현대 전장에서 자주포의 역할과 우리 군 K9의 세계적 위상 및 발전방향(23-5-2)/우제웅外.국방연구원

< 요 약>

국방부는 2022년 윤석열 정부의 국정과제를 구현하기 위하여 "AI 과학기술강군 육성"을 목표 로 하는 국방혁신 4.0을 발표하였다. 그리고 올해 1월 대통령이 주재한 연두 업무보고에서 국방 부는 첨단전력 건설과 방산 수출의 선순환 구축전략을 제시하였다. 이러한 지향점에 따라 지난 해 세계 방산시장에서 K9 자주포를 비롯한 K-방산이 주목을 받았다. 우리 군이 운용하는 K9 자 주포는 현재 성능과 운용성 측면에서 세계적으로 가장 우수하고 경쟁력 있는 전투장비의 하나이 다. 따라서 K9 자주포는 신정부가 추진하는 방산 수출을 견인할 미래 국가전략사업의 하나로 자리매김할 것이다. 본고에서는 오래된 개념의 무기인 야포가 현대 전장에서도 여전히 유용한 전투장비로 활용되 고 있는 이유와 과학기술의 발전에 따라 어떻게 개량되어 왔는지를 살펴보고, 현재 전 세계에서 운용되고 있는 자주포의 현황과 우리 군 K9의 위상을 분석하였다. 아울러, 우리 군의 자주포가 첨단기술을 적용한 혁신으로 미래 전장환경에서도 유용하게 운용되고, 전 세계 자주포 시장을 주도하기 위한 발전방향을 다음과 같이 제시하였다.

첫째, 운용능력 측면에서 자주포는 인공지 능 기반의 유·무인 복합 및 표적획득-결심-타격-평가체계 구축으로 자율화된 병력절감형 무기로 발전할 필요가 있다.

둘째, 공격/방호능력 향상을 위하여 탄의 정확도와 파괴력을 높이고, 사거 리를 연장할 필요가 있다.

셋째, 기동성 증대와 차체 소재에 대한 혁신이 필요하다.

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<내 용>

지난해 세계 방산시장에서 K-방산이 맹위를 떨쳤다. 방위사업청 발표에 따르면 2021년 70억 달러 수준이던 방산 수출액이 2022년에는 170억 달러 수준으로 성장하였다. 국방부는 이와 같은 성과를 “방위산업을 미래 국가전략산업으로 육성하고자 하는 윤석열 정부의 강력한 의지 아래, 우수한 기술력으로 수요국 맞춤 무기체계를 적기에 제공할 수 있는 방산업체의 생산능력과 이를 뒷받침하는 우리 군의 적극적인 지원, 오랜 기간 한미 연합훈련 등 실전에서 철저히 검증된 무기체 계라는 장점이 결합되어, 해외에서도 한국의 방위산업 역량을 높이 평가한 결과”1)라고 밝혔다.

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1) 국방부 보도자료. (2022. 11. 4). “2022년 방산수출 수주액 170억 불 규모 달성.”

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특히, K9은 우수한 성능과 경쟁력 있는 가격으로 세계 자주포 시장에서 인정받고 있다. 화포는 화약의 발명으로 탄생한 오래된 무기의 하나이다. 이렇게 오래된 개념의 무기가 초정밀 미사일과 전투기가 날아다니는 현대전에서도 도태되지 않고 발전하고 있는 이유는 무엇인가? 화 포는 초기에는 성벽을 깨트리는 공성용으로 사용되었으나, 바퀴의 활용과 포탄 성능이 향상하면서 전장의 주요 무기로 발전하였다. 현대에 들어서 화포는 기동성 향상, 사거리·정확도 증대, 탄의 성능개량 등으로 전장에서 여전히 중요한 역할을 담당하는 무기이다. 현재 우리 군의 주력 화포는 K9 자주포이다. 이는 1998년 국방과학연구소가 주관하여 자체 기 술로 개발한 국산 자주포이다. 이를 통해 K9은 지난 20여 년간 군의 주력 화포로 운용되고 있다. 군은 그동안의 운용 경험과 기술발전 추세를 반영하여 2018년 성능이 향상된 K9A1 자주포로 개 량하였다. 사격통제장치의 개량, 보조동력장치 장착, 조종수 야간잠망경 개선 등을 통해 작전 운용 성을 높였다. 본고는 세계적으로 우수한 무기로 인정받고 있는 K9 자주포가 군사 선진국들의 최신 야포와 비교하여 어느 정도의 경쟁력이 있는가?, 그리고 미래 전장환경에 적절하게 대처하기 위하여 더 발전시켜야 할 분야는 무엇인가? 라는 질문에서 시작되었다. 이를 위하여 우선 현대 전장에서 자 주포의 역할에 대하여 살펴보고, 두 번째로 세계 군사 선진국들의 자주포 성능 비교·분석 및 K9 자주포의 위상에 대해 고찰해 보고자 한다.

