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러시아-우크라이나 전쟁, 이스라엘-팔레스타인 분쟁 장기화는 전 세계 무기 수요를 촉발시켰고, `23년 한국의 방위산업 수출은 약 140억 달러를 기록하며 2년 연속 ‘세계 톱 10’ 국가에 이름을 올렸다. 유럽의 군비확장이나 중동의 불안이 장기화되는 가운데 국내 방산 업체들이 주력으로 하는 자주포, 탄약, 포탄, 전차 등의 무기와 첨단 요격시스템들이 새로운 수출 계약으로 이어질 가능성이 높아 보인다. 그러나 산업연구원(KIET) ‘국내 방산 클러스터 실태조사(2023) 보고서’에 따르면 미국, 프랑스 등 선진국 대비 국내 방산 특화단지인 창원, 대전, 구미의 방산 클러스터 경쟁력 수준이 각각 77.7%, 73.6%, 67.5%로 나타났으며 현행 방산 혁신클러스터 사업을 고도화해야 한다고 주장했다. 정부는 `24년 무기 수출 지원을 뒷받침할 계획으로 `27년 글로벌 4대 방산 강국 도약을 목표로 세웠다. 

방위산업에서 첨단전략산업 분야를 집중 육성해 `24년 방산 수출 200억 달러를 달성하기로 하였으며, 방위사업청은 미래 핵심인 5대(인공지능(AI), 우주, 유·무인 복합, 반도체, 로봇) 국방 첨단전략산업의 집중 육성과 전략적 수출 지원에 적극 나서기로 밝혔다. 이를 위해 5대 분야 기술개발·체계개발 사업에 2023~2027년까지 약 2조 6000억 원을 투입할 예정이다. 또한 한반도 위기감을 고조시키는 북한의 핵·미사일 위협에 대응하기 위한 3축 체계의 획기적 강화를 위해 F-35A 스텔스 추가 도입과 차세대 이지스 구축함, 3000톤급 전략 잠수함 구매 등 `24년 6조 8581억 원을 전력 고도화에 투자한다. 방사청은 5대 분야 첨단전략산업에 대한 집중 투자로 `27년까지 5만 996명의 고용 유발 효과와 15조 2086억 원의 생산 효과를 내다보고 있다. 

이에 본원 R&D정보센터에서는 미래 첨단전략분야에 대한 R&D 강화 및 방산업계 글로벌 경쟁력 확보와 방산 수출 증대에 도움이 되고자 관련기관들의 분석 정보자료를 토대로 「K-방산 육성･활성화 구축 전략과 글로벌 시장/신기술 경쟁력 분석」을 발간하였다. 본서는 총 2편으로 구성되었으며, 1편에서는 K-방산성과와 수출전략을, 2편에서는 주요국 국방 R&D(첨단소재, AI, 유·무인 복합체계, 우주 무기개발, 로봇, 전자기전 대응, WMD 대응) 동향을 다루었다. 본서가 학계·연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다. 

Ⅰ편 新냉전시대, 한국의 방위산업(K-방산)

