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군사기술
군사기술(軍事技術, military technology)은 무기생산기술·무기운용기술·전투기술 등을 통틀어 일컫는 말이다.
7세기경 아시아에서 흑색화약이 발명되고 아라비아에서 과학이 발달되어 13세기에는 실용단계에 이르렀고, 13세기 말에는 유럽에도 전해졌다. 화포(火砲)는 1304년 아라비아에서 발명되었으나 실용적으로는 화전(火箭)이 주가 되고 15세기 이후에 중요시되었다.
14세기 전반의 소화포는 엷은 철판을 원통으로 만들어 단접(鍛接)하였으며, 큰 것은 단철봉(鍛鐵棒)을 둥글게 다발을 짓고 쇠테로 죄어 만들었다.
개요[편집]
군사기술은 무기의 생산, 운용 기술, 전투 기술 따위를 총칭하는 용어이다. 군사기술은 전쟁에 사용하기 위한 기술의 응용이다. 이는 본질적으로 분명히 군사적이며 민간용이 아닌 종류의 기술로 구성된다. 일반적으로 유용하거나 합법적인 민간용 응용 프로그램이 부족하거나 적절한 군사 훈련 없이 사용하기 위험하기 때문이다.
군사 발명품은 역사 전반에 걸쳐 민간용으로 사용되었으며 때로는 약간의 수정이 이루어졌으며 민간용 혁신도 유사하게 군사용으로 사용되었다.
군사 기술은 일반적으로 군대의 전투에 사용하기 위해 특별히 과학자와 엔지니어에 의해 연구 및 개발된다. 많은 새로운 기술이 과학에 대한 군사 자금 지원의 결과로 탄생했다.
군비 공학은 군사 무기 및 시스템의 설계, 개발, 테스트 및 수명주기 관리이다. 기계 공학, 전기 공학, 메카트로닉스, 전기 광학, 항공 우주 공학, 재료 공학 및 화학 공학을 포함한 여러 전통적인 공학 분야의 지식을 활용한다.
분야[편집]
병기공학[편집]
병기공학(兵器工學)은 병기의 제조, 사용법 등 군사 기술에 대하여 다루는 공학이다. 병기학(兵器學)이나 조병학(造兵學)이라고도 한다.
연구대상은 무기가 되지만 총, 대포, 미사일, 폭탄, 핵무기, 화학무기, 전차, 군함, 군용기 등 신무기들이 주된 연구대상이고 도검, 창, 활 등 구식무기는 소홀하게 다루거나 다루지 않는 일이 많다.
병기공학은 군사분야에서 제한적으로 활용되는 학문인 까닭에 그 학문적 입지가 타 분야에 비하여 취약한 연유로, 현재는 대학의 학과로서 개설되어 있지 않다. 우리나라에서는 1958년 1월 인하대학교(당시에는 인하공과대학)에 병기공학과가 최초로 설치된 바 있다.
따라서 병기공학자는 사실상 없으며 특정한 병과 특히 보병, 포병, 기갑 등 전투병과에서의 경력이 오래된 직업군인들이 해당 분야의 전문가(포병으로 오랫동안 대전차포를 다루던 직업군인이 대전차포분야의 전문가인 것 등)인 일이 많다.
군대의 장비를 가리켜 군장(軍裝)이라고 한다.
군사기술의 변화[편집]
인류는 무려 기원전 3,500년경부터 군비 경쟁을 시작했다. 그동안 인류가 치러온 다양한 전쟁과 군비경쟁은 통신기술, 항공기술과 로켓기술 등 각종 첨단기술의 발전에 크게 기여했다. 군사 분야는 오늘날에도 지속적으로 방대한 예산이 집행되고, 끊임없이 혁신적인 기술이 개발되는 곳이다. 미국은 매년 한국의 국가예산보다 많은 600조원 이상을 군사비로 사용하고 있고, 중국도 160조 이상의 금액을 사용한다. 현재 미국내 혁신의 아이콘으로 알려진 실리콘밸리가 위치한 샌프란시스코베이 지역은 제2차 세계대전으로 인하여 발전이 더욱 가속화되었고 연구개발에 필요한 풍부한 자금을 공급할 수 있게 되었다는 분석도 있다. 오늘날 실리콘밸리에서는 록히드마틴, BAE시스템즈과 같은 다양한 군수기업들이 연구소를 운영하고 있고, 혁신적 기술을 지속적으로 개발하고 있다.
