해군의 막강 항공전력, 해상초계기 "심해 적 잠수함을 섬멸하라" [밀리터리 월드]

'잠수함 킬러' P-8A 포세이돈, 2024년 중반 6대 추가 도입
레이더·광학·적외선·전자 정보 융합 강점, 적시 탐지·타격

P-8A 포세이돈은 B737을 기반으로 현대화된 기체로 개발됐다. 최대속도는 490노트(시속 907km)에 달한다. 적 함정 공격을 위한 하푼(Harpoon) 대함 미사일과 육상표적 공격이 가능한 SLAM-ER 최신형 대함·대지 미사일이 탑재된다. ⦁승무원 조종사 2명 + 초계임무 오퍼레이터 7명 ⦁생산댓수 100기 이상, 총 160기 이상 생산 예정 ⦁실전배치 2013년 11월 ~ 현재 ⦁전장 39.47m ⦁전폭 37.64m ⦁전고 12.83m ⦁공허중량 6만2730kg ⦁적재중량 9000kg+ ⦁최대이륙중량 8만5820kg ⦁엔진 CFMI CFM56-7B 터보팬 엔진 x 4기 ⦁엔진추력 2만7000파운드, 120KN ⦁순항속력 815km/h ⦁최대속력 907km/h ⦁전투행동반경 2222km ⦁항속거리8300km ⦁실용상승한도 1만2496m ⦁항전장비 레이더 AN/APY-10 다중 임무 레이더 ⦁APS-154 AAS 다기능 레이더 ⦁광학 탐지/추적장비 L-2 Wescam MX-20HD 디지털 EO/IR 센서 ⦁전자전 AN/ALQ-240 ESM ⦁AN/AAQ-24 DIRCM ⦁APR-39B(V)2 RWR ⦁AN/ALQ-213(V) EWMS ⦁AN/ALE-47(V) ACDS ⦁AN/ALE-55 FOTD ⦁하드포인트 현재 내장 5개소, 외장 6개소 ⦁무장 어뢰 Mk.54 MAKO LHT 경어뢰 ⦁폭탄 LGB or JDAM 미사일 ⦁GM-84D/G 하푼 or AGM-84H/K 슬램-ER ⦁LRASM HAAWC ⦁ALA + 어뢰·통상 재래식 폭탄·LGB 탑재. 사진=미 해군(US Navy)

[파이낸셜뉴스] 해상초계기는 목적에 따라 다양한 무장을 운용할 수 있다. 수중에 숨은 적잠수함을 대상으로는 어뢰나 폭뢰를 이용해 공격을 가할 수 있고, 수상함을 상대로는 강력한 대함 유도탄을 이용해 공격할 수 있다. 일부 해상초계기는 대지상 공격이 가능한 정밀 무장을 사용해 연안에 대한 공격 작전도 수행할 수 있다.

해상초계기는 하늘에서 바다 위는 물론, 물속도 감시하는 만큼, 다양한 탐지 수단과 무장을 운용한다. 특히 수중을 탐지하는 수단들은 중요한데, 2차 세계대전 이래로 해상초계기들이 주로 수행해온 임무가 잠수함을 수색, 섬멸하는 대잠수함 작전이다.

잠수함들의 성능이 발달하면서, 이러한 탐지 수단은 더욱 정밀해지고 있다.

