IRST
1. 적외선 탐색 및 추적 장치
1.1. 개요
'''IRST (Infra-Red Search and Track)'''
적외선 탐색 및 추적 장치.
직진성이 강한 특정 적외선을 탐색, 대상의 위치를 파악한다. 레이더와 유사한 능력을 가지나, 피동 센서에 가깝다. 레이더는 전파를 쏘고, 반사파를 수신하여 위치를 파악하는 능동 장치를 뜻하기 때문이다. 많은 IRST가 레이저를 발신, 수신하여 거리를 측정한다. 이런 면에서는 레이더와 유사한 특성을 가진다고도 할 수 있다.
적외선 추적 방식 미사일의 탐색기와 작동 방식이 비슷하다.
1.2. 상세
IRST는 적외선으로 허공을 살피다가 높은 적외선이 감지되면 대상을 추적하여 정보를 알린다. 표적은 주로 적 항공기나 미사일이며, 이들이 주로 내뿜는 파장의 적외선만 골라서 탐지해야한다. 허공에는 태양이라는 거대한 적외선 방사체가 있고, 구름이나 수면에 반사되는 태양빛이나 지면의 뜨거운 열기 모두 적외선이므로 적절한 필터링과 소프트웨어적인 처리가 이루어져야한다.
사용 파장은 크게 3가지 대역으로 나뉜다. 1~3 마이크로미터 파장의 단파장 적외선은 주로 제트엔진의 열기로 인하여 뜨겁게 달궈진 금속부분에서 나온다. 그러나 이 부분은 적 항공기/미사일의 꽁무늬부분에 있으므로 적 항공기/미사일이 정면에서 날아오면 탐지성능이 떨어진다. 3~5 마이크로미터 파장의 중파장 적외선은 적 항공기/미사일의 배기가스에서 많이 나오며, 고속비행으로 인하여 달궈진 기체 전면에서도 좀 나온다. 8~12 마이크로미터 파장의 장파장 적외선은 고속비행으로 인하여 달궈진 기체 전면에서 가장 많이 나온다.
보론하여 5~8 마이크로미터 파장 대역은 어떨까. 전투기나 미사일은 이 파장 대역의 적외선을 가장 많이 방출한다. 바로 배기가스의 주 성분이 수증기와 이산화탄소이기 때문이다. 그러나 성분상 대기 중 이산화탄소와 수분에 바로 흡수되어 탐지가 어렵다.
1.3. 장점
- 적 RWR장치에 걸리지 않는다. 레이더는 전파를 발신해서 부딛혀 돌아오는 전파를 수신하므로 적이 발신 전파를 탐지할 수 있다. 반면 IRST는 적이 방사한 적외선을 수신하므로 역탐이 어렵다. 즉 레이더를 끄고 IRST만으로 적기를 추적하여 기습공격을 가하기도 가능.
- ECM에 방해 받지 않는다. 이 점은 상대적으로 아군의 ECM에 대응능력이 떨어질 때(즉 아군 레이더가 적의 ECM에 잘 교란될 때), IRST가 유용한 추적수단이 될 수 있다.
- 일정거리 이내라면 IRST는 레이더보다 더 높은 각도분해능을 가지며 오차가 적다.
1.4. 단점
- 기상 영향을 많이 받는다. 적외선은 5~8 마이크로미터 이외의 대역에서도 대기에 의해 굴절되거나 산란되므로 먼 거리 표적에 대해서는 정확도가 떨어진다. 특히 지상은 적외선을 많이 방사하므로 저고도 표적 탐지 능력이 떨어진다. 또 구름 등에도 크게 영향받는다. 항공기의 적외선 방사는 재각각이다. 최신예 전투기용 IRST는 100km 밖 탐지 능력을 광고한다. 그러나 이는 이상적일 때이다. 아군과 적기 모두 공기밀도가 낮고(그래서 산란과 흡수가 덜 되는) 주변 온도도 낮은 높은 고도에 있고, 적기가 엔진을 내쪽으로 향하고 도망치며, 애프터버너를 켜서 적외선을 최대한 많이 방출하고 있는 상황에서나 가능하다. 만약 적기가 애프터버너를 끄고 정면으로 달려드면 같은 상황에서 탐지거리는 절반으로 떨어진다. 서로 고고도가 아니면 탐지거리는 더 떨어진다.