제1장 글로벌 방산시장 현황과 방산수출 빅4 진입을 위한 과제

1. 최근 전쟁 양상분석과 글로벌 방산시장의 변화

1) 우크라이나 전쟁 이후 글로벌 방산시장 동향과 전망

(1) 글로벌 국방예산 측면

(2) 무기획득 예산 측면

(3) 글로벌 무기 수요 측면

(4) 글로벌 무기공급 측면

(5) 시사점

가. 권역별 방산수출 거점국가 확대

나. 새로운 수출주력제품 발굴

다. 방산수출 틈새시장 공략 강화

라. 우방국과의 방산공급망 협력 강화 및 공급망 리스크 대응체계 조기 구축

마. 정부의 수출 절충교역 지원방안 마련

바. 컨트롤 타워 및 범부처 협력 강화를 통한 ‘글로벌 4대 방산강국’ 진입

2) 최근 전쟁 양상 분석과 국내 안보환경 연계점

(1) 최근 전쟁 양상 분석

가. 항공 전력

나. 방공유도무기

다. 재래식 화력

라. AI·무인기

마. 침투수단

(2) 우리나라 안보환경과의 연계점 분석 및 시사점

가. 교전 비용을 고려한 무기체계

나. 자율 임무수행 무기체계

다. 첨단 항공전력의 국산화

(3) 결론 및 제언

2. 글로벌 방산수출 4대강국 진입을 위한 K-방산 최근 동향과 발전과제

1) 주요 방산 수출 관심국의 방산 시장 및 절충 교역 제도 현황

(1) K-방산 절충교역의 최근 동향과 한계점 분석

가. K-방산 절충교역의 변천 과정과 주요 성과

나. 주요 문제점 분석

A) 절충교역 ‘의무’ 조항 폐지 논란 지속

B) 절충교역 확보가치 급감

C) 사전가치축적 제도 활용 미흡

D) 통합 절충교역 협상방안 마련 부재

(2) 글로벌 방산수출 4대강국 진입을 위한 K-방산 절충교역의 발전과제

가. 절충교역 ‘의무’ 조항 유지

나. 절충교역 절대 규모 확대

다. 사전가치축적 제도로의 추진방식 전환

라. 부처 간 ‘통합 절충교역 협상방안’ 마련

마. 절충교역 조직 및 전문인력 역량 강화

바. 주요 지자체 방산혁신클러스터 사업과 연계한 해외 방산기업 R&D, MRO센터 유치

(3) 대한민국

가. 대한민국 방산 시장 현황

나. 대한민국 절충 교역 제도 현황

(4) 말레이시아

가. 말레이시아 방산 시장 현황

나. 말레이시아 절충 교역 제도

(5) 루마니아

가. 루마니아 방산 시장 현황

나. 루마니아 절충 교역 제도

(6) 캐나다

가. 캐나다 방산 시장 현황

나. 캐나다 절충 교역 제도

(7) 결론

2) K-방산 수출지원제도와 해외 방산 수출 통합 조직 사례 분석

(1) 글로벌 방산시장 동향과 전망

가. 글로벌 국방예산 동향과 전망

나. 글로벌 방위산업 동향과 전망

(2) 국내 방산수출 최근 동향

가. 국내 방산수출 수주 현황

나. 국내 방산수출 전망

(3) K-방산 수출지원제도 현황과 주요국 비교

가. K-방산 수출지원제도 현황

나. 주요국 방산 수출지원제도와의 비교분석

(4) 해외 방산 수출 통합 조직 사례 분석 및 시사점

가. 방산 수출 지원 체계 현황

나. 해외 방산 수출 통합 조직 현황    

A) 이스라엘

B) 네덜란드

C) 프랑스

(5) 최근 K-방산 수출금융 주요 이슈와 향후 과제

3) 글로벌 방산수출 Big 4 진입을 위한 향후 과제

(1) 제3세대 방산수출 전략 마련

(2) 방위산업 컨트롤 타워 강화

(3) 구매국 맞춤형 방산수출 확대

(4) 절충교역 고도화

(5) 수출기업에 대한 맞춤형 지원 강화

(6) 한·미 RDP MOU 체결을 통한 방산협력 확대

4) 세계 4대 방산수출국 도약의 경제적 효과    

(1) 방산수출

(2) 방산매출

(3) 방산고용

5) 방위산업 분야 부품공급망 정보관리 방안    

(1) 해외 공급망 관련 동향    

가. 미국

나. 유럽

(2) 국내 공급망 관련 동향    

(3) 국내 방위산업 공급망 정보관리 방안

가. 개요

A) 정보관리의 목적 및 대상

B) 정보관리의 대상

나. 조사·분석 내용 및 결과

다. 정보관리 방안

(4) 결론

제2장 K-방산 성과와 글로벌 방위산업 진출현황

1. K-방산 수출 경쟁력과 전망

1) 무기 시장 전망과 우리의 대응

2) 2022년의 수주 성과로 본 한국 방위산업의 경쟁력

3) K-방산 산업현황

(1) ‘번개사업’에서 독자개발

(2) 세계 8위 K-방산

(3) K-방산은 다각도로 글로벌 진출 중

4) 무기 수출 대상국 점검

2. K-방산 성과와 향후 발전 방안

1) K2 전차

(1) K2 전차 설계

(2) 본격적인 개발 단계 돌입

(3) K2 전차, 수출 추진과 본격화

2) 함정 건조 기술

(1) 해군함정 건조 기술 역사

(2) 잠수함 제작 독자기술

(3) 해군 함정 수출

(4) 해군 함정이 나아가야 할 길

3) T-50/FA-50/수리온

(1) T-50 ‘골든이글’

(2) FA-50 ‘파이팅 이글’

가. 수출계약과 수요시장

(3) 수리온

가. 뛰어난 생존성·안정성에 국산화까지

나. 시장과 경쟁력

(4) 독보적인 성과의 K-항공산업

4) 공대지유도탄 ‘천검’

(1) 국내 최초 공대지유도탄 개발

(2) 세계 최초로 유도탄에 AI 기술 구현

(3) 추진기관과 광섬유 데이터링크의 궁합 맞추기

(4) ‘버저비터 발사’ 극적인 시험평가 이야기

(5) 수출 계약과 경쟁력

(6) K-방산 이끌 새로운 주인공

5) 주력수출품목 K9 자주포

(1) 현대 전장에서 야포의 역할과 혁신

(2) 세계의 주요 자주포와 우리 군 K9의 위상

(3) 미래 전장을 대비한 발전방향

6) AS-21 레드백 장갑차

(1) 호주 보병 전투 장갑차 사업 개요

가. 사업 추진 배경

나. 사업 추진 주요 경과

(2) 레드백 주요 성능

(3) 국내 방위산업 공급망 영향성

(4) 수출 목표와 경쟁력

7) K-239 천무 다연장 로켓

3. 글로벌 IT 기업의 방위산업 진출 동향 분석

1) 글로벌 IT 기업의 방위산업 진출 현황 분석

(1) 글로벌 100대 방산기업의 변화 추이

(2) 미 국방 IT 서비스 예산의 변화 추이

(3) 미 국방혁신센터(DIU) 성과보고서 분석

2) 주요 사례 분석

(1) 마이크로소프트(Microsoft)

(2) 구글(Google)

(3) 스페이스 X

(4) 플래닛 랩스(Planet Labs)

(5) 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)

Ⅱ편 방위산업 기술경쟁력 현황과 전략기술 전망 

제1장 글로벌 국방 R&D 혁신과 첨단소재/전자기전 대응기술

1. 우리나라 국방 R&D 현황과 발전방향

1) 우리나라 국방 R&D의 패러다임 혁신

(1) 한국의 국방 R&D의 성공과 현재

(2) 아직은 아쉬운 성적표

(3) 패러다임 혁신의 숙제

2) 국정과제와 국방혁신 4.0을 통해 본 국방 R&D 정책방향

(1) 첨단 과학기술에 대대적 투자

(2) 맞춤형 제도개선도

(3) 개방적 환경 조성

3) 방산 경쟁국의 국방 R&D 현황

(1) 이스라엘 : 민·군 협력의 성공 사례

(2) 영국 : 민간에 이양하고 국제 공동 R&D 활성화

(3) 중국 : 민·군 융합 통해 빠른 성장 도모

(4) 글로벌 국방 R&D의 패러다임 전망

4) 우리나라 국방기술 R&D(국방기술개발)