P-3C 오라이언. 미 해군이 적 잠수함의 위치를 ​​파악하고 추적하기 위해 설계한 4엔진 터보프롭 항공기다. 최근 육지 및 해상 지상 지상 감시가 가능하도록 수정됐다. 현재 미국이 150기·일본이 80기·대한민국이 16기(P-3CK)·대만 12기 등을 운영하고 있다. ⦁최대 체공시간 16시간 ⦁최대속도 761km/h, 작전반경 3835km ⦁승무원 : 조종사 3명, 비행사 2명, 비행 엔지니어 2명, 센서 오퍼레이터 3명, 기내 기술자 1명 ⦁주무장 AGM-84 하푼 대함유도탄, AGM-84E 슬램, AGM-84H/K 및 AGM-65F 메버릭 미사일, Mk46/50/54를 포함한 2만파운드 무기 ⦁추진 엘리슨 T-56-A-14 터보프롭 4기 엔진 ⦁지향성 주파수 및 거리 측정(DIFAR) 소노부이 및 자기 이상 탐지(MAD) 장비와 같은 잠수함 탐지 센서를 갖추고 있다. 지평선 넘어의 표적화(OTH-T) 및 지휘, 통제, 통신 및 정보(C4I)의 개선 사항을 통합하고 생존성을 향상한다. 록히드 마틴사에서 총 650기 생산, 생산량 중 500기 이상을 미국이 운용했으며 일본 가와사키 중공업에서 107기를 면허 생산했다. 사진=미 해군(US Navy)

■조종사 또는 탑승한 승무원의 눈과 레이더
해상초계기에 탑승한 △'파일럿의 눈'(Pilot's eyes)은 가상 우선적 탐지 수단이다. 해상초계기가 해군의 일원이 된 것도 조종사 또는 탑승한 승무원이 바다 먼 곳까지 한눈에 감시할 수 있다는 점 때문이다. 탐지 수단이 고도로 발달하긴 했지만, 정확한 탐지와 현장 파악을 위해서는 파일럿의 눈이 꼭 필요하다.

해상초계기의 탑재한 △'레이더'(Radar)는 가장 일반적이고, 핵심적인 탐지 수단이다. 일정 주파수의 전파를 쏴서, 그 반향을 추적하는 방식으로 목표를 탐지하는데, 수상함부터 잠수함까지 탐지할 수 있다.

해상초계기에 레이더를 탑재한 것은 2차 세계대전 당시로, 대서양 해전에서 그 유효성을 증명해냈으며, 현재도 해상초계기의 핵심 장비다. 최근엔 잠수함이 물 밖으로 살짝 내민 잠망경까지 탐지, 추적할 수 있을 정도로 고성능화됐다.

1. 미 해군의 SH-60/MH-60 시호크, 2025년까지 우리 해군에 12기가 추가 도입될 예정이다. 2. MAD(자기 변화 탐지기) 센서는 항공기 동체에 자기 간섭을 줄이기 위해 항공기 앞이나 뒤에 있는 붐이나 긴 프로브에 장착 배치된다. 일단 여기에 탐지되면 정확도가 높아 최종 단계에서 사용한다. 3. 디핑소나(Dipping Sonar)를 투하하는 MH-60R 시호크 헬기. 4. 항공기에서 소노부이Sonobuoy)를 투하하고 있다. 항공기와 수상함에서 모두 떨어뜨리거나 발사할 수 있는 소모성 소나 시스템이다. 무선 통신과 수중 음향 영역을 효과적으로 결합해 효율적인 수중 표적 탐지 시스템으로 부상하고 있다. 디핑소나와 어뢰를 탑재하고 비행하면서 잠수함을 탐지, 공격할 수 있어 대잠전에 효과적이다. 사진=한국 해군·미 해군(US Navy)

■디핑소나와 소노부이
△'디핑소나'(Dipping Sonar=SoNaR, Sound Navigation and Ranging)는 물속에 투하해 수중의 소리를 청취할 수 있는 소나로, 주로 해상작전헬기에 탑재된다. 운용 방식은 소나를 줄에 달아 수중으로 내려서 소리를 청음 한다. 디핑소나 자체는 함정에 탑재되는 소나보다 소형이지만, 헬기가 이동하면서 지속적으로 탐지할 수 있는 만큼, 적의 위치를 보다 정확히 탐지할 수 있다는 강점이 있다.

△'소노부이'(Sonobuoy=음파탐지 부표, Sonar+Buoy의 합성어로 수중음파를 탐지를 위해 소모성 부품으로 설계 구성돼 있다)는 무선 음향탐지용 부이로서 회전익 항공기, 초계기, 함정 등에서 투하하는 식으로 운용된다. 특히 고정익 해상초계기에는 중요한 탐지 장비인데, 광대한 범위를 수색하는 항공기가 작전 구역 곳곳에 투하해, 곳곳을 감시할 수 있게 해 준다. 최근에는 이러한 소노부이를 이용해, 해양탐사 등의 민간 영역에서도 활용하고 있다.