4차 산업혁명으로 야기되는 초연결성과 다양한 기술은 한국 병사들도 새롭게 무장시키고 있다. 한국 내에서는 인구감소, 복무기간 단축 등으로 인한 전력약화 가능성을 첨단기술 활용으로 개선할 수 있다는 분석도 있다. 4차 산업혁명을 주도하는 다양한 파괴적 혁신기술들이 병사들과 무기체계에 가져올 다양한 변화들에 대하여 살펴본다.
- 소프트웨어 기술과 워리어플랫폼 프로젝트
국군은 오랫동안 사람이 도안한 것 같은 얼룩무늬의 위장복을 사용했다. 국군은 2011년경에 와서야 디지털위장복 또는 픽셀위장복을 사용하였다. 점묘 방식으로 프린팅한 디지털위장복은 색상간의 경계가 뚜렷하지 않아 위장효과가 더욱 우수하다. 진화된 소프트웨어 기술은 화가나 디자이너들이 그릴 수 없는 새로운 패턴을 그려내어 탁월한 위장효과를 만들어냈다.
육군은 2017년부터 '워리어플랫폼'이란 프로젝트로 병사들의 피복과 무기체계를 개선하고 있다. 새롭게 발전하는 나노기술은 전투피복의 쾌적성, 활동성과 내구성을 강화시킨다. 예전에 '라디오 초한지'라는 방송 프로그램에서는 포위되어 고립된 촉군의 병사들이 속옷을 세탁할 수 없자 뒤집어 입는다는 설정이 등장했다. 그렇지만 현대의 발한성 소재는 땀이나 물을 짧은 시간내에 마르도록 하고, 냄새는 밖으로 배출하여 속옷의 쾌적성을 높인다. 일부 소재는 태양광을 받으면 이를 신속하게 열에너지로 변화시켜 동계훈련시 병사들을 따뜻하게 해준다. 알루미늄 성분의 나노물질이 코팅된 의복은 열을 반사하여 보온력을 강화시킬 수 있다. 지난 동계올림픽 개폐회식에서는 조직위원회는 추위에 떨 관중들을 위하여 엉덩이핫팻, 발바닥핫팻, 손핫팩을 지급했다. 핫팩과 유사한 충전식 발열체 장착이 가능한 신형군복은 수시간 동안 고온의 발열을 지속하여 병사들의 전투력을 향상시킬 수도 있다.
전자섬유를 이용하여 전투복에 보호색을 투사하는 개념도 연구 중이다. 미군은 이미 착용하면 병사들의 얼굴만 떠다니는 느낌을 주는 투명망토 기술을 개발했다. 이러한 전투복을 입으면 영화 속의 투명 인간처럼 발각되지 않고 쉽게 적을 공격할 수 있다. 폴란드는 BAE시스템즈의 지원으로 8각형 모양의 특수타일을 부착하여 발열을 낮추는 탱크를 개발했다. PL-01로 알려진 이 전차는 적외선 추적장치로는 식별이 어려워 일명 보이지 않는 전차로 불린다. 첨단 나노기술을 활용하면 병사들이 착용하는 방탄복도 가볍고 유연해진다. 미국의 크레이그 바이오크래프트 연구소는 거미줄을 활용하여 보다 유연하고 가벼운 방탄복을 선보이기도 하였다.