한편, 윤석열 정부의 국방혁신 4.0의 지향점에 따라 K9 자주포는 도약과 도전의 기회를 맞이하였다. 이에 따라 세 번째로 국방혁신 4.0에서 제시한 첨단 과학기술을 적용하고 미래 전장환경에 적절하게 대처하기 위하여 발전시켜야 할 분야는 무엇 인지에 대하여 논의하고자 한다.

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▮ 현대 전장에서 야포의 역할과 혁신

현대 전장에는 최첨단 기술을 동원하는 초정밀 미사일, 전투기에 탑재되는 고성능의 폭탄·미사 일 등이 운용되고 있다. 이에 비해 야포는 수백 년 전에 개발되어, 비록 성능이 끊임없이 개량되기 는 하였지만, 기본적인 운용개념은 크게 변하지 않은 오래된 무기이다. 그런데도 아직까지 전장에 서 도태되지 않고 꿋꿋하게 활용되고 있다. 그 이유는 무엇인가? 전술적인 측면에서 야포가 현대 전장에서도 도태되지 않고 꾸준히 활용되는 이유는 첫째, 상대 적으로 가성비 좋은 고효율의 무기체계이기 때문이다. 미 육군이 운용하는 전술 탄도미사일인 ATACMS 미사일은 성능이 매우 우수하나 한 발의 가격이 82만여 달러2)로 한화로 10억 원 정도 의 고가이다. 그러나, 155mm 포탄은 종류에 따라 발당 수십만에서 수백만 원 수준이다. 둘째, 야 포는 융통성과 운용성이 뛰어나다. 야포는 전투기와 달리 사격하는 데 있어서 기상이나 지형의 영향을 거의 받지 않고 운용할 수 있다. 또한, 야포는 사격에 소요되는 시간이 짧고, 화력을 동시에 집중 또는 분산할 수 있다. 최근 발발한 우크라이나 전쟁에서도 야포는 적을 제압하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 우크라 이나 포병은 전쟁 초기 키이우 주변에서 러시아군을 가장 많이 살상하였다. 우크라이나 2개 포병 여단은 집중 사격을 통해 러시아군의 키이우 점령을 무산시켰다.3) 우크라이나 군은 현재 300문 이상의 포를 운용하고 있으며, 한 달에 평균 11만 발의 155mm 포탄을 사용하고 있다. 러시아는 그보다 4배나 많은 포탄을 사용하였다. 우크라이나 국방장관은 포탄의 부족으로 자국군이 발사할 수 있는 양의 1/5 정도만 발사하고 있다고 밝혔다. 따라서 그는 서방에 155mm 포탄의 적극적인 지원을 요청하고 있다.4)

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2) Blacktail. MGM-140 ATACMS. Military-Today.com (http://www.military-today.com). (검색일: 2023.1.19).

3) Forbes. (2022. 12. 26). “Ukraine’s Artillery Did The Most Killing Around Kyiv, Ultimately Saving The City From Russian Occupation.”

4) The Financial Times. (2023. 3. 4). “Ukraine asks EU for 250,000 artillery shells a month.”

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한편, 과학기술의 발전에 따라 야포는 끊임없이 혁신하고 있다. 이를 통해 야포는 공격, 운용, 방호능력이 발전하고 있다. 이러한 발전으로 인하여 야포는

첫째, 사거 리와 탄의 살상력 증대, 정확도 개선 등으로 종심 깊은 지역에 대한 정밀타격 능력이 향상되었다.

둘째, 자동방열, 포탄 자동장전, 사격통제체계 개선 등으로 초탄 발사 시간 단축, 발사속도와 분당 사격 발수 증가로 표적획득과 동시에 신속한 사격과 대량사격이 가능하게 되었다. 또한, 자율주행, 자동방열, 자동장전, 항법장치 및 사격통제체계 개선 등으로 야포 운용에 요구되는 병력을 획기적 으로 절감할 수 있게 되었다.

셋째, 장갑 소재, 기동력 등의 발전으로 생존성이 증대하였다.

마지막 으로 야포 자체의 성능 개선은 아니지만, 대포병레이더, 무인기, 인공위성 등의 표적획득 장비의 발전과 C4I 체계와 연동으로 표적정보를 적시에 신속하게 공유할 수 있게 되었다.

