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[서울경제]
대한기계학회에 최근 방산 관련 최첨단 기술 개발 소식 하나가 회자되고 있다. 다름 아닌 군 전략 무기로 비밀리에 개발 중인 한국형 극초음속 순항미사일(HCM·Hypersonic Cruise Missile) ‘하이코어’(HyCore) 비행체 관련 기술이 ‘2025 대한민국 올해의 10대 기계기술’ 후보에 등재됐기 때문이다.

‘대한민국 올해의 10대 기계기술’은 한국기계기술단체총연합회가 매년 국내에서 개발된 우수한 기계기술과 제품을 선정해 연구자들의 노고를 치하하고 대 부산대학교 취업지원 한민국 기계기술의 우수성을 국내외에 알리기 위해 제정한 상이다. 9월 2일~24일까지 한국기계기술단체총연합회 회원들과 일반인 투표를 거쳐 10월 중 최종 선정한다.
HCM은 기존 미사일의 단점을 보완해 적의 미사일 방어 체계를 뚫을 수 있는 강력한 타격 체계로 꼽힌다. 탄도미사일과 순항미사일의 장점만으로 만들어져 일종의 ‘게임체인저’로 알 하나은행 금리 려졌다. 이 때문에 미국과 중국 등 군사 강국들을 중심으로 관련 기술을 확보하기 위해 경쟁을 치열하게 벌이고 있다.
군이 비밀리에 개발 중인 하이코어 비행체는 국방과학연구소(ADD)와 한화에어로스페이스 등이 지난 2018년 10월부터 최근까지 ‘복합영역 비행체’의 핵심 기술을 연구 개발하고 있는 프로젝트다.
항공기나 미사 3천만원 대출 이자 일의 속도는 소리의 속도인 ‘마하 1’을 기준으로 비행기와 미사일은 마하 1 미만인 ‘아음속’, 마하 1 이상이면 ‘음속, 전투기와 미사일이 마하 3 이상이면 ‘초음속’, 마하 5 이상이면 ‘극초음속 비행을 할 수 있다고 일컫는다.
한국형 극초음속 비행체 하이코어는 이미 실제 비행시험을 성공하고 검증을 완료한 것으로 전해졌다. 하이코어는 한국장학재단 생활비대출 부모님 개발 목표인 ‘마하 5에서 5초 이상 연소 유지’를 초과 달성하고 최고 속도 마하 6을 기록했다. 이 같은 개발 성과를 바탕으로 하이코어는 대한기계학회에서 주관하는 ‘대한민국 올해의 10대 기술’의 후보에 등재된 것이다.



지난 2020년 8월 국방과학연구소(ADD)가 설립 별내 50주년 기념사를 통해 마하 10 이상으로 비행하는 극초음속 미사일 개발 계획을 처음 공개했다. 2021년 12월 3일 방위사업청 주최로 열린 국방과학기술대제전에선 Hycore(하이코어)라는 이름의 초고속 비행체의 형상도 공개됐다. 사진 제공=국방과학연구소(ADD)



대한기계학회에 보고된 자료에 따르면 하이코어는 아음속을 넘어 마하 3 이상의 초음속 비행과 마하 5 이상인 극초음속 비행을 둘 다 할 수 있는 ‘복합영역 비행체’다.