(1) 성공의 기초, 핵심기술 R&D

(2) 핵심기술 개발이 중요한 이유

(3) 한국형 전투기의 눈, AESA 레이다

(4) 민과 군이 함께하는 민·군기술협력

(5) 미래를 대비하는 미래도전국방기술

2. 국방 첨단 소재 및 미래 유망 기술 개발 동향

1) 국방 첨단 소재 미래 유망 기술과 개발 현황

(1) 국방 첨단 소재 미래 유망 기술    

가. 첨단 소재 기술 소개 및 국방 활용성

나. 국방 신소재 분야 미래 국방 신기술 선정

(2) 신소재 분야 미래 국방 신기술 기술 개발 동향

가. AI 기반 능동-다중대역 고내구성 전파 스텔스 소재

A) 미래 신기술 정의 및 개발 필요성

B) 국내외 기술 개발 동향

나. 우주전 대응 군 위성 방호 복합 소재 기술

A) 미래 신기술 정의 및 필요성

B) 국내외 기술 개발 동향

2) 국방섬유 전력지원체계 적용 기술 동향

(1) 기술 개요 및 현황

가. 기술개요

나. 국내외 현황

(2) 최신 섬유소재의 군 적용

가. 전투복

A) 국내외 현황

B) 개발 현황

나. 방탄소재

A) 국내외 현황

B) 개발 현황

다. 침낭

A) 국내외 현황

B) 개발 현황

(3) 결언

3) ZnS 소재 제조·초정밀 연마 기술

(1) 기술 개요 및 현황

(2) 보유 기술(제품) 현황

가. 탐색 망원경 설계 및 제조 기술

나. 미사일 탐색 돔 양산

다. 레이저 무기 광학계

라. 인공위성용 1.2M급 경량화 거울

마. 달 탐사선 ‘다누리’용 고성능 카메라 모듈

4) 고출력 레이저 무기체계 대응용 경량방호소재 기술

(1) 미래신기술

가. 정의

나. 기술적 원리

다. 미래신기술 도출 사유

(2) 연구동향 및 기술수준

가. 국내 기술개발동향

나. 국외 기술개발동향

A) 미국

B) 중국

C) 일본

D) EU

다. 주요 선진국과의 기술수준 격차분석

(3) 미래전 예측

가. 시기별 개략적 목표성능

나. 목표달성을 위한 세부과제

A) [소재] 경량 고온 단열 세라믹 소재 기술

B) [소재] 고반사성 고내열 금속 및 세라믹 소재 기술

C) [소재] 가시광선, 적외선 및 레이더 저피탐 소재

D) [설계] 에너지 감지 및 차단 구조 설계

E) [공정] 유/무기 물질 경량 적층제조 공정연구

다. 기술발전추세 및 무기체계 신기능

5) 탄소섬유 기반 초고온 내열/내산화 복합소재 기술 동향

(1) 방어 및 극초음속 비행 체계 핵심 부품인 초고온 내열 복합소재 개요

(2) 탄소섬유 기반 복합재 종류

(3) 2.5D 프리폼 : 니들펀칭 프리폼(NPCC)

(4) 가압 밀도화 혹은 고압함침탄화 밀도화

(5) 기상화학침투 밀도화

(6) 2D 복합재 제작 결과

가. 온도에 따른 열전도도 변화

나. 온도에 따른 열팽창계수 변화

다. 온도에 따른 인장강도 변화

(7) 니들펀칭 복합재 제작 결과 및 삭마

6) 질화붕소나노튜브(BNNT) 소재의 국내외 기술동향

(1) 질화붕소나노튜브(BNNT) 소재 기술 개요

(2) BNNT 합성 관련 국내외 기술수준

가. BNNT 합성 방법

A) 화학적 기상 증착법(CVD)

B) 레이저 어블레이션(Laser ablation) 방법

C) 플라즈마 방법(Thermal plasma process)

나. BNNT 정제 공정

A) 산처리 정제

B) 열산화(Thermal oxidation) 정제

C) 표면개질을 통한 정제

(3) BNNT의 적용 가능한 국방 분야 및 발전 방향

3. 전자전체계 전자소자 개발동향과 신기술 발전방향

1) 진공 전자소자를 활용한 국방 기술 및 응용 분야

(1) 진공 전자소자 기술

(2) 진공 전자소자 응용 국방 기술

(3) 진공 전자소자의 가치와 미래 응용 분야

(4) 민수 분야

2) 전자전체계 신기술 개발동향

(1) 개발 동향

가. 전자 지원

A) 전자전 전장가시화체계

B) 휴대용 지능형 RF 센서    

나. 전자 공격

A) 적응형 레이더 대응책

B) Storm EW 모듈

C) SPEAR-EW

다. 전자 보호

A) 광대역 적응형 RF 보호 프로그램

B) Dual-Band Decoy

C) AOEW AMP AN/ALQ-248

(2) 결론

3) 전자 지원 체계 연구 개발 동향과 국산화 방안

(1) 전자전 체계 동향 연구

가. 전자전 체계 운용 개념 및 구성    

나. ES 장비 개발 요소 기술

다. ES 장비 기술 동향

A) 국외 기술 동향

B) 국내 기술 동향

라. ES 장비 시장 분석

A) 국내외 시장 동향

B) 수출 기대 시장

(2) 국산화 방안

가. 국산화 필요성

나. 국산화 개발 시 효과

다. 국산화 개발 범위

라. 국산화 개발 기간 및 비용

(3) 결론

4) 미래 전장에서의 전자전 역할 및 발전방향

(1) 마비전을 위한 전자전의 역할 및 발전방향

(2) 우주작전을 위한 전자전의 역할 및 발전방향

(3) 무인전투체계를 위한 전자전의 역할 및 발전방향

5) 중국군 전자전 능력과 우리의 대응방안

(1) 한반도 주변 전자전 및 잠재적 위협 사례

가. KADIZ 침범 사례

A) 중국 Y-9 전자전 정찰기 KADIZ 침범

B) 중국, 러시아 군용기 KADIZ 침범

나. 잠재적 위협으로써의 무인기 침범 사례

다. 무인기 테러 사례

A) 니콜라스 마두로 암살미수

B) 거셈 솔레이마니 암살

(2) 전자전 분야 대응방안(안)