이를 통해 표적 획득과 선정 능력이 개선되어 사격의 효율성이 증대되고 있다. 이상에서 살펴본 바와 같이 야포는 전술적인 운용의 장점과 과학기술의 발전에 따른 혁신으로 현대전에서도 여전히 적의 인원이나 장비, 시설을 타격하는 주요 수단으로 가치가 있음을 알 수 있다.

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▮ 세계의 주요 자주포와 우리 군 K9의 위상

현재 전 세계에서 운용되고 있는 자주포는 구경이 105, 122, 130, 152, 155, 170, 175, 203mm 등으로 구성되어 있다. 영국의 안보문제 연구기관인 국제전략연구소(IISS)에서 발표하는 Military Balance+(2022)에 따르면 정보 획득이 어려운 북한5)을 제외하면 현재 전 세계적으로 18,067문6)의 자주포가 운용되고 있다. 이들 중 현대화된 자주포는 6,402문이고, 나머지는 구형(6,479문) 또는 사용 연한이 지난 구식(5,186) 자주포이다. 현대화된 자주포는 중국에서 운용 중인 1,440문의 122mm 자주포, 잠비아에서 운용 중인 6문의 130mm 자주포, 러시아에서 운용 중인 300문의 152mm 자주포를 제외하면 모두 155mm 자주포 (4,656문)이다. 그리고 현대화된 중형(152 및 155mm) 자주포 중에 2022년을 기준으로 현재 운용 되고 있는 포는 대한민국의 K9, 미국의 M109A6, M109A7, 독일의 PzH 2000, 프랑스의 CAESAR, 폴란드의 Krab, 남아프리카공화국의 G-6, 중국의 PCL-181, PLZ-05, PLZ-45, 러시아의 2S19M2 Msta-SM 등 16종이다.

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5) 북한은 현재 모두 구형 또는 구식의 자주 및 견인포 8,600여 문을 운용하고 있다.(Military Balance+, 2022).

6) 비축용으로 치장한 장비(5,941문)는 제외.

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현재 전 세계에서 운용 중인 현대화된 중형 자주포 4,956문 중 K9 계열의 자주포가 1,787문(36%)으로 압도적으로 다수를 차지하고 있다.

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한편, 2010년 이후 전 세계에서 국외로 수출(계약 완료 포함)된 현대화된 155mm 자주포는 1,401문이다. 이들 중 50대 이상 수출된 경력이 있는 포는 K9(626문10)), PzH 2000(301문), CAESAR(180문), M109A6(117문), Krab(54문)이다.

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10) 인도에서 면허 생산 계약된 100문 포함.

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K9의 수출 실적은 626문으로 전 세계 수출 자주포의 45%를 차지하였다. 현재 운용되고 있는 주요 국가의 최신 자주포들의 성능을 비교해보면 항속거리, 발사속도, 사거리 등의 주요 성능 측면에서는 독일의 PzH 2000이 가장 우세하다. 그러나 가격을 고려한 가성비 측면에서는 K9 자주포가 가장 경쟁력이 있다고 할 수 있다.

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앞에서 논의한 바와 같이 현재 전 세계에서 운용되고 있는 현대화된 중형 자주포의 36%는 우리 군이 개발한 K9 계열이다. 그리고 K9은 2010년 이후 국외로 수출된 현대화된 155mm 자주포의 45%를 차지할 정도로 세계적으로 인정받고 있다. 한편, 현재 세계적으로 중형 자주포 중에 노후화 되어 조만간 교체되어야 하는 구식 자주포는 5,186문이고, 성능이 저하되고 있는 구형 자주포는 6,479문이다. 이에 더해 견인포의 자주화까지 고려할 경우 가까운 미래에 전 세계적으로 상당한 수량의 신규 자주포 도입 소요가 발생할 것이다. 이런 자주포의 도입 소요와 K9의 세계적인 위상 을 고려할 경우 앞으로도 K9의 수출 전망은 매우 밝다고 할 수 있다. K9이 이처럼 세계 자주포 시장을 석권할 수 있는 비결은 무엇인가?

첫째, K9은 요구자의 전력 화 시점에 가장 적시적으로 생산하여 납품할 수 있다. 그 이유는 K9이 한국군에서 1,000문 이상 운용되고 있어 국내 생산기반이 잘 갖추어져 있기 때문이다.

둘째는 군수지원 측면에 강점이 있다.