일본이 야심차게 개발한 P-1 해상초계기. 우수한 성능에도 높은 가격 등 가성비 문제로 인해 해외 수출 사례가 없다고 알려졌다. 가와사키 중공업 항공 우주 회사가 개발 개발·제조했다. 미 P-3C에 대비해 순항속도 1.3배, 고도 1.3배, 항속거리 1.2배가 향상됐다. 엔진 분산으로 인한 소음 감소 효과가 커 제트기임에도 P-3C보다 더 낮고 더 느리게 비행할 수 있으며 엔진음도 더 조용하다. P-1은 저익 구조로 탑재한 엔진 4기는 이륙 시 70.6데시벨, 공회전 시 76데시벨이라는 높은 정숙성을 발휘한다. 이는 국제민간항공기구 기준치의 환경기준을 크게 뛰어넘는 수치다. 질소산화물은 기준치의 54%, 일산화탄소는 33%, 불완전연소 탄화수소는 0.5%, 매연은 74%밖에 배출하지 않는다. P-1은 전자기파에 의한 간섭을 막으려 플라이-바이-와이어(Fly-by-wire)가 아닌 플라이-바이-라이트(Fly-by-light), 즉 신호전달을 광섬유 케이블 방식으로 설계된다. P-1은 이 시스템을 채택한 최초의 양산형 항공기로 기록됐다. 일본은 33기 이상을 보유하고 있으며 80대 가량 생산 예정이다. ⦁승무원 조종사 3명+초계임무 오퍼레이터 8명 ⦁엔진 1만3000파운드급 IHI-F7-10 터보팬 고바이패스비 x 4기 ⦁생산기간 2007년~현재 ⦁생산댓수 33기, 생산 예정 총 80대가량 ⦁실전배치 2013년 ⦁전장 38.0m ⦁전폭 35.4m ⦁전고 12.1m ⦁공허중량 ⦁3만8100kg ⦁적재중량 9000kg+ ⦁최대이륙중량 7만9700kg ⦁무장 어뢰 Mk.46 경어뢰 or 97식 경어뢰 or 12식 경어뢰 ⦁미사일 AGM-65 매버릭 or AGM-84L 하푼 or 91식 공대함 미사일 ⦁기뢰· 소노부이 총 100여개 탑재(30발은 미리 장전, 70발은 내부 탑재). 사진=일본 가와사키 중공업 홈페이지 캡처

■자기 변화 탐지기 MAD
△'MAD'(Magnetic Anomaly Detector, 자기 변화 탐지기)는 해상초계기들이 탑재하는 장비 중 가장 독특한 자기장 탐지 장비다. MAD는 가장 유효한 대잠 탐지 장비 중 하나로, 지구와 자기장의 원리를 이용한다. 잠수함은 일부 예외를 제외하면 철제로 건조돼 자기장을 발산하는데, MAD는 바로 이 자기장을 탐색한다.

독일제 212급 잠수함처럼 스테인리스 선체를 쓰거나 소련제 알파급 잠수함처럼 타이타늄을 쓰는 이유 중의 하나가 MAD로부터 탐지되는 거리를 줄이기 위함이다. 일반 잠수함들도 MAD로부터 탐지 확률을 낮추기 위해서 선체의 자성을 줄이는 자기처리 작업을 정기적으로 시행한다.

탐지 거리가 소나에 비해 짧은 게 가장 큰 문제라고 알려졌다. 해저 지형 및 조성 물질의 영향에 따라 탐지 거리가 줄어드는 경우도 있다. 하지만 일단 탐지가 된다면 그것이 허위 표적일 확률은 소나에 비해서 적다. 특히 망망대해에선 난파선 등 특별한 사항 없이 자기장이 잡힐 수 없기 때문에, MAD에 수중에서 이동하는 자기장의 탐지·포착은 잠수함을 의미하게 된다. 따라서 소나로 잡은 표적이 확실히 잠수함인지 확인하기 위해 공격 최종 단계에서 사용한다.