- 드론과 로봇의 전투체계
한국 육군이 밝힌 5대 게임체인저 중의 하나는 드론과 로봇의 활용이다. 현재의 기술로도 드론이 촬영한 정보를 실시간으로 스마트기기나 헬멧에 부착된 영상장치로 전송할 수 있다. 평창 동계올림픽에서는 다수의 드론이 밤하늘에 '오륜기'와 '수호랑' 등을 그리는 것을 전국민이 지켜보았다. 아마존에서는 이미‘비하이브’와 같이 드론을 벌떼와 같이 이용하는 동시입출고 시스템을 개발하고 있다. 유사한 개념을 군사적으로 활용하면 다수의 드론들은 벌떼처럼 동시에 달려들어 적을 공격하는 것도 가능하다. 머지않아 곤충만큼 작게 제작된 드론이나 전자칩을 이식받은 곤충들은 GPS가 작동하지 않은 지하나 터널, 건물내에서도 효과적으로 정찰과 공격을 감행할 수 있게 된다.
입는 로봇과 휴머노이드 로봇은 미래의 전투 환경에서 빠질 수 없다. 이미 한국내 홈쇼핑에서는 근력보조장치를 사용하면 노약자들이 손쉽게 계단을 오르내리거나 물건을 들 수 있다고 광고하고 있다. 현대로템은 병사의 몸무게보다 40~50kg이 더 나가는 무기도 쉽게 옮길 수 있는 웨어러블 로봇을 개발하였다. 필자는 이미 여러 전시회에는 인공지능이 적군을 식별하고 총탄을 발사하는 경비용 장비를 목격할 수 있었다. 이러한 추세를 볼 때 다양한 증강현실 기능과 근력강화장치를 결합한 아이언맨 슈트의 탄생도 결코 먼 훗날의 이야기만은 아니다.
- 레일건, EMP탄 등 새로운 무기의 등장
중국은 2세기 이후 세계 최초로 화약을 발명했는데, 오늘날 화약을 이용하여 발사하는 총기는 전 세계에 8억정이나 존재한다. 총기는 진화를 거듭하여 언덕너머의 적을 공격하기 위하여 일정거리를 날아가 공중에서 폭발하는 탄환을 발사하는 총기나 기역자 모양으로 꺾을 수 있어 모퉁이 안쪽의 적을 공격할 수 있는 소총도 등장했다. 최근에 연구 중인 스마트탄환은 탄환 내부전원을 이용하여 비행 중 총탄의 길이나 비틀림을 조정하여 이동방향을 변경하거나 원하는 방향으로 유도되도록 개발되고 있다.
이미 북한도 중국에서 대포병탐지레이더를 도입한 것으로 추정되는데, 기존 대포의 단점은 폭발음으로 포탄의 발사 위치가 추적되어, 발사원점이 곧바로 공격을 받는다는 것이다. 이러한 문제는 최근에 개발된 레일건이 해결할 수 있다. 레일건은 코일에 강한 전류를 흘려 전자기장으로 총탄을 발사하는데, 큰 소리를 내지 않고 탄환을 발사할 수 있다.
미래의 전쟁을 지배할 새로운 무기는 레이저이다. 러시아 육군은 이미 트럭에 탑재 가능한 레이저 무기를 운용중이다. 미해군은 2014년부터 상륙함 폰즈에 30kw급 레이저 무기를 장착하여 적항공기나 드론을 공격하는 훈련을 하고 있다. 레이저무기가 적극적으로 활용되면 미국은 군사용 우주왕복선을 보내 인공위성을 파괴할 수도 있고 고속으로 이동하는 적미사일을 요격할 수도 있다. 현재 운용중인 다양한 레이더는 공격용으로 발사된 미사일이나 적항공기를 요격하는데 활용된다. 이러한 이유로 미군은 레이더를 무력화시키는 크라울러와 같은 다양한 전자전기기를 운영하고 있다.
한국은 1500km까지 비행할 수 있는 현무3 순항미사일을 개발했는데, 일부 방어시스템은 다양한 순항미사일도 요격할 수 있다. 미국은 2007년 마하10으로 비행하는 요격이 어려운 미사일을 개발하였다. 러시아도 이번 달에 마하10으로 운항하는 미사일을 개발하였다고 발표했다. 초음속 미사일은 이제 미래전쟁의 판도를 바꾸는 핵심 기술로 인식되고 있다.