비행체의 제트엔진이 마하 3 이상으로 비행하기 위해선 ‘램제트’(Ramjet) 엔진이, 마하 5 이상으로 비행하기 위해선 ‘스크램제트’(Scramjet) 엔진이 필요한데 하이코어는 초기에 램제트 엔진이 속도가 빨라지면 스크램제트 엔진으로 변하는 ‘이중 램제트’ 기능을 갖추고 있다.
특히 하이코어는 이 기술을 구현하기 위해 초고속 비행체 통합설계 기술과 초고속 비행체 구조 기술, 초고속 비행시험용 연료 공급 기술, 통합 성능진단 기술, 비행시험용 초음속 연소기 기술 등을 구현하는 데 성공했다.
이를 통해 시험발사에서 최고 고도 23㎞, 최고 속도 마하 6을 달성했다. 초기 목표인 최고 고도 20㎞, 마하 5 이상이라는 목표를 초과 달성한 셈이다. 마하 6은 1초에 2.04㎞, 1시간에 7344㎞ 거리를 비행하는 속도다. 만약 하이코어가 1시간 동안 비행한다면 서울에서 우크라이나 키이우를 1시간 만에 날아갈 수 있는 것이다.
다만 일본과 호주 등은 극초음속 시험비행체를 완성했지만 한국의 하이코어는 KTSSM 전술 탄도미사일 및 우주발사체 부스터 등을 사용하거나 우주발사체용 발사대가 아닌 유도무기용 발사관(Canister)을 사용해서 발사된다. 즉 현재 성능은 검증됐지만 단지 무기화 수준에 근접한 시험비행체라는 점이다. 설계 기술 및 엔진 기반 기술을 확보한 단계다.
이와 관련 미국 군사 전문매체인 워존(TWZ)은 최근 하이코어 시험발사 사진과 풍동(風洞) 실험 이미지를 공개하고 “한국의 차세대 전략무기가 구체적 궤도에 올라섰다”고 보도했다.
워존은 그러면서 하이코어가 이중(2단) 고체연료 로켓 부스터를 채택해 스크램제트 엔진이 작동할 수 있는 초고속 영역까지 가속한다는 점에 주목했다. 기존 극초음속 순항미사일이 주로 단일 부스터를 사용하는 것과 대비되는 점이다. 형상은 미국 보잉의 스크램제트 기반 극초음속 비행시험기인 X-51A ‘웨이브라이더’와 유사하다.



미 공군이 시험한 보잉社의 극초음속 비행체 ‘X-51A 웨이브라이더’ 모습. 스크램제트 엔진을 활용해 마하 5 이상 속도로 비행할 수 있다. 사진 제공=미 공군



우리 군은 극초음속 순항미사일 하이코어를 다양한 플랫폼에서 운용할 계획이다. 지상 발사는 이미 수직발사관을 통해 시험 발사가 성공적으로 이뤄졌다.

앞으론 항공기 발사형으로는 KF-21 ‘보라매’ 전투기와 F-15K ‘슬램 이글’이 탑재할 수 있도록 개발하고 있다. KF-21은 한국이 독자 개발한 4.5세대 전투기로 장차 공대지·공대함 장거리 미사일을 탑재할 수 있도록 설계됐다. 극초음속 순항미사일 하이코어까지 통합된다면 KF-21은 한국형 ‘스텔스 전투기’에서 한발 더 나아가 극초음속 전력 플랫폼으로 도약하게 된다. 다만 하이코어는 크기와 중량이 상당해 초기 운용은 탑재 여유가 큰 F-15K에서 먼저 이뤄질 가능성이 커 보인다.
무엇보다 8200t급 차세대 이지스구축함 정조대왕급(KDX-Ⅲ Batch-Ⅱ)에 장착되는 한국형 수직발사기 KVLS-Ⅱ에 탑재될 가능성도 높다는 점이다. 오는 17일 진수식이 열리는 정조대왕급 2번함 ‘다산정약용함’은 ‘SM-3’·‘SM-6’ 요격미사일을 운용할 수 있는 최신 방공·탄도미사일 방어 능력을 갖춘 함정으로 극초음속 순항미사일 하이코어까지 더해지면 최강의 이지스구축함으로 거듭나게 된다.
여기에 3000t급 잠수함 장보고-Ⅲ(KSS-Ⅲ)의 수직발사관(초기형 6셀·후속함 10셀 예정) 역시 하이코어 운용 후보로 거론되고 있다.
현재로선 해군 소요에 반영된 극초음속 대함유도탄 개발이 먼저 현실화될 가능성이 크다. 만약 실전배치가 완료되면 미사일 방어(MD) 기능을 갖춘 적의 이지스구축함이나 항공모함이 한반도에 접근하는 것을 막을 수 있는 강력한 ‘해양 접근거부’(A2/AD) 전략 자산으로 자리매김할 수 있다.
종합하면, 현재 극초음 순항미사일 하이코어는 단순 시험체가 아닌 무기화 직전 수준의 검증 체계다. 국방과학연구소(ADD)는 내년 봄까지 이중 램제트 전환 기술을 완성할 계획이다. 아울러 2028년까지는 가변식 공기흡입구를 확보해 실전 배치할 수 있는 극초음속 순항미사일을 완성한다는 목표를 세웠다.
이 과정에서 축적된 기술은 극‘초음속 공대지 미사일’, ‘극초음속 무인기’ 등 파생무기 개발로도 이어져 한반도를 위협하는 적의 도발을 강력하게 차단할 핵심 무치체계로 거듭날 것으로 기대된다.




이현호 기자 hhlee@sedaily.com