가. KADIZ 침범 대응

A) 디코이 이용 신호수집 방해

B) 허위표적 신호발생 레이더 이용 신호수집 방해

C) GNSS 수신기 기만을 통한 정찰기 운항 방해

나. 적 무인기 대응

A) 위성항법장치 수신기 교란기술

B) 소형무인기 통합대응 방안 구축

다. 적 위성 대응

A) 저궤도 위성/무인기 탑재 재머

B) 고출력 슈퍼재머

라. 공세적 전자전 능력배양

A) 다공성재료 저장

B) 광역수집 기술 및 체계

제2장 국방 AI와 유‧무인 복합체계 개발 현황 및 기술 전망

1. 국방 인공지능(AI) 기술개발 동향과 발전방향

1) 주요국의 국방(AI) 핵심기술 개발현황

(1) 해외 주요국의 국방 현황

가. 미국

나. 영국

다. 호주

(2) 우리 국방 AI 핵심기술 개발 현황

가. 국방 AI 기술 수준 분석

나. 국방 AI 핵심기술 개발 계획 현황

A) 국방 AI 분야 세부 구분 및 과제 현황

다. 국방 AI 핵심기술 개발 현황 분석

2) 감시정찰용 표적 탐지/인식을 위한 인공지능 기술

(1) 감시정찰 표적 탐지 환경

가. 표적의 크기

나. 데이터의 양

다. 탐지속도

(2) 인공지능 기술 동향

가. 앵커-프리 탐지

나. 지향 표적 탐지

다. 데이터 증강

라. 전이 학습

마. 메타 학습

바. 연속 학습

사. 탐지 모델 경량화

3) 군집 객체 운용을 위한 인공지능 기술 동향

(1) 군집 객체 운용 국방관련 기술동향

(2) 군집 객체 운용 민간 기술 동향    

(3) 군집 객체 운용 학습을 이용한 기술 동향

가. For The Win(FTW) 에이전트

나. OpenAI Five

다. AlphaStar

4) 생성형 AI 기술을 활용한 국방 무기체계 개발

(1) 생성형 텍스트 기술 활용 방안

가. 국방 무기체계 개발 활용 방안

A) 설계 및 모델링

B) 소스코드 프로그래밍 협업

C) 테스트 및 유지보수

D) 문서 작성

나. 한계점

A) 환각(hallucination) 현상

B) 저작권

(2) 생성형 이미징 기술 활용 방안

가. 영상 생성 기술을 활용한 국방 무기체계 개발

나. 한계점

(3) 생성형 AI의 주요 리스크

가. 생성형 인공지능(Generative AI)의 특징

나. 기존 분석형 AI와의 차이점과 장단점

다. 생성형 AI의 주요 한계점과 리스크

(4) 생성형 AI에 의한 국가안보 위협과 문제점

(5) 생성형 AI 위협 전망과 대응 방안

가. 생성형 AI 기반 국가안보 위협 시나리오 전망

나. 생성형 AI 기반 국가안보 리스크 대응 방안

A) 발생 전 단계의 예방적 리스크 경감 방안

B) 발생 후 국면별 리스크 확산 차단 방안

5) AI와 전쟁 양상의 변화 ‘알고리즘 전쟁(Algorithmic Warfare)’

(1) 연구 배경

(2) 전쟁의 본질과 알고리즘 전쟁 개념의 등장

(3) 첨단기술에 의한 전쟁의 구조론적 관점

(4) 알고리즘 전쟁과 군사적 능력의 조화: 소모전으로의 회귀

(5) 알고리즘 전쟁의 양상: 비대칭 소모전

6) 국방 AI 학습데이터 부족 극복 방안

(1) 연구 배경

(2) 합성데이터 활용의 중요성

가. 합성데이터

나. AI와 합성데이터의 관계

다. 합성데이터 기술 및 특징분석

(3) 합성데이터 활용 동향

(4) 국방 분야 AI 학습데이터 확보 제한사항

(5) 국방 분야 합성데이터 활용을 위한 발전방향

7) 인공지능(AI) 기반 공격용 드론의 효과적 전력화 방안 연구    

(1) 인공지능(AI) 기반 공격용 드론 기술개발 현황

(2) 주요국의 인공지능(AI) 기반 공격용 드론 비교

가. 미국

나. 중국

다. 이스라엘

라. 대만

마. 튀르키예

바. 북한

사. 종합

(3) 한국의 인공지능 기반 공격용 드론 전력 방안

가. 드론 탐지기술

나. 탐지 센서

다. 한국의 공격용 드론 개발 동향

2. 유･무인 복합전투체계 동향 및 발전 방향    

1) 유･무인 복합전투체계

2) 유·무인 복합 전투기 체계 관련 체계 개발 동향

(1) 체계 관련 국외 연구 개발 동향    

가. 미국, Valkyrie(XQ-58A)

나. 호주, Ghost Bat(MQ-28)