이 장비의 위치는 꼬리날개 뒤로 길게 나온 부분을 볼 수 있는데, 이것이 바로 자기변화탐지기다. 이름 또한 긴 막대 모양을 일컬어 ‘매드 붐(MAD boom)’이라고 부른다. 이처럼 바깥으로 길게 뻗어 나온 이유는 다른 장비에서 발생한 자기장이 탐지기에 영향을 줄 수 있기 때문에 이를 줄이기 위한 물리적인 조치다.

IL-38은 구소련 해군의 해상 초계기로 사용하기 위해 4발 터보프롭 일류신 여객기 IL-18을 바탕으로 개발. 구소련 해군이 운용했고 현재도 러시아 해군이 운용하는 대잠초계기다. 1967년 9월~1972년까지 생산 되었으나 생산량은 수출물량까지 60여대에 불과했다. 8대의 항공기가 러시아 해군에 인도됐다. 현대화된 대잠수함이 러시아의 태평양 함대와 북부 함대에서 운용에 들어갔다. ⦁승무원: 7~8 ⦁길이: 40.185m(131피트 10인치) ⦁날개 길이: 37.4m(122피트 8인치) ⦁높이: 10.17m(33피트 4인치) ⦁날개 면적: 140m2(1500제곱피트) ⦁공중량: 3만5500kg(7만8264파운드) ⦁최대 이륙 중량: 6만6000kg(14만5505파운드) ⦁동력: 4×Ivchencko/ Progress AI-20M 터보프롭 엔진, 각 3151kW(4225hp) ⦁성능 최대 속도: 645km/h(401mph, 348kn) ⦁페리 범위: 7500km(4700마일, 4000nmi) ⦁체공시간: 13시간 ⦁상승고도: 1만1000m(3만6000피트) ⦁상승률: 초당 5.33m(분당 1049피트) ⦁무장:폭뢰·지뢰·어뢰 및 폭탄을 포함 2만파운드(9000kg) 내장. 자료=러시아 해군

■대잠수함 전력, 해군력 강화의 상징
이와 같이 해상초계기는 초기에 수상함의 지원 목적으로 개발됐지만, 현재는 누구도 대체 못할 독자적인 작전 영역을 개척하고 있다. 2차 세계대전과 냉전을 거치며 현대에도 대잠수함 전력으로서 해상초계기는 주목받는 전력이다.

대잠수함전은 아이러니하게도 해상초계기를 중심으로 아군의 항공모함·구축함 등 수상함과 아군의 잠수함 전력까지도 유기적으로 연결해야 작전 효율을 높일 수 있다. 또한 대잠전력 강화는 해군력 전반의 상승·강화를 의미한다.

미래전의 전쟁영역인 우주·사이버전을 포함하는 전쟁수행개념, C4ISR 체계 하 네트워크 중심전(NCW)·협동교전·효과기반작전(EBO)에서도 해상초계기는 공중에서 먼 거리의 해상과 수중을 수색·감시·타격할 수 있는 중요한 전력이다.

아울러 북한 핵 등 비대칭대량살상 무기와 그 투발 수단인 고도화되는 각종 탄도미사일에 대응하는 3축체계의 구축과 함께 해상초계기는 북한이 시도하는 잠수함발사탄도 미사일(SLBM, Submarine-Launched ballistic missile)에 대한 대응 전력으로써도 그 중요도가 매우 커지고 있다.

