weapon systems are increasing its domain beyond the limitations of wired network to the convergency of wired and wireless networks. The difficulties of cyber attacks in military operation lied on the closed network, but as the network expanded by connecting wired and wireless, attacks through penetration of the wireless domain emerged as a new concept of operation. This very concept is named cyber electronic warfare. United States and Israel have long been set down to a research and development of weapon systems, with key interest in the possibility of this new area of convergency of cyber warfare and electronic warfare. In this study, the concept of cyber electronic warfare, which is to be developed as a key object in the Air Force Quantum 5.0, a project for the future of the Air Force, is reviewed. Furthermore, future development strategies are suggested through revising air and space operation within past operation cases.

공대공 교전을 위한 유무인항공기 협업 전술 개발

황성인(Seong-In Hwang),양광진(Kwang-Jin Yang),오지현(Jihyun Oh),설현주(Hyeonju Seol) 한국항공우주학회 2022 韓國航空宇宙學會誌 Vol.50 No.1

전장에서의 무인기 활용이 시작된 이후 무인기는 기만, 정찰, 공격 등 다양한 임무에 투입되어 인간을 대신하여 성공적인 임무를 수행하여 왔다. 과거, 기술의 제한으로 자율적 임무수행이나 유인기와의 협업을 통한 임무는 불가하였으나 데이터 통신, 인공지능 등의 기술 발전으로 인하여 자율임무 수행은 물론 유무인 협업을 통한 시너지 효과를 창출하는 수준까지 발전하였다. 본 연구에서는 공군의 항공우주작전 중 공대공 임무를 중심으로 유무인 협업이 가능한 임무를 식별하였으며, 많은 공대공 임무 중 가장 핵심이면서 기본 작전으로 판단된 전투기소탕에 관한 유무인 협업전술 개발을 연구하였다. 전투기소탕 작전 중에서도 유무인 협업을 통한 비스텔스기 대응과 스텔스기 대응 전술로 구분하여 연구를 진행하였으며, 이후 간단한 공학시뮬레이션을 통하여 제시한 전술의 실효성(임무 성공과 유무인기 생존 가능성)을 증명하였다. UAVs have been deployed various missions such as deception, reconnaissance and attack since they have been applied in battlefield and achieved missions successfully instead of man. In the past, it is impossible for UAVs to conduct autonomous missions or cooperative mission between manned aircraft due to the limitation of the technology. However, theses missions are possible owing to the advance in communication and AI Technology. In this research, we identified the possible cooperative missions between manned and unmanned team based on air-to-air mission. We studied cooperative manned and unmanned tactics about fighter sweep mission which is the core and basic operation among various air-to-air missions. We also developed cooperative tactics of manned and unmanned team by classifying nonstealth and stealth confrontational tactics. Hereafter, we verified the validity of the suggested tactics using computer simulations.

핵 EMP 위협에 대한 공군 주요 무기/전력지원체계 방호 발전방안 연구

황성인 ( Hwang Seongin ) 공군사관학교 2019 空士論文集 Vol.70 No.-

국내외 매체를 통하여 알려진 바와 같이 공중 핵폭발에 의한 핵 EMP(Electro Magnetic Pulse, 전자기 펄스)가 중대한 위협으로 부각되고 있다. 직접적인 핵 공격은 많은 인명 피해를 초래하여 국제적 비난과 연합군의 군사행동으로 이어질 가능성이 많다. 따라서 적국은 고고도 핵 EMP에 의한 전자기기의 파괴를 통하여 인명에 대한 피해 없이 교통, 통신, 전산망 등 사회 기반의 마비를 일으켜 국가적 대혼란을 초래하는 방법으로 체제 붕괴를 획책하려 할 것이다. 현재까지 EMP에 대한 방호는 주로 시설 분야에 국한되어 발전되어 왔으며 무기/전력지원체계 분야에 대한 체계화된 방호방안은 수립되지 못한 실정이다. 따라서 본 연구는 공군 무기체계 및 전력지원체계에 대한 핵 EMP 영향성 및 방호방안에 대하여 면밀히 분석하여 미비점을 보완하고 보다 효율적인 방호 발전방안을 제시한다. As it is known through a number of media, Electro-Magnetic Pulse (EMP) caused by an high altitude nuclear explosion emerged as a serious threat. A direct nuclear attack would cause an enormous number of casualties, and this can be connected to international criticism and a military action by the coalition. Therefore, the enemy would plan to collapse a government by causing a nation-wide chaos through a complete paralysis of the national infrastructure including traffic controls, communications and networks without casualties utilizing nuclear EMP caused by the high altitude nuclear explosion. Currently, protection from the EMP is focused only on facilities, and plans to achieve a systematic method to protect weapons/force support systems have not been established yet. Thus, this study thoroughly analyzes EMP protection methods and effects of nuclear EMP against Air Force weapons system and force support system, and suggests effective development methods to improve imperfections.

공대공 교전을 위한 유무인기 협업 전술개념 개발

황성인(Seong-In Hwang),양광진(Kwang-Jin Yang),박명환(Myung-Hwan Park),김성호(Sungho Kim),설현주(Hyeonju Seol) 한국항공우주학회 2021 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2021 No.11