다양한 무기체계가 전자적으로 작동하자, 컴퓨터와 전자장비를 무력화하는 EMP탄도 확대되고 있다. EMP탄은 저렴한 비용으로 항공망, 교통망, 전력량과 가스망을 마비시킨다. 핵 EMP는 수백km의 전자기기를 파괴하는 효과가 있고 비핵EMP도 수km이내의 전자기기를 무력화하는 힘을 가지고 있다.
북한의 김정남이 작년 VX로 암살되었는데, 최근 영국에서는 일부 요원들이 풀로늄-210이나 노비축에 노출되어 사망하는 사례가 발생하기도 하였다. 비록 화학무기감축협정이 체결되기도 하였지만, 일부 국가들은 여전히 화학무기에 대한 개발을 지속하고 있고, 나노무기들을 연구하고 있다. 한편 첨단 나노기술을 활용하는 3D프린터는 일부 무기들을 더욱 가볍게 하고, 빠르게 생산하는데 활용되고 있다.
- 가상 현실 기술이 낳은 미래의 전투장비
네트워크 중심전은 1990년대 미국에서 고안된 아이디어이다. 이것은 지리적으로 흩어져 있는 부대 간이나 전투원 사이의 네트웍을 강화하여 군사력을 강화한다는 개념이다. 네트웍 중심전에 활용될 수 있는 C4I장비는 정찰 정보를 효과적으로 지휘소에 전달하고, 병사들에게 공격명령을 효과적으로 수용하도록 한다. 다양한 네트웍장비는 병사들의 생체신호를 효과적으로 지휘소에 전달하기도 한다.
미래에는 개인이 휴대하는 소총도 조준경이 지휘부대와 연결되어 원격으로 총탄을 발사할 정도로 개량될 것이라는 전망도 있다. 미국은 1990년대 말 이미 다양한 증강현실 기술을 선보이며 전투관련 정보를 헬멧을 통하여 병사들에게 전달하고, 보병이 관찰하는 시야는 지휘관이 중계화면으로 볼 수 있는 기술을 선보였다. 오늘날 가상현실 기술은 다양한 시가전 훈련, 전술훈련 등에 활용되고 있으며, 증강현실 기술은 다양한 무기의 사격훈련에 응용된다.
한편, 향상된 네트웍이 가져오는 지나친 연결성은 기밀정보에 대한 보안을 취약하게 한다. 북한은 이미 2013년 KBS와 농협의 전산망을 마비시켰으며, 2016년 기무사령부의 국방망에도 접근했다. 한국수력원자력의 전산망, 잠수함이나 이지스함에 관한 정보도 해킹 피해를 입었다. 미국은 2009년부터 공대지 미사일을 발사할 수 있는 무인기 '프레데터'을 운영하였는데, 이라크 반군들은 26달러짜리 해킹 프로그램을 구입하여 프레데터의 영상을 가로채거나 오작동 하도록 만든 사례는 유명하다. 통신용으로 사용되는 라우터나 컴퓨터 하드디스크의 펌웨어들이 각종 스파이웨어의 은신처로 활용될 수 있다는 우려가 제기되기도 하였다.
한국은 그동안 굳건한 자주국방의 의지로 K9자주포, FA-50 공격기 등 다양한 명품무기를 만들어왔다. 현재, 한국의 방산 수출 규모는 세계 13위를 차지할 정도로 발달했다. 북한의 병력은 남한의 2배가 넘지만, 군사력은 단순한 병력으로 판단할 수 없다. 북한군의 지휘체계와 군수물품의 보급에는 부분적으로 문제가 발견되고 있고. 일부 장비는 노후화되어 있다고 한다. 한미동맹으로 강화된 한국의 군사력에 대하여, 북한은 핵무기나 화학무기, 잠수정 등 다양한 비대칭전력을 개발하여 이를 극복하고자 하고 있다. 한국 내에서 현재 진행되고 있는 국방 분야의 다양한 혁신활동은 병력의 불균형 등으로 야기될 수도 있는 다양한 위기를 슬기롭게 극복하도록 지원할 것이다.
미래 전쟁 과학기술 수준[편집]
누구나 그러지 않기를 바라지만 미래에 전쟁이 난다면 어떤 식으로 무기전쟁이 치러질까.