다. 러시아, Okhotnik(S-70)

라. 유럽, Neuron

마. 인도, CATS

(2) 체계 관련 국내 연구 개발 동향

(3) 국외 기술 개발 동향

가. 미국 DARPA, 유·무인 복합 운영 실험

나. 미국 GA-ASI 사, MUM-T 시연

다. 미국 Textron Systems 사, MUM-T 시뮬레이션 시연

라. 미국 Aero Glass 사, 증강현실 기반 HMD 기술

마. 미국 SRI International 사, 음성 인식 기술

바. 덴마크 TERMA 사, 3D 오디오 기술

사. 독일 Airbus 사, 유·무인 복합 운영 실험

(4) 국내 기술 개발 동향

3) AI 기반 유･무인 복합전투체계 해외 동향 분석

(1) 미국

(2) EU

(3) 중국

(4) 러시아

4) AI 기반 유･무인 복합전투체계 국내 현 주소

(1) 정책 동향

(2) 개발 동향

(3) 기술 수준

5) 성공적인 AI 기반의 유･무인 복합전투체계 개발을 위한 제언

(1) 육･해･공 영역별 효율적인 공통개발 환경을 조성

(2) 국방 유･무인 복합전투체계 기술구성 트리 정립 필요

(3) 분야별 부족한 기술들 식별과 개발 방향 설정 필요

(4) 관련 인프라 구축 필요    

제3장 국방 우주 개발동향과 우주 무기체계/통신기술 분석

1. 주요국의 우주정책 트렌드 변화와 우주력 개발방향

1) 주요국의 우주정책 트렌드 변화와 시사점    

(1) 세계 정부의 우주 개발 투자

(2) 주요국의 우주 개발 정책 현황

가. 미국

나. 중국

A) 글로벌 우주 부문에서 점점 더 주도적인 역할 수행

B) 중국의 2021년 우주 백서 발간

C) 중국의 우주 프로그램의 성숙과 지속적 확대

다. 유럽

A) 유럽우주국(ESA, European Space Agency)

B) 유럽연합(European Union)

라. 러시아

A) 국영우주공사 ROSCOSMOS 새로운 이사, 새로운 조직 개편 계획

B) 우주 산업 구조 조정을 위한 시간과의 싸움

C) 국제 파트너십과 우주 예산의 불확실성

마. 일본

바. 인도

2) 우주 개발 트렌드와 국내 우주력 개발방향

(1) 우주 개발 트렌드 변화와 미래 전망

(2) 한국의 우주력 개발방향

가. 개발 주체

A) 정부-민간의 협력강화 방안 모색

B) 우주력의 개발 및 관리를 위한 전담기관 신설

나. 개발 영역

A) 교차영역 구분    

B) 교차영역 중심의 우주력 우선 개발

다. 국제 규범 및 협력

2. 미래 우주전 무기체계 개발을 위한 핵심기술과 유망기술 예측

1) 국방 분야에서 ‘우주’

2) 국내외 우주무기체계 개발동향

(1) 우리나라 우주무기체계 개발동향

가. 기술 개요

나. 우리나라 주요 우주무기체계

A) 군정찰위성(425사업)

B) 초소형위성체계(초소형 정찰위성)

C) 전자광학위성감시체계(EOSS)

(2) 주요국 우주무기체계 개발 동향    

가. 미국

A) KH-11 KENNEN 위성

B) NDSA(National Defense Space Architecture)

C) Satellite bodyguard(인공위성 경호 시스템)

D) Solar Energy Optical Weapon(태양광 무기)

E) MEV(Mission Extension Vehicle)

F) 레이저 무기

G) 우주 예인선(Space tug)

H) 공중 발사체

I) SpinLaunch

나. 중국

A) FSW(Fanhui Shi Weixing, 返回式卫星)

B) Yaogan(야오간, 遥感)

C) Shijian(스젠, 实践)

다. 러시아

A) Peresvet

B) Kosmos 2542·2543

라. 영국

A) Oberon

3) 장비별 우주 무기체계 분석

(1) 우주 발사체계

가. 지상 발사체계

나. 공중 발사체계

다. 해상 발사체계

(2) 통신 및 감시정찰 위성체계

가. 통신위성군 체계

나. 정지궤도 조기경보위성

다. 위성항법체계

라. 정찰위성군 체계

(3) 지상기반 우주감시 체계

(4) 대 위성 공격무기(ASAT, Anti-SATellite Weapon)