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<최근수출 실적12)>

K9 (대한민국) PzH 2000 (독일) M109A7 (미국) CAESAR (프랑스) PLZ-05 (중국) 2S19 Msta (러시아)

1.37억$/ 38대 16.9억$/ 100대 1천만$/대당 2.52억$/ (52대 정보 없음 정보없음 (’22 Finland) ( ’22 Ukraine) (jane추정) +2 시뮬레이터) (’21 Czech)

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12) Jane’s Online. (2022. 11. 24). “Finland exercisers option for 38 more K9 SPHs.”; (2022.1.18.). “M109 series (155mm).”; (2022. 8. 25). “Panzerhaubitze (PzH) 2000 (155mm).”; (2023. 1. 12). “CAESAR 155mm (52 calibre).”

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K9은 현재 전 세계에서 운용되고 있는 현대화된 자주포에서 압도적으로 다수를 차지하고 있다. 따라서 유사시 부품 조달, 정비 등에 있어서 매우 유리하다.

셋째, K9은 한반도 전장의 혹독한 기후환경, 험난한 지형에 잘 적응할 수 있도록 개발되었다. 한반도 전장은 계절적 요인, 다양한 산악 및 평지로 구성된 지형 요소로 인하여 요구되는 운용환경의 하한과 상한의 폭이 매우 넓어서 세계 어느 전장환경에도 잘 적응할 수 있다.

넷째, K9은 한반도의 실전적인 전장환경에서 운용되 고 있고, 한미 연합훈련 등을 통하여 검증된 장비이다. 마지막으로 K9은 압도적인 생산량으로 규 모의 경제 실현과 제작공정의 자동화를 통한 원가 절감으로 가성비가 우수하다. 이와 같은 상대적 인 우수성에도 불구하고 K9이 세계 시장에서 지속적으로 우위를 차지하기 위해서는 가격뿐만 아 니라, 성능에서도 더욱 경쟁력을 갖추어야 할 것이다.

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▮ 미래 전장을 대비한 발전방향 과학기술의 발전에 따라 현대 자주포는 끊임없이 혁신하고 있다. 우리나라를 비롯하여 미국, 독일, 러시아 등의 군사 선진국에서는 현재 운용 중인 장비의 성능개량 또는 새로운 형상의 장비를 개발하고 있다. 이들 국가에서 추진하고 있는 중형 자주포의 발전 추세는 다음과 같다.

미군은 ERCA(Extended Range Cannon Artillery) 프로그램을 통해 M109A7의 성능개량을 추진 하고 있다.13)

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13) Jane’s 보도자료. (2020. 11. 18). “Transforming fires: US Army testing and rounding out its long-range fire portfolio.”

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본 성능개량에서는 사거리 향상과 발사속도 증대를 목표로 추진하고 있다. 사거리 향상을 위하여 기존의 39 구경장을 58 구경장으로 개선하고, 로켓 보조 발사체 및 슈퍼 장약도 개발하고 있다. 이를 통해 기존 30km의 사거리를 70km로 향상하고자 한다. 그리고 자동장전 장치 를 개발하여 현재 분당 4발의 최대 발사속도를 6~10발로 개선하고 있다.

독일은 경량화, 무인화, 이동 간 사격, 원격조정 등의 방향으로 다양한 자주포 형상을 시도하고 있다.14)

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14) Jane’s Online. (2022. 8. 26). “Donar 155mm (52 calibre)”, “RCH 155 (155mm/52 calibre).”

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DONAR 155mm 자주포는 현재 시제품이 개발된 상태로 52 구경장의 전투중량 35톤으로 경량화하였다. 또한, 자동 장전, 원격조정 기능으로 2명의 승무원만으로 포를 운용할 수 있다. RCH 155 자주포는 현재 시험 운용 중으로 8x8 차륜형으로 경량화, 원격제어 기능으로 2명의 승무원으로 운용할 수 있다. 또한, 세계 최초로 이동 중에도 사격할 수 있도록 설계되었다.

러시아는 기존의 2S19 Msta-S 자주포를 대체하기 위하여 2S35 Koalitsiya-SV를 개발하여 2019년 시험평가를 완료하였다.15)

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15) Jane’s 보도자료. (2020. 1. 10). “Russia’s 2S35 Koalitsiya-SV SPH completes preliminary trials.”

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본 장비는 152mm, 52구경장의 자주포로서 자동장전 시스템과 수냉식 약실 냉각으로 분당 발사속도를 분당 최대 16발로 증대하였다. 사거리는 로켓추진 탄약의 경우 70km이다. 또한, 탄약과 장약의 자동장 전, 원격 포탑을 적용하여 승무원이 자체 전면에 배치되고 무인 포탑 적용으로 3명의 승무원으로 포를 운용할 수 있다. 이와 같은 자주포의 세계적인 성능개량 추세는 발사속도 증진, 무인화, 원격 조정, 경량화 등으로 요약할 수 있다.

