한국의 군사용 무인항공기 진화적 연구개발 전략 연구 = A study on the evolutionary r&d strategies of military unmanned aerial vehicles(uavs) in korea

국문 초록 (Abstract)

무인항공기 등의 무기체계를 군에서 활용하기 위해서는 복잡하고 오랜 기간이 소요되는 국방획득절차를 거쳐야 하며, 이로 인해 최신 과학기술이 반영된 무기체계를 바로 활용하기 어려운 구조적 문제가 발생하고 있다.
본 연구는 한국의 군사용 무인항공기 연구개발 전략 관련하여 미국의 진화적 개발 사례를 분석하여 시사점을 도출하고 제도 개선(안)을 제시하는데 중점을 두었다. 이와 관련하여 미국의 무인항공기 육성 정책과 1990년대부터 개발하여 운용 중인 Global Hawk, Reaper, Predator 및 Shadow-200 등의 개발 사례를 살펴보았다.
미국은 대통령과 의회에서 전략적 방향성을 제시하고 국방부에서 종합 로드맵을 작성하여 공개하면서 무인항공기를 중점적으로 육성하였다. 미국의 무인항공기 개발에는 다음과 같은 특징이 있었다. 첫째, 빠르게 개발하여 운용하기 위하여 신개념기술개발사업(ACTD)을 활용하였다. 둘째, 운용경험과 최신기술을 반영할 수 있는 나선형 진화적 개발을 하였다. 셋째, 초기 성능목표는 낮게 설정하여 운용성 확인에 중점을 두었으며, 진화적 개발로 성능향상을 도모하였다. 넷째, 항공기를 다시 개발하는 등 대규모 진화적 개발도 하였다. 다섯째, 다수의 손실이 있었으나 정책적으로 개발을 지속하였다.
한편 한국도 미국과 유사한 무인항공기를 개발하였는데, 모두 일괄 획득 방식을 적용하였다. 일부 성능목표에 미달하여 전력화가 지연되었으며 추가 비용이 투입되었다. 양산 이후 성능개량은 제한적이었다.
한국도 무인전투시대를 대비하기 위하여 무인항공기에 대한 전략적 육성이 필요하다. 미국과 같은 종합 로드맵과 다음의 내용을 고려한 진화적 연구개발 전략이 필요하다.
첫째, 계획수립 내실화가 필요하다. 무기체계 수명주기 동안 위협 분석을 하고 진화적 개발 전략을 수립하여야 한다. 기술을 보유한 업체와 소요 기술별 전문가 참여가 활성화되어야 한다. 운용개념(ConOps)과 표준임무시나리오에 입각한 성능목표(ROC)를 설정하여야 한다. 임무에 적합한 항공기 형상과 임무장비 성능(무게)과 운용시간에 대한 종합적 고려가 필요하다.
둘째, 진화적 ROC 1단계 목표는 운용에 필요한 최소한의 항목과 성능으로 설정하고, 다음 단계 목표는 유연하게 제시하고 관리할 수 있어야 한다.
셋째, 진화적 획득을 기본으로 하고 필요 시 일괄 획득을 할 수 있도록 획득제도가 개선되어야 한다. 진화적 획득은 2번 이상의 개발을 하는 것으로 현행 탐색개발과 체계개발의 조정이 필요하다. 최초 시험평가는 핵심기능 위주로 평가하고 후속 단계에서는 변경된 내용을 중심으로 하는 것이 필요하다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In order to use weapon systems such as unmanned aerial vehicles in the military, it is necessary to go through a complex and long-term defense acquisition process, which creates structural problems that make it difficult to immediately utilize weapons systems that reflect the state-of-the-art technology.
This study focused on deriving implications and suggesting institutional improvements by analyzing the case of evolutionary development of the United States in relation to Korea's military unmanned aerial vehicles R&D strategy. In this regard, looked at the U.S. policy of fostering unmanned aerial vehicles and the development of the Global Hawk, Reaper, Predator and Shadow-200, which have been in operation since the 1990s.
The U.S. focused on fostering unmanned aerial vehicles by presenting strategic directions from the President and Congress, and preparing and disclosing a comprehensive roadmap from the Ministry of National Defense.
The development of unmanned aerial vehicles in the United States had the following characteristics: First, the Advanced Concept Technology Development(ACTD) Project was used to develop and operate quickly.
Second, a spiral evolutionary development that can reflect operational experience and the state-of-the-art technology was made. Third, the initial performance goal was set low to focus on operability verification, and evolutionary development promoted performance improvement. Fourth, large-scale evolutionary developments were also carried out, including the re-development of aircraft. Fifth, although there were many losses, development continued as a policy.
On the other hand, Korea also developed unmanned aerial vehicles similar to those of the United States, and all of them applied single step acquisition method. Mass production was delayed due to some performance targets were not met, and additional costs were added. Performance improvement after mass production was limited.
South Korea also needs to strategically foster unmanned aerial vehicles to prepare for the era of future unmanned combat. A comprehensive roadmap similar to that of the United States and an evolutionary R&D strategy considering the following are necessary.
First, it is necessary to make the planning more substantive. Threat analysis during the weapon system life cycle and evolutionary development strategy should be established. The participation of companies with technology and experts by required technology should be activated. Performance objectives (ROCs) based on operational concepts (ConOps) and standard mission scenarios shall be established. It is necessary to comprehensively consider the shape of the aircraft suitable for the mission, the performance (weight) of the mission equipment, and the operating time.
Second, the evolutionary ROC stage 1 goal should be set with the minimum items and performance required for operation, and the next stage goal should be flexibly presented and managed.
Third, the system should be improved so that it can be based on evolutionary acquisition and can perform single-step acquisition when necessary. Evolutionary acquisition involves two or more developments, and it is necessary to adjust the current exploratory development and system development. It is necessary to evaluate the initial test evaluation focusing on core functions and focus on changes in subsequent stages.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제1절 연구의 배경 및 필요성 1
• 제2절 연구의 방법 및 범위 18
• 제2장 한국과 미국의 진화적 획득 제도 21
• 제1절 진화적 획득 개념 및 종류 21
• 제2절 한국의 진화적 획득 제도 32
• 제3절 미국의 진화적 획득 제도 35
• 제4절 종합 및 시사점 38
• 제3장 군사용 무인항공기 40
• 제1절 무인항공기 용어 및 분류 40
• 제2절 무인항공기 발전 51
• 제3절 한국의 군사용 무인항공기 개발 56
• 제4절 종합 및 시사점 61
• 제4장 미국의 군사용 무인항공기 개발 63
• 제1절 정책적 육성 63
• 1. 정책적 방향성 제시, Roadmap 수립/공개 63
• 2. 문제점 및 위험요인 분석, 개선 계획수립 67
• 3. 우선순위 도출 72
• 4. 기술 분야별 발전 계획수립 74
• 제2절 무인항공기 개발 101
• 1. Group-5 무인항공기 개발 101
• 2. Group-4 무인항공기 개발 112
• 3. Group-3 무인항공기 개발 126
• 제3절 종합 및 시사점 131
• 제5장 진화적 연구개발 전략 136
• 제1절 진화적 획득 계획 수립 내실화 136
• 제2절 진화적 작전운용성능(ROC) 설정 142
• 제3절 진화적 획득 제도 개선(안) 150
• 제4절 종합 및 시사점 158
• 제6장 결론 161
• 제1절 연구의 요약 및 의의 161
• 제2절 연구의 한계 및 향후 과제 166
• 참고 문헌 167