가. 미사일 무기

나. 킬러위성

4) 미래 우주 전장을 위한 국방 유망기술 및 무기체계 예측

(1) 미래기술예측을 통한 국방 우주 유망기술 선정

(2) 우주 분야 미래국방 유망기술 7선

가. 심우주 시대 초고성능 추진기술    

나. 왕복항행 무인 우주비행체 기술    

다. 아군 우주자산 보호를 위한 우주물체 추적기술

라. 궤도 내 무기체계 운용 서비스 기술

마. 우주용 소형모듈 용융염 원자로 기술

바. 레이저를 이용한 우주 정보 송수신 기술

사. 우주 궤도 지향성 에너지 무기 기술

(3) 유망기술예측기반 미래 우주 무기체계

가. 우주군 수송･보급체계

나. 우주물체 통합 감시 및 분석 체계

다. 소형모듈 원자로 이용 고출력에너지 우주 무기체계

(4) 시사점

가. 우주 인재 양성

나. 유망기술 예측결과 활용성 제고

5) 우주항공 분야 탄소섬유 복합재 산업‧기술 동향

(1) 우주항공분야 탄소섬유산업 현황

가. 항공산업 현황

나. 우주산업 현황

다. 탄소섬유복합재의 우주항공용 부품 적용현황 및 전망

라. 우주항공산업 분야에서 탄소섬유복합재 산업의 특징

(2) 시장규모 및 전망

(3) 기술개발 현황

(4) 소재부품 인증 및 트랙레코드 확보 현황

6) 우주항공용 반도체 산업 분석

(1) 배경

(2) 산업 분석

(3) 시장 분석

(4) 기술 동향

(5) R&D 전략

3. 국방 우주 주파수 획득 및 한국형 GPS 개발동향

1) 국방 우주 주파수 획득 및 관리 발전방향    

(1) 우주 주파수 정책

(2) 국내외 우주 주파수 관련 주요 추진 사례

(3) 우주 주파수 정책 발전방향

2) 한국형 GPS 구축 개발동향

(1) 연구 배경

(2) 위성항법시스템 및 각국의 개발 동향

(3) 한국형 위성항법시스템(KPS) 개발

(4) 현대 무기체계에서의 GNSS 역할

(5) 미래 GNSS 개발 방향

3) 한국형 위성항법시스템(KPS)을 활용한 군사용 드론의 위치 추적 및 회수

(1) 연구 배경

(2) KPS 제공서비스

(3) 군사용 드론의 ‘탐색구조서비스’ 적용방안

가. ‘탐색구조 서비스’ 적용 대상

나. 군사용 드론의 불시착·탈취 상황 예측

다. 군사용 드론의 위치추적 및 회수 방안

(4) 기대효과

4. 군 위성통신체계와 공중무인체계용 네트워크의 효율적 구축 방향

1) 최근 민간 저궤도 위성통신 개발동향

(1) 저궤도 위성통신, 차세대 네트워크 시스템으로 부상

가. 저궤도 위성통신

나. “저지연성” 핵심적인 특징

다. 비용 절감 가능

라. 군사적인 활용 가치는 클 전망

(2) 저궤도 위성통신 산업 동향

가. 글로벌 우주산업은 민간 중심의 저궤도 소형위성 시장으로 변화

나. 국내 산업계의 경쟁력은 낮은 편으로 정부는 위성산업 육성을 추진 중

2) 군 위성통신체계 발전방향

(1) 차기 군 위성통신체계에 대한 고민이 필요한 시점

가. 군 위성통신망 구축

나. 민간 상용 위성 임대 활용

다. 성능개량 계획

(2) 차기 군 위성통신체계 발전방향

가. 군집형 저궤도 군 소형위성 획득 필요

나. 소형화·경량화된 저궤도 위성용 통합형 단말 개발 필요

다. 상황에 맞는 저궤도 위성통신망 운용·관리시스템 구축 필요

라. 우주작전과 연계하여 군 통신위성 관리 역할 정립 필요

3) 공중무인체계용 네트워크의 효율적 구축 방향

(1) 연구 배경

(2) 한국작전전구의 공중무인체계 작전 및 네트워크 환경

(3) 공중무인체계 네트워크 발전을 위한 고려요소

(4) 공중무인체계 네트워크 구축 방향

가. 한국작전전구에 대한 가시선 분석과 전파환경 분석 필요

나. 지상통제소 이동전개능력 발전 및 네트워크 기반구축 필요

다. 네트워크 표준화를 통한 상호운용성 확보와 지상통제소 형상변경의 유연성 보장

(5) 결론    

제4장 국방 로봇·무인 체계와 자율임무 수행관련 기술개발

1. 4차 산업혁명 기술을 활용한 군사로봇 개발과 전투연구

1) 국방 분야의 4차 산업혁명 기술현황

(1) 창조 국방

(2) 한국형 전투(선견·선결·선타) 개념

2) 군사 선진국의 국방로봇 기술 분석

(1) 미국

(2) 이스라엘

(3) 독일

3) 초소형 지상로봇 개발 동향 및 발전 방향

(1) 초소형 지상로봇

(2) 국내 개발 동향

가. 플랫폼

나. 상황·환경인지

다. 통신·네트워크

라. 주행 제어

마. 임무계획/할당

(3) 국외 개발 동향

가. 플랫폼

나. 상황·환경인지

다. 통신·네트워크

라. 주행 제어

마. 임무계획·할당

4) 서비스용 로봇의 동향과 경계·순찰 분야 활용방안 

(1) 산업계 동향 및 활용사례

가. 서비스용 로봇의 산업계 동향

나. 보안·순찰 분야 서비스용 로봇의 활용 사례

(2) 경계·순찰 분야 국방 활용방안

가. 부대 경계 분야 활용방안

나. 수색·정찰 분야 활용방안

다. 안전 순찰 분야 활용방안

5) 포신 내부 자동 검사 로봇 기술

(1) 기술 개요 및 현황

가. 국내 기술 현황

나. 국외 기술 현황

(2) 보유 기술(제품) 현황

가. 육군용 포신 검사 로봇 기술

나. 해군용 함포 검사 로봇 기술

다. 레이저 정밀 포신 검사 로봇 기술

라. 드론형 무선 초경량 관내 검사 로봇 기술

6) 이스라엘의 국방로봇 산업 성공 요인 분석

(1) 국방로봇의 개념과 분류

가. 개념

나. 분류

(2) 이스라엘의 국방로봇산업 성공 요인

가. 공중로봇(UAV)

나. 지상로봇(UGV)

다. 해양로봇(UMV)