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우리 군도 현재 K9A2로의 성능개량 프로그램을 추진하고 있다.16)

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16) Jane’s 보도자료. (2022. 9. 5). “South Korea approves funding for K9A2 SPH.

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본 프로그램에서는 자동 탄 약 공급 장치를 개발하고 있다. 이를 통하여 현재 분당 6발의 발사속도를 최대 9발로 개선하고, 운용병력을 현재 5명에서 3명으로 줄인다는 계획이다.

그러나 앞에서 살펴본 바와 같이 미국, 독 일, 러시아 등 세계 군사 선진국들은 K9A2보다 더욱 발전된 체계로의 혁신을 추진하고 있다. K9A2 정도의 성능개량만으로는 해당 자주포가 미래 세계 자주포 시장에서 지금과 같은 경쟁력을 계속 유지하는 것은 곤란할 것이다. 따라서 우리도 추가적인 혁신이 필요하고 이를 위한 적극적인 노력과 투자가 필요하다. 국방부는 지난 1월 대통령 주관으로 ｢2023년 국방부 연두 업무보고｣를 실시하였다. 이 자리에 서 이종섭 국방부 장관은 첨단전력 건설과 방산 수출의 선순환 구축전략을 제시하였다. 즉, 전투 효율성 제고와 인명 손실 최소화를 위한 인공지능 등 첨단과학기술 기반의 유·무인 복합체계 구축 계획, 그리고 세계 4대 방산 수출국으로의 도약을 위해 적극적인 지원계획을 제시하였다. 이러한 지향점에 따라 K9도 추가적인 혁신을 통하여 현재의 세계적인 위상을 계속 유지한다면 신정부가 추진하는 방산 수출을 견인할 미래 국가전략사업의 하나로 자리매김할 것이다. K9이 계속하여 세계 자주포 시장을 선도하기 위해서는 앞서 논의한 세계적인 자주포 발전 추세 를 고려하여 다음과 같은 분야의 발전이 필요하다. 운용능력 측면에서는 첫째, 현재 국방부가 추진 하고 있는 국방개혁 4.0의 AI 과학기술강군 육성 계획에 맞추어 인공지능 기술을 적극적으로 활용 할 필요가 있다.

이를 통해 원격으로 사격 지휘 및 통제하는 유·무인 복합체계를 구축하여 운용병 력을 획기적으로 절감할 수 있는 체계의 개발이 필요하다.

현재 K9의 운용병력 5명을 2명으로 줄이고 인공지능을 활용한 지휘통제를 강화할 경우 자동화에 따라 일부 추가되는 정비소요의 증가 를 고려하더라도 포병대대의 병력을 현재의 1/2 이하로 감축할 수 있을 것이다17).

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17) 이는 필자의 개략적인 판단이며, 장비 첨단화에 따른 전문 운용인력, 정비인력 소요 등에 추가적인 인력이 예상되나 이에 대해 서는 별도의 종합적인 검토가 필요한 것으로 판단됨

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미래의 병력 상황을 고려할 때 이는 필수적인 노력이라 할 수 있다.

둘째, 다양한 출처로 수집된 전장상황 데이 터, 축적된 경험, 빠른 계산능력을 활용하는 인공지능 기반의 표적획득-결심-타격-평가체계 구축이 필요하다. 이를 통해 표적을 신속하게 특정하고 자율화된 타격으로 적시에 적에 대응할 수 있는 능력을 갖추어야 한다.

공격/방호능력 측면에서는

첫째, 정확도와 파괴력이 높은 탄의 개발과 종심 깊은 표적을 타격할 수 있도록 사거리를 연장할 필요가 있다. 사거리 연장은 포의 효용성을 증대하 기 위한 세계적인 추세로 군사 선진국들은 70km 이상의 사거리연장탄 개발을 추진하고 있다.

둘 째, 기동성 증대와 차체 소재에 대한 혁신이 필요하다.

세계적으로도 동력장치의 혁신을 통한 기동 력 증대, 경량 신소재 차체 개발을 통한 기동성과 방호력 향상 연구가 추진되고 있다.

아무쪼록 우리 군의 자주포가 이와 같은 발전을 통해 신정부가 추진하는 미래 첨단전력 건설과 방산 수출의 선순환 구축이라는 적극적인 수출 전략에 부응할 수 있기를 기대한다. 또한, 관련 기관들의 적극적인 협업과 상호지원으로 미래 더욱 발전된 자주포가 개발되기를 기대한다

 

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