1.5. 거리측정 방식
IRST 자체로는 정확한 거리측정이 어렵다. 레이더는 직접 발신한 전파의 반사파를 수신하므로 전파의 이동 시간을 정확히 알 수 있어 적기의 거리를 상대적으로 정확하게 알 수 있다. 반면 IRST는 감지 대상이 방사한 적외선을 일방적으로 수신하는 것이므로 시간 정보가 없어서 거리를 알기 어렵다. 그래서 과거 IRST는 대상의 방위만 파악하며, 조기경보만 가능한 성능에 그쳤다. 그러나 현대에는 기술 발달에 따라서 여러 방법으로 거리측정이 가능하게 되었다.
- 소프트웨어적 거리 추정. 대상이 방사하는 각각 다른 파장대 자외선의 세기와 빈도를 비교 분석한다. 이들의 대비를 산출하여 대략적인 위치를 파악한다. 이는 카메라의 콘트라스트 AF 기법과 유사하다. 다만 추정할 수 있을 뿐, 확실한 거리를 파악하기는 어렵다. 이런 대략적인 정보라도 방위만 파악할 때보다 더 나은 전술적 이점을 가지게 된다. IRST는 기본적으로 피동 센서이므로 취합되는 데이터가 레이더보다 복잡한 편이다. 따라서 정확도를 높이려면 적절한 필터링과 데이터 해석이 이루어져야 하며 디지털화 될수록 유리하다. 이러한 거리 추정 방식은 현대에 들어서 정밀화 될 수 있었던 것이다.
- 삼각측량 방식 측정. 군함에서 주로 쓴다. 두 IRST의 거리가 멀수록 정확도가 높아지므로, 크기가 제한적인 전투기에는 이런 방식을 쓸 수 없다. 그리하여 편대 전투기가 하나의 표적을 동시에 추적하여 삼각측량 하는 방법이 등장한다. 편대 간 고속 데이터링크 시스템과 고정밀 항법장치들이 등장하면서 실현 되었다. 그러나 정확도에는 개선의 여지가 있다. 적외선의 산란이나 굴절 등으로 인하여 각각의 IRST에 각도 오차가 발생한다. 데이터 레이턴시나 항법장치의 작은 오차도 쌓이면 최종적으로 수십 수백 미터 이상 오차는 피할 수 없는 것이다. 중장거리 공대공 미사일 지령에는 일반적으로 더 정밀한 위치 파악이 필요하다. 따라서 아직은 레이더 없이 IRST 단독으로 쓰기는 어렵다. 다만 조기경보와 전파침묵 용도로는 유용하다.
- 레이저를 이용한 거리 측정. 레이더에서 거리정보를 알 수 있는 이유와 마찬가지로 적외선 레이저를 직접 방사하여 반사파로 이동시간을 구하고 거리를 계산한다. 비교적 저렴하며 정확한 방식이다. 다만 대상이 레이저 수신 경보기를 갖추었다면 추적 상태임을 알아챈다. 더불어 최신형이라해도 탐지거리가 50km를 넘지 못하여 레이더를 완벽히 대체할 수 없다. Su-27 초기모델은 레이저 거리 측정 가능 거리가 고작 8km에 불과하였다. 당시는 기술 수준이 낮았고 센서와 부가 장치도 거대했다.
1.6. 각국의 상황
한동안 서방에서 사장되었던 IRST가 다시 각광받고 있다. 스텔스나 전파침묵, 지향성 전파통신이 대세가 되어서 다른 관측 수단이 필요해졌기 때문이다.
상기한대로 최신 IRST가 성능을 발휘하려면, 고도화된 데이터 해석 능력이 필요하다. 전자기술이 발전하며 IRST의 능력은 최근에 들어서 비약적인 향상을 이루어졌다.
한편 1990년대 무렵부터 IRST는 단순 적외선 센서가 아니라 적외선 카메라, 즉 열영상센서로 전용할 수 있다. 모드전환을 통하여 FLIR, 적외선 카메라로도 쓸 수 있다. 물론 지상공격용 등의 전용 FLIR보다는 정밀도가 떨어지는 편이다. 혹은 FLIR 포드들에 IRST 기능을 추가하기도 한다.
미국에선 F-35부턴 IRST를 더 발전시킨 EOTS를 달아 역할을 대신하고 있다.
1.6.1. 미국
전투기의 IRST 사용은 1950년대에 시작되었다. 미 공군의 주력 전투기들에 종종 탑재되었으며, F-4 팬텀도 초기 모델은 이 IRST를 달고 있었다. 그 이유는 주된 목표인 소련의 대형 폭격기들이 큰 덩치에 걸맞게 강력한 출력을 갖춘 ECM 장치를 탑재했기 때문이다. 그래서 전투기 레이더만으로는 표적을 정확하게 찾기 어려웠기에 보조센서로 사용되었다. 그러나 곧 미군의 레이더 수준이 러시아를 압도하기 시작하면서 미군의 IRST는 잠시 사장된다.