과학기술은 전쟁의 양상을 변화시켜왔다. 창과 칼, 활을 들고 싸우던 시대에서 화약과 총으로 변화했고, 전차와 항공기를 거쳐 현재 정밀유도병기(PGM) 시대에 와있다. PGM은 전파, 음파, 광파 등을 이용한 장치로 표적을 명중할 수 있도록 만들어진 무기를 말한다.
다시 한번 PGM은 전쟁의 양상을 변화시킬 것으로 보인다. 145곳을 타격하기 위해 2년의 세월을 소모했던 과거와 달리, 현재는 1시간에 1500곳을 표적 처리할 수 있다. PGM 시대로 접어들면 실시간 핵심표적도 충분히 가능해질 것으로 보인다. 실시간 무차별 공격으로 적장을 초토화시킬 수 있다는 뜻이다. PGM 뿐만이 아니다.
- 생체모방 로봇
테러 사건을 주도한 무장단체. 이 단체들을 공격하기 위해 미군이 작전을 시작했다. 작전 신호가 떨어지자 움직인 것은 사람이 아닌 벌레다. 이 벌레는 생체를 모방해 만들어진 로봇들이다. 벌레처럼 생긴 로봇들을 의심하는 테러조직원은 없다. 로봇은 사무실에 침입해 촬영하고 도청하며 정보를 빼낸다.
2016년 국내 개봉한 영국 영화 '아이 인 더 스카이'의 한 장면이다. 전쟁을 승리로 이끌기 위해 적군의 정보를 캐냈던 첩자 역할을 로봇이 대신하는 모습이다. 생체모방로봇의 진화는 사람이 아닌 로봇이 전면에 나서는 시대가 될 것으로 예상된다.
실제 생체모방로봇 기술은 어디까지 왔을까.
중국은 2018년 비둘기를 닮은 드론을 개발, 중국 정부 기관 30곳에서 이미 도입해 사용하고 있다. 서북공업대학에서 개발한 이 드론은 고해상도 카메라, GPS 안테나, 비행 조절 시스템, 위성과 연결되는 데이터 송수신 장치 등이 장착돼 있다. 현재 약 30분 비행이 가능한 것으로 알려졌다.
기존의 새 드론이 날개를 고정한 채 날았다면 비둘기 드론은 마치 새처럼 양 날개를 퍼덕이며 하늘을 난다. 비둘기 동작을 약 90% 모방한 것으로 알려져 있다. 중국 언론은 비둘기 드론과 새가 함께 나는 등 새로 착각할 정도로 정교하다고 보도한 바 있다.
독일의 자동화 전문 기업 훼스토는 박쥐, 거미, 나비 등 다양한 곤충을 모사한 로봇을 개발 중이다. 그중 2015년 개발된 나비 모방 공중로봇은 실내 GPS 기술을 이용해 자율비행이 가능하며, 지능형 네트워크시스템을 통해 로봇 나비가 서로 부딪치지 않도록 했다. 15분의 충전으로 3~4분의 비행이 가능하다.
동사(同社)에서 2013년 개발한 잠자리 모방 공중로봇은 전방, 후방, 측면으로 자유자재 비행이 가능하다. 스마트폰을 이용해 조종할 수 있다. 2018년 박쥐 형상을 모방해 날개를 접고 펴는 것이 가능한 비행체를 개발하기도 했다.
한국에서는 장조원 한국항공대학교 교수가 새의 날갯짓을 모사한 공중로봇을 개발한 바 있다. 상승 강하 선회 비행이 가능하다. 박훈철 건국대 교수는 크기 3.5cm 무게 6.2g의 딱정벌레의 날갯짓을 모사한 공중로봇을 개발했다.
물속에서 움직일 수 있는 수중 생체모방 로봇은 붕어와 같은 형태의 로봇에서 가오리, 해파리, 펭귄 등 다양한 모습을 진화하고 있다. 수중환경에서 통신, 자기 위치 파악, 환경 인식 등이 필요해 난제가 많아 육, 공 생체모방 로봇에 비해 발전이 더딘 편이다.
