■ HMD의 개발배경

항공기 발달로 인해 시스템이 복잡화되면서 조종석 계기류 증가로 인한 효과적인 시현방법이 항공기 설계에 큰 비중을 차지하게 되었으며, 특히 새로운 기술을 도입할 차기 세대의 전투기는 거의 단좌 전투기여서 집합계기의 필요성이 각별히 요구되어 왔다.

이러한 요구에 따라 시현(示現)시스템은 지속적인 발전을 거듭, 현재 F-16 등에 장착되어 있는 전방시현기 HUD(Head-up Display)가 등 장하게 되었다. 그리고 최근에는 항공기 장착미사일 기술의 발달에 따라 적외선 미사일로 후방이나 측면의 목표를 추적하기 위한 시계밖(Off-Bore sight) 목표물에 조준점(Seeker)을 맞추는 시스템이 필요하게 되었다.

1985년 개발된 러시아의 단거리 공대공 유도탄 AA-11이 헬멧과 상호 연동된다는 사실이 최초로 서방에 알려지면서 서방국가들도 이에 대응한 유사 무기체계 개발에 착수, 시현장치의 걸작이라 할 수 있는 헬멧장착 전방 시현기(HMD)가 개발되기에 이르렀다.


■ HMD와 연동되는 탐지장비

HMD와 연동되는 탐지장비에는 현재 FLIR(전방관측 적외선장비 : Forward Looking Infra Red)가 있다.

F-15K용 JHMCS(헬멧장착 연동시스템 : Joint Helmet Mounted Cueing System)의 경우 LANTIRN(저고도항법 및 주/야간 정밀공격장비 : Low Altitude Navigation & Targeting Infra Red for Night)과 같은 FLIR 장비가 동체하부 측면에 장착되어 목표물의 탐지, 식별과 공격조준에 사용된다. 탑재된 LANTIRN으로 부터 전하방에 적외선 지형탐지를 하고 영상사진을 HMD에 표시한다. 이때, 적외선 식별이 가능한 목표물은 위치지정, 목표물 추적, 조준, 폭탄투하가 HMD로 가능해 주야간 공격이 신속하게 이루어진다. 또, 획득한 정보는 기록이 가능하므로 DATA LINK 시스템으로 연동할 경우 우군 항공기간 영상정보공유도 가능하다.

이처럼 HMD는 NVG(야간투시경 : Night Vision Goggle)와 접목 운용시 야간 공격능력의 획기적인 신장이 기대된다.


■ HMD의 장점

HMD의 장점은 계기반이나 HUD와는 달리, 조종사가 어느 곳을 보아도 비행정보가 중단되지 않는다는 점이다. 또한 HUD가 가지는 제한적인 시야 이외의 범위까지 미사일의 Seeker를 목표물에 향하게 할 수 있고, 탑재 추적장치의 범위를 벗어나더라도 추적 미사일에 대해 계속적인 목표물 지시가 가능하다. 그리고 조종사의 눈 바로 앞에 주요 비행정보를 시현시켜 주므로 조종사가 적기를 찾느라고 고개를 돌려도 언제든지 원하는 정보를 읽을 수 있게 해준다. 즉, 조종사가 쓰고 있는 헬멧에 HUD의 기능을 갖도록 한 것이다.


■ HMD의 단점

지금까지 개발된 HMD 장비로는 HUD의 모든 정보를 시현할 수 없기 때문에 아직까지는 HUD와 병행 사용해야 하며, 이로 인해 HMD와 HUD 사이의 비행정보 기호의 표시 통일 문제(아날로그 혹은 디지털 방식)가 해결되어야 한다.

또 다른 단점으로 헬멧의 무게가 무거우면 높은 한계하중(G)이나 탈출을 위한 사출 시에 머리를 다칠 위험이 있으므로 이들 시스템을 내장하고도 무게를 최소화 해야 하는 기술적인 어려움이 있다.


■ HMD의 개발현황 및 전망

HMD는 라팔이나 미 공군과 미 해군을 위해 개발 중이다. 이중 F-15K에 함께 제안되고 있는 혁신적인 시스템 중의 하나가 바로 JHMCS(헬멧장착 연동시스템)인데, 모듈식 항전장비로서 헬멧에 착탈이 가능하며, 전투기의 HUD에 시현되는 내용을 조종사의 헬멧 바이저에 시현해 줌으로써 조종사의 작업량을 감소시켜주고, 상황인지 능력을 증가시킬 수 있는 장비이다.

미 해군의 F/A-18C/D에 의한 비행시험 내용 중 괄목할만한 것은 JHMCS를 사용한 미 해군의 공대지 공격시험에서 표적포착시간을 기존에 비해 5배나 단축시킨 것이다. 또한, 차세대 고기동형 단거리 공대공 미사일인 AIM-9X의 개발과 연동한 JHMCS의 시험도 진행 중이다.

현재, 미 공군은 악시정 및 야간에도 임무가 가능하게 PNVG(파노라마 야간투시경 : Panoramic Night Vision Goggle)도 개발 중인데, PNVG는 수평 100°와 수직 40°의 시야를 제공해주며, 야간 표적 획득 및 추적 시현장치와 호환 가능하게 된다.

차세대 개념의 헬멧은 진보된 육안 추적 및 헬멧 표적 시스템으로 확장된 시야를 가지고, JSF(F-35)에 적용하기 위해 개발 중인데, JSF에는 HUD를 채택하지 않고 HMD가 주장비가 될 것으로 예상되고 있다.

< 출처 : 월간공군 2004년 6월호 >