미 공군과 달리 미 해군은 IRST에 좀 더 목을 매는 편이었는데, 미공군에 비하여 상대적으로 소련의 폭격기 공격에 노출될 확률이 높았기 때문이다. 바로 항공모함을 노리고 달려드는 Tu-22 같은 저고도 초음속 폭격기 같은 것들. 천하의 F-14라고 해도 해면밀착 비행을 하는 표적에 대한 탐지거리는 중/고고도로 날아오는 적기 탐지거리에 비해 심히 떨어지기 마련이고, 특히 폭격기급에 탑재된 대출력 ECM 장치까지 켜는 상태면 폭격기 탐지거리가 더 떨어져버린다. 그래서 대응책으로 F-14에만은 IRST를 단 것. 특히 이 IRST는 정면으로 달려드는 초음속 비행체 탐색에 적합한 장파장 적외선 탐지센서다. 단, 초기모델인 F-14A에는 IRST가 달리지 않았는데 이 당시의 IRST는 아직 미 해군의 요구사양을 만족하지 못하고 오작동률이 높아서 그랬다고.[1].
미 공군은 스텔스기에 IRST를 기본장비로 채용하지 않는다. 가령 F-117이나 F-22이 그렇다. 검토는 되었다지만 레이더에 주력하는 방향이 되었다. F-35또한 IRST전용 마운트나 센서는 없다. 대신에 기수 아래에 EOTS, EODAS[2]가 FLIR 및 IRST 역할이다. 이 센서는 레이더를 끈 F-35가 스텔스를 유지하며 이지스함등의 다른 플랫폼의 대지미사일, 대공미사일을 목표물까지 유도할 수 있는 능력을 부여한다. IRST의 기능에 네트워크 전투까지 가능하게 된 셈. EODAS는 EOTS와 달리 동체 여러곳에 달려서 다양한 방향에서 다가오는 위협(미사일, 적기 등)을 사전에 발견 할 수 있어 공격력 뿐만 아니라 방어력까지 상승하였다.
미 해/공군은 2017년 F-15, F-16, F/A-18등 기존 전투기에 포드식으로 장착할 수 있는 공대공용 IRST인 Legion IRST를 도입할 예정이다. 이는 EOTS같은 최신센서가 없는 전투기들을 위한 프로그램이다. EOTS 처럼 기본적으로 내장된 IRST는 아니지만 공간확장이 여유롭기 때문에 더 싼값에 더 강력한 광학장비를 장착할 수 있어 성능면에서 꿀리지 않는다. 레이저 조사기능까지 갖춘 스나이퍼(타게팅 포드)를 장착할 수 도있다.
1.6.2. 유럽
1.6.3. 러시아
1970년대 중후반 부터 소련은 IRST를 애용했다. 베트남전 등에서 미군의 ECM 기술에 압도당해 곤란한 상황을 겪었기 때문이다. 소련은 전자기술은 미군보다 항상 떨어졌는데, 레이더나 ECM 기술도 열세였기 때문이다. 적외선 분야는 레이더처럼 압도적으로 감쇠하기 어려웠기 때문에 IRST가 있으면 어느정도 대응이 가능했기 때문이다.
마침 R-73이나 HMS 조합으로 도그파이팅에서 IRST의 능력을 확인한 소련은 IRST 성애자가 된다. 그리하여 R-27 같은 장거리 BVR 미사일에도 적외선 탐색기를 장착한 미사일을 개발하기도 했다. 개발했다. 전투기에도 Su-27, MiG-29에 IRST와 레이저 거리 측정기를 기본 탑재한다. 구형 소련 전투기의 앞에 보이는 커다란 렌즈들이 그것이다.
이후 공산주의 소련 붕괴 후 세워진 러시아 연방에서도 IRST를 잘 사용하고 있다. 때마침 스텔스기가 대두되면서 IRST의 필요성이 줄어들지 않았기 때문이다. 신예 전투기인 Su-35, MiG-35 역시 IRST가 기본적으로 내장되어있다.
Su-57, Su-35 등은 EODAS 처럼 IRST가 기수 뿐만 아니라 다양한곳에 설치되어 있어 사방에서 갑자기 등장한 위협에 대응할 수 있게 되었다. 또한 내장된 IRST는 EOTS처럼 크기에 제한이 있어 외장형 IRST 처럼 101KS-N 타게팅 포드를 장착할수있다.