(3) 이스라엘의 국방로봇산업 성공 요인 분석

가. 국방로봇 관련 법령 및 조직

나. 군의 국방로봇의 소요기획 및 검증

다. 산·학·연의 국방로봇 개발 능력

라. 정부의 국방로봇 획득 및 수출 지원

2. 전투체계 무인화와 자율임무 수행 관련 기술 개발동향

1) 국방 무인체계 개념 정의와 분류방안

(1) 국방 무인체계 개념정의 방안

(2) 국방 무인체계 분류방안

(3) 개념정의 이후의 논의사항

2) 지상전투체계 무인화 개발 동향 및 전망

(1) 국외 개발 동향

가. 미국

A) 다목적 UGV

B) 감시정찰 UGV    

C) 전투용 UGV

D) 폭발물 처리 UGV

E) 기타 UGV 개발 동향

나. 이스라엘

A) AvantGuard

B) Guardium

다. 러시아

라. 중국

(2) 국내 개발 동향

가. 기동무기체계

나. 화력무기체계

3) 다목적 무인 차량 개발 동향 및 발전 방향

(1) 다목적 무인 차량 개요    

가. 정의

나. 운용 개념

다. 주요 기술

A) 플랫폼

B) 통신

C) 제어/센서장치

(2) 국내 개발 동향

(3) 해외 개발 동향

가. 미국

나. 이스라엘

다. 기타 국가

(4) 국내외 동향 종합 및 발전 방향

4) 자율 주행용 라이다 센서의 개발 동향 및 발전 방향

(1) 연구 배경

(2) 라이다 기술 동향

가. 파장 대역

나. 송수신 신호 처리 방법

다. 스캔 방식

(3) 국내외 라이다 개발 동향

가. 국내

나. 국외

(4) 라이다 발전 방향

5) 자율비행 무인항공기의 현황과 자율 공중전 알고리즘 시스템 연구 개발

(1) 자율비행 무인항공기의 현황 및 획득 효율화 방안

가. 주요국들의 자율비행 무인항공기의 현황

A) 미국

B) 러시아

C) 중국

D) 이스라엘

나. 한국군 자율비행 무인항공기의 현황

A) 한국군 자율비행 무인항공기 개발 사례

B) 유･무인 협업체계(MUM-T) 관련 한국군 자율화 기술의 현황

(2) 한국군 자율비행 무인항공기의 획득 효율화 방안

가. 국방 무인체계 공통 아키텍처 개념 적용 필요

나. 자율비행 무인항공기 획득단계별 중점 고려사항 정립 필요

(3) 미국 자율 공중전 알고리즘 시스템 개발과 진행

가. 최근의 자율 공중전 알고리즘 개발 동향

나. 자율 공중전 이론적, 공학적 개념의 등장

A) 전문가 기동 논리 단계

B) 자동 규칙 생성 단계

C) 규칙 진화 단계

D) 기계학습 단계

E) 시연 검증 단계

다. 결언

6) 무인 전력 지휘통제함의 개발 동향 및 발전 방향

(1) 연구 배경

(2) 국외 개발 동향

가. 미국

A) PMS 406

B) PMS 420

C) Ghost Fleet Overload Program

D) Navigation Plan

E) 기존 함정을 활용한 유·무인 복합운용

나. 유럽

A) SEANICE

B) rMCM Program

C) OCEAN2020

다. 주변국

A) Project 23900

(3) 발전 방향

가. 플랫폼

나. 상호 운용성 및 표준화

다. 운용 개념

7) 대형/초대형급 무인잠수정 기술개발 동향    

(1) 무인잠수정 핵심기술

(2) 국내외 대형 및 초대형급 무인잠수정 기술개발 동향

가. 대형급 무인잠수정

A) 세계 최초 수소연료전지 시스템 탑재 무인잠수정 URASHIMA AUV    

B) 독일의 대형급 무인잠수정 DeepC AUV

C) 프랑스 대형급 무인잠수정 IDEFx AUV

나. 초대형급 무인잠수정 개발현황

A) 미국 Orca XLUUV

B) 재구성 가능한 모듈형 수중모함 MUM AUV

다. 국내 대형/초대형급 무인잠수정 개발현황

A) 국내 최초 대형급 무인잠수정 기술개발

8) 함정용 레이더 개발 현황 및 발전 방향

(1) 연구 배경

(2) 레이더 기술 발전 추세

(3) 국내 함정용 레이더 개발 현황

가. 함정용 탐색레이더 및 추적레이더

나. 함정용 4면형 다기능 위상배열레이더

(4) 함정용 레이더 발전 방향

(5) 결론

제5장 극초음속/미사일방어·타격/사이버 보안성강화 개발동향

1. 극초음속 무기(Hypersonic Weapon) 개발현황과 비행시험 연구동향

1) 극초음속 유도무기 비행시험 능력 확보를 위한 시험자원 운용 기술

(1) 극초음속 유도무기의 개념과 해외 개발 현황

가. 극초음속 유도무기의 정의

나. 각국의 개발 현황

A) 미국

B) 러시아

C) 중국

D) 그 외 국가

E) 대한민국

다. 극초음속 유도무기 비행시험의 한계점

(2) 극초음속 유도무기 해외 시험 동향

가. 시험영역

나. 시험자원

(3) 국내 시험장 현황 및 발전방향

가. 시험영역

나. 시험자원

(4) 시험자원 디지털 트윈 구축 및 운용 기술 제안

가. 시험자원 디지털 트윈 구축 및 운용 기술 개요

나. 주요 연구내용

2) 북한 극초음속 미사일 개발 전망 및 대응 방안

(1) 북한의 극초음속 미사일 개발 현황

(2) 북한의 극초음속 기술 수준

(3) 북한의 극초음속 미사일 개발 전망

(4) 북한의 극초음속 미사일 개발의 안보적·군사적 함의

(5) 북한의 극초음속 미사일 개발에 대응 방안

2. 대량살상무기(WMD) 대응 관련 무기체계 개발동향

1) 한국형 미사일 방어체계의 현 주소와 시사점

(1) 한국형 3축 체계 개요

가. 정의 및 배경

나. 킬체인(KILL-CHAIN)