수중 로봇에는 세계 최초로 지능형 수중 로봇을 상용화한 AIRO사의 물고기 로봇이 있다. 5시간 충전해 10시간 운영할 수 있으며 최대 60cm/s로 속도를 낼 수 있다.
생체모방 무기는 기동하기 어려운 특수환경에서도 움직일 수 있으며 시각적, 청각적으로 적에게 탐지 가능성이 낮다는 장점이 있다. 다만 모든 것을 초소형으로 개발해야 한다는 점이 한계다. 현재의 생체모방 로봇이 단순 구동은 가능하지만, 시스템적 기능을 탑재해 특수임무를 수행하기 어려운 것도 이런 한계점이 있기 때문이다.
군 관련 R&D 전문가는 "시스템적 기능을 위해 구동 메커니즘 연구뿐 아니라 센서와 통신, 배터리 등 요소기술도 함께 개발돼 융합하는 것이 중요하다"고 말했다.
- 미래 전투복 아이언맨 슈트처럼 될 수 있나
영화 아이언맨 주인공 토니 스타크의 친구 제임스 로디는 미군 장교로 나온다. 그는 업무를 수행할 때 로봇스튜를 입고 하늘을 날며 적군과 싸운다. 그의 슈트는 적군의 강한 펀치와 불 물 공격 등을 막아내는 중요한 역할을 한다.
전투원의 생존 가능성과 연관이 있는 차세대 전투복 개발이 다양하게 진행되고 있다. 미국과 러시아에서 발표한 차세대 전투복은 마치 아이언맨, 혹은 로보캅을 연상시키는 모습이다. 하늘을 날거나 AI가 전투 조언을 하는 수준까지는 아니지만 운동성 증강소자와 냉온 자동제어 복합섬유, 초경량 충격 흡수 복합소재 등으로 이뤄져 전투병이 좀 더 안전하게 임무를 수행할 수 있도록 돕는다.
전투복에 다양한 기능성을 갖게 해주는 중요한 재료 중 하나인 '신소재' 개발이 다양하게 진행 중이다. 고강도화, 경량화, 다기능화, 복합화, 정말화, 지능화, 무인화 등 요구에 대응하는 다양한 첨단국방소재는 국방력 증강에 활용할 수 있다.
예를 들어 경량·충격 흡수가 용이한 방탄재료는 장갑에 사용할 수 있고, 탐지확률을 감소시켜주는 스텔스재료를 전투복에 접목하면 생존성을 높일 수 있다. 군화나 전투복에 에너지하베스팅 기술을 접목하면 무거운 배터리 없이 전자기기 활용도 가능하다.
국방소재는 첨단무기 체계에도 활용 가능하다. 미국은 나노소재와 메타소재 등을 미래 유망발전 분야로 추진하면서 맞춤형 구조 소재를 통해 무기체계의 성능을 대폭 향상시키고 있다. 캐나다는 반응성 구조재를 적용한 포탄을 개발해 원하는 지역만 정확히 타격하는 신소재를 개발 중이다. 영국은 장갑차용 티타늄 형상기억합금을 개발해 국방소재로 활용할 계획을 가지고 있다.
한국에서도 전투원 생존성을 위한 방호 증강소재와 초경량 신소재 등 개발이 이뤄지고 있다. 하지만 전투복의 경우 우수한 디자인에 반해 재질이나 기능성이 떨어진다는 혹평이 이어지고 있다. 950억원을 투입해 2014년 보급한 사계절 전투복의 경우 습기를 쉽게 먹고 뻣뻣해 땀복이라는 비아냥도 심심찮게 들린다.
동영상[편집]
참고자료[편집]
- 〈군사 기술〉, 《위키백과》
- 〈군사기술〉, 《두산백과》
- 여정현 기자, 〈증강현실이 가져올 군사기술의 변화〉, 《이코리아》, 2018-03-26
- 김지영 기자, 〈미래 전쟁 과학기술 어디까지 왔나? 한국은?〉, 《헬로디디》, 2019-12-10
같이 보기[편집]