1.6.4. 서유럽
유럽의 유로파이터 역시 IRST를 기본장착되나 러시아처럼 레이저 거리 측정기는 없다.
프랑스의 라팔은 OSF 센서에 IRST와 CCD카메라 및 레이저거리 측정기가 통합되었다. 근데 운용에 문제가 있는지 2007년경부터 차기형 OSF(OSF-IT)는 IRST는 빠질 예정이라는 보고가 있었다. 실제로 OSF-IT를 탑재한 라팔부터는 OSF의 IRST 자리는 더미로 채워져있다. 대신 MICA 대공 미사일 처럼 IRST 탐색기가 장착된 미사일의 탐색기 영상을 모기가 볼수있어 미사일을 센서로 활용하는 역발상을 실현하기도 했다.
스웨덴의 그리펜 역시 IRST 사용을 검토하였으나 비용상의 문제로 탐재되지 않았다. 최신형인 JAS39E형 부터는 탑재한다.
1.7. 전투함
전투함용으로도 단일센서, 혹은 삼각측량을 위한 이중센서 IRST가 많이 등장하였다. 선박은 공간/무게에 대한 제약이 상대적으로 적다. 많은 수를 탐재할 수 있어 전투기에서 사용할 때보다 정확도가 높다.
대함 미사일은 고도 5~10m의 초저고도 기동(시 스키밍)을 한다. 이들은 수평선 너머에서 들어와서 레이더로 포착이 어렵다. 초음속 시 스키밍 대함미사일이 등장하면서 레이더만으로 대응하기는 더 어려워지고 있다.
이러한 변화에 따라 IRST가 각광받게 되었다. 초저고도에서 초음속 비행을 하면 미사일 표면 온도가 수 백도 이상까지 치솟는다. 이때 IRST는 더 정확하게 탐지한다.
또한 함포 사격처럼 근거리 전투 때 조준기구로 사용할 수도 있다.
1.8. 참고항목
2. 인텔® 빠른 스토리지 기술
Intel® Rapid Storage Technology. #
레이드를 구성할수있는것은 물론, 레이드 기술을 응용하여 SSD를 HDD의 캐시 메모리로 사용 할 수 있는 기술이다(분리 가능한 물리적 SSHD). 최근 나온 옵테인 메모리도 이 기술을 그대로 이어 받아 사용한다. 아무 메인보드나 가능한게 아니고 인텔 SATA 컨트롤러가 설치된 메인보드만 가능하다. 라이선스 비용이 있기 때문에 SATA가 8개 있는데 4개의 포트만 IRST 사용가능한 메인보드가 있다. SSD를 캐시로 사용하는 구성의 경우 최대 64GB까지만 가능하다. 더 큰 SSD는 남는 공간을 별도 파티션으로 사용할 수도 있지만 IRST 캐싱 성능을 떨어트린다.
IRST 캐싱을 사용하려면 바이오스의 저장장치 운영을 RAID모드로 설정해야 한다. 기본값은 대개 AHCI이다. 윈도우를 설치한 후에 AHCI↔RAID 전환을 하면 부팅되지 않으므로 윈도우 설치전에 바꿔두어야 한다. 윈10은 안전모드로 부팅하면서 설정을 바꾸고 한번 재부팅하는 것으로 해결 가능하다. IRST 프로그램도 설치해야 하는데, 인텔 홈페이지나 메인보드 제조사 홈페이지에서 다운 가능하지만 인텔이 버전관리를 제대로 하지 않으므로 보드제조사 것을 이용하면 편하다. 인텔 공홈에서 내 시스템에 적용되는 최신버전을 찾기 번거롭다. 일부 버전은 닷넷 프레임워크 최신버전을 인식하지 못해서 설치되지 않거나 캐싱 기능이 활성화되지 않는 버그가 있다. 인텔은 이 버그를 수년간 고치지 않았으며 앞으로도 고치지 않을것으로 보인다. 레지스트리의 닷넷 프레임워크 버전값을 수정해 IRST를 속이면 정상실행된다.참고
옵테인과의 차이점은 옵테인은 M.2를 사용하고 반드시 그 파티션에만 윈도우를 설치해야 하지만 IRST는 SATA를 사용하고 데이터 용도로 구성가능하다.
당연히 AMD CPU에서는 사용이 불가능하다. (참고 : https://downloadcenter.intel.com/ko/download/28650/-RST-?v=t)
다만, AMD에서는 AMD 나름의 레이드 구성 드라이버가 있으며 인텔보다 레이드구성이 까다롭다