다. 한국형 미사일 방어체계(KAMD)

라. 한국형 대량응징보복체계(KMPR)

(2) 한국형 미사일 방어체계(KAMD) 개발현황 및 발전방향

가. 미사일 방어개념

나. 개발현황

A) 천궁(철매-Ⅱ)

B) 패트리어트(Patriot)

C) THAAD(Terminal High Altitude Area Defense)

D) L-SAM(Long range Surface to Air Missile)

E) 장사정포 요격체계(Low Altitude Missile Defense, LAMD)

(3) 당면과제

가. 사각지대 존재

나. 새로운 위협의 등장

(4) 발전방향

가. 점층적인 방공범위 확대를 통한 한반도 사각지대 말소

나. 극초음속미사일 대응체계를 KAMD에 편입

2) 5세대 단거리공대공유도탄 개발 동향

(1) 5세대 단거리공대공유도탄 특징

(2) 5세대 단거리공대공유도탄 개발 사례

가. AIM-9X(미국)

나. ASRAAM(Advance Short Range Air-to-Air Missile, AIM-132 : 영국)

다. IRIS-T(Infra-Red Imaging System-Tail Control : 유럽)

라. Python-5(이스라엘)

마. AAM-5(일본)

바. PL-10(중국)

(3) AIM-9X 기술 분석

가. AIM-9X 개발 배경

나. AIM-9 개발 과정

다. AIM-9X 구성

A) 시스템 구성

B) 탐색기

C) 탄두

D) 신관

E) 조종장치

F) HMCS 연동

G) 운용모드

H) 신뢰성 및 운용성

I) 성능개량

J) 발전방향

3) 체공형 유도무기 개발 동향 및 발전 방향    

(1) 체공형 유도무기

(2) 국외 개발 동향

가. 이스라엘

A) 하피(HARPY)

B) 하롭(HAROP) & 미니하롭(Mini-HAROP)

C) HERO Series

나. 미국

A) 스위치블레이드(Switchblade)

B) 블랙윙(Blackwing)

C) 코요테(Coyote)

다. 중국

A) WS-43

B) CH-901

(3) 국내 개발 동향

(4) 발전 방향

4) 초장사정탄 기술동향

(1) 사거리연장 기법과 국가별 포탄의 종류

가. 남아프리카 공화국

A) 복합추진(로켓보조추진+항력감소)

나. 미국

A) 로켓보조추진

B) 베이스블리딩+카나드 활공

C) 꼬리날개+Wing 활공

D) ERSC+Tail Fin 활공

E) 로켓보조추진+카나드 활공

다. 이탈리아

라. 노르웨이

마. 대한민국

5) 항공기반 상승단계 탄도미사일 방어 기술    

(1) 상승단계 탄도미사일 방어 기술 연구 현황

가. 해외 현황

A) 탐지/추적 및 궤적 추정 기술

B) 요격 기술

나. 국내 현황

(2) 상승단계 탄도미사일 방어 가능성

가. 정치/지리적 가능성

나. 탐지/추적 및 궤적 추정 가능성 분석

다. 요격 가능성 분석

(3) 항공기반 상승단계 탄도미사일 방어 발전 방안

가. 항공기반 방어의 장점

나. 항공기반 상승단계 탄도미사일 방어체계 구성

다. 발전 방안

3. 고도화되는 사이버 위협에 대응하기 위해 무기체계 보안성 강화기술

1)　무기체계 코드 레벨 안티탬퍼링 기술개발 동향 및 발전 방안

(1) 연구 배경

(2) 소프트웨어 PUF 기술

가. PUF

나. 소프트웨어 PUF

(3) 화이트박스 암호

(4) 암호 응용 기술

가. 소프트웨어 PUF 기반 RoT

나. 소프트웨어 코드 난독화

(5) 결론

2) 무기체계 사이버 보안을 위한 보안 실시간 운영체제　기술 개발

(1) 보안 RTOS 기술

(2) 주요 기술 현황

가. ARINC 653

나. SKPP(Separation Kernel Protection Profile)

(3) 보안 RTOS 설계 및 구현

가. 기본 개념 설계

A) 파티션 구조

B) 스케줄링 및 메모리 할당

C) 예외 처리

나. 보안 RTOS의 상태와 모드 설계

다. 보안 RTOS의 기술적 특성

A) 파티셔닝 기반 실시간 운영체제

B) 하이브리드 커널 구조를 통한 강화된 보안성 및 안전성

C) Safty-critical 시스템에 최적화 된 실시간성

D) RTOS 특성에 최적화된 통합개발환경

라. 보안 RTOS의 기능적 특성

A) 하이브리드 커널 구조

B) 실시간 스케줄링 성능

C) POSIX 지원

D) SKPP기반 정보흐름제어 지원

E) ARINC653기반 IMA구조 지원

F) 최신 프로세서 지원

G) 네트워킹 및 연결성

H) 통합 개발환경 제공

마. 보안 RTOS의 동작 구조

바. 보안 RTOS와 일반 상용 RTOS 비교

(4) 보안 RTOS 시험 및 결과 분석

가. 시험 방안

나. 성능 시험

A) 파티션 간 문맥전환 동작 구조 및 성능 시험

B) 태스크 간 문맥전환 동작 구조 및 성능 시험

C) 메모리 할당/해제 지연시간

D) 버퍼 전송 테스트

다. 적용성 시험

라. 보안성 시험

A) 취약점 시험

B) 가시화 시험

(5) 결론

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