러시아의 투폴레프 Tu-142는 투폴레프 Tu-95 전략폭격기를 해상초계기로 개조한 버전이다. 전투행동반경 6500km 무지막지한 항속거리를 지닌 이 대잠초계기의 작전반경을 능가하는 초계기가 아직 개발되지 않았을 정도다. 그러나 잠수함 탐지 능력이 거의 없다시피 할 정도로 기체의 진동과 소음이 큰 기체로 평가받는다. 나토는 투폴레프 Tu-95 전략폭격기를 베어라고 부르는데, 이것을 해상초계기로 개조한 투폴레프 Tu-142도 그냥 베어라고 부른다. ⦁승무원 11~13명 ⦁길이: 53.08m(162ft 5in) ⦁날개폭: 50.00m(167ft 8in) ⦁높이: 12.12m(39ft 9in) ⦁날개면적: 311.10m²(3348.76ft²) ⦁경하중량: 9만kg(198,000lb) ⦁최대이륙중량: 18만5000kg (40만7848lb) ⦁엔진: 4×Kuznetsov NK-12MP 터보프롭, 각 1만1033kW(1만4795shp) ⦁성능 최고속도:925 km/h(500kt, 575mph) ⦁순항속도: 711km/h(384kt, 442mph) ⦁전투행동반경: 6500km(3454nmi, 3977mi) ⦁최대고도: 1만2000m(3만9000ft). 자료=러시아 해군

■ 압도적인 성능, P-8A 포세이돈(Poseidon)
우리 해군도 2011년 P-3의 16대 수량 부족을 인식하고 차기 초계기 도입사업에 착수, 성능이 압도적인 P-8 포세이돈을 도입하기로 2018년 결정했다. 2024년 중반기 한국 해군항공사령부는 차세대 해상초계기 P-8A 포세이돈 6대를 도입한다.

P-8A의 가장 큰 장점은 탁월한 센서 융합 능력이다. 레이더와 광학·적외선·전자 탐지 장비로 수집한 정보를 하나로 융합해 적 잠수함을 찾는다. AN/APY-10 X밴드 레이더로 최대 470㎞ 거리의 해상 표적을 탐지할 수 있다. L-2 MX-20HD 디지털 전자광학/적외선(EO/IR) 센서는 수십㎞ 거리에서 고해상도로 영상 정보와 열원을 탐지할 수 있다. AN/ALQ-213(V) 전자전 시스템은 잠수함이 수면에 부상해 방사하는 모든 종류의 전파를 수집해 적 잠수함을 찾아낸다. 이런 정보를 종합해 적함을 적시에 탐지·타격할 수 있는 능력을 갖췄다.

중국 해군의 콩첸-200 반잠순라기. 중국군의 본격적인 해상초계기로 알려져 있다. 반잠순라기란 해상초계기의 중국식 표현이다. 2020년 9월 17일 미 국무부 고위 관리의 대만 방문에 중국이 강한 반발의 표시로 해상초계기 콩첸(空潛)-200 2대를 대만 방공식별구역 내로 침범했다. 정확한 제원은 공개된 적이 없다. 그동안 중국 해군은 구소련의 Be-6 비행정을 기반으로 자체 개발한 비행정 쉐이홍(水轟)-5를 해상초계기로 사용해왔다. 중국의 차세대 중형수송기인 윈(運)-9을 기반으로 만들어진 콩첸-200은 2019년 4월 25일 중국관영매체인 CCTV의 중국해군 창군 70주년 특별보도를 통해 처음으로 공개됐다. 기수에는 기상 및 항법레이더 그리고 기수하부에는 잠수함 및 각종 함정을 탐색할 수 있는 대수상 레이더를 장착한 것으로 확인됐다. 후미에는 잠수함을 최종 탐지하는데 사용하는 자기 탐지 장비(MAD)가 장착됐다. 기체 좌우 측으로 2곳이 내부무장창을 가지고 있으며, 수중의 잠수함을 공격하는 경어뢰 6발을 장착한 것이 확인됐다. 대잠전의 주력 탐지 센서인 소노부이를 투하하는 투발구도 관측된다. 정확한 제원은 공개된 적이 없다. 콩첸-200은 까오신(高新)6호라는 이름도 가지고 있으며, 미·중갈등이 심각한 남중국해와 타이완 해협이 인접한 동중국해 인근 기지에 집중 배치된 것으로 알려졌다. 사진=중국 인민해방군 해군

[e-mail] 이종윤 기자

※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스, 무단전재-재배포 금지