[파이낸셜뉴스] 한화 방산 3사(한화오션·한화시스템·한화에어로스페이스)가 미래 해전의 '게임 체인저'로 불리는 무인수상정 체계를 공개하며 압도적 기술력을 선보였다. 특히 인공지능(AI)를 활용해 승조원 수는 절반으로 줄이고, 단 2명으로 함정을 운항할 수 있는 체험 공간을 선보이며 이목을 집중시켰다.  국내외 해양방산 대표 업체들이 총출동한 부산 벡스코 제1전시장에서 28일 열린 '국제해양방위산업전(MADEX 2025)'을 들어서자 가장 먼저 한화 방산 3사 통합 전시관이 위용을 드러냈다. 한화 방산 3사는 이번 MADEX 행사에 처음으로 통합 전시관을 마련해 △첨단 무인체계 △지능형 천투체계 △한국형 차세대 구축함(KDDX) △장보고-III 배치-II 잠수함 △잠수함용 리튬이온 배터리와 에너지저장장치(ESS) 등 풀 라인업을 선보였다. 통합 전시관 입구에는 한화오션의 전투용 무인수상정이 위용을 자랑하고 있었다. 양 옆으로는 자폭용 무인수상정과 물 밑에서 적을 공격하는 전투용 무인잠수정도 자태를 뽐냈다. 한화오션의 미래형 구축함은 미래 해전의 최전선을 책임진다. 이를 위해 스텔스 성능과 무인체계 운용에 최적화된 신개념 플랫폼이 탑재된다. 스마트함교와 전투지휘실이 통합 구성돼 작전 지휘 능력을 극대화하고, AI 기반 통합 네트워크를 통해 전 영역의 유무인 플랫폼 지휘 통제가 가능하다 실제 무인수상정 모형 뒤편에는 한화시스템이 '스마트 배틀십 솔루션 체험관'을 첫 공개했다. 수상함 지능형 전투관리체계와 콕핏형 통합함교체계를 체험하는 공간이다. AI 등 첨단 기술을 적용해 함정의 지능화 및 자동화를 구현했고, 승조원 수를 절반 수준으로 줄일 수 있는 획기적 기술이다. 또 함정의 장기적 운용유지비용도 크게 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 수상함지능형 전투관리체계는 AI를 통해 실시간으로 적의 위치와 미사일 등을 탐지해 공격과 요격이 가능하다. 음성으로 명령과 정보 검색을 할 수 있고, 세계 여러 나라 언어로도 제공돼 향후 수출에도 용이할 것으로 전망된다. 콕핏형 통합함교체계는 단 2명의 승조원 만으로 항해가 가능한 함정 운전을 체험할 수 있다. 함교 전방 디스플레이에는 자동차 전면 유리에 뜨는 고화질 헤드업 디스플레이(HUD)와 같은 정보가 제공된다. 조종석 바로 옆 보조 디스플레이에서는 원하는 화면을 선택해 띄울 수 있어, 직관적 정보 제공에 유용하다. 한화시스템 관계자는 "해당 기술은 오는 6월 연구개발 과제로 선정해 상용화를 추진할 계획"이라고 밝혔다. 한화오션이 제시한 미래형 잠수함도 눈에 띈다. 무소음을 지향하는 림 구동 추진기가 적용돼 프로펠러 소음을 원천 억제한다. AI 기반 자동화 작전 시스템과 맞춤형 추진체계 적용이 가능하도록 설계됐다. 특히 해당 잠수함에는 한화에어로스페이스의 리튬 배터리 기반 장기 잠항용 에너지저장장치(ESS)가 탐재된다. 한화에어로스페이스 관계자는 "ESS를 활용하면 최대 3주간 잠항이 가능하다"라며 "작전 지속성과 생존성 확보에 기여해 대한민국 해군의 미래 수중 전력 강화를 뒷받침할 것으로 기대된다"고 말했다. 특히 한화는 이날 오후 양용모 해군참모총장을 비롯한 군 고위 관계자와 외국 고위급 대표단, 방산업체 관계자 등 100여명을 초청해 ‘칵테일 리셉션’을 열고 해양방산 사업을 소개하는 자리를 마련한다. 이 행사에서는 한화오션을 중심으로 한화시스템, 한화에어로스페이스로 이어지는 한화 방산 3사의 해양전력 통합 기술력을 통해 미래 전장환경을 이끌 한화의 미래 역량이 강조될 예정이다.    hoya0222@fnnews.com 김동호 기자

[파이낸셜뉴스] 한국해양과학기술원(KIOST)은 20일 KIOST 남해연구소 부두(거제시 장목면)에서 '이어도2호' 취항식을 개최했다고 밝혔다. 이번에 취항하는 '이어도2호'는 노후화된 기존 연구선 '이어도호'를 대체해 건조된 신규 연구선으로, 총톤수 732t, 최대 속도 13.5노트(시속 약 25㎞)로 운항성능이 향상되고 연구기능도 대폭 향상됐다. 기존 '이어도호'가 20종의 연구 장비를 갖췄던 것에 비해 '이어도2호'는 해양의 물리·화학적 특성 등을 실시간으로 관측하는 총 34종의 첨단 연구·관측장비를 탑재했다. 특히, '이어도2호'는 천 톤 이하의 연구선 중 국내 최초로 동적 위치 제어 시스템(DP)을 적용해 다양한 기상, 해상 조건에서도 연구선의 위치를 안정적으로 유지할 수 있어 더욱 안전하고 정밀한 연구가 가능하다. 또 연구선이 수평 방향으로 360도 자유롭게 회전할 수 있는 '전방위 추진기(Azimuth Thruster 시스템)'를 탑재해 추진력과 기동성을 확보했다. 더불어, '고정식 예인체 수중 위치 측정 시스템'을 탑재해 잠수정, 수중 글라이더, 시료 채취 장비 등 수중과 해저에서 운용하는 장비의 위치를 실시간으로 파악함으로써 해수와 대기 순환 특성과 해양기인성 기후 변화를 규명하는 데 한층 정확한 관측 자료를 확보할 것으로 기대된다. '이어도호'는 지난해 11월 26일 KIOST 남해연구소 부두에서 퇴역식을 갖고, 취항 이후 33년간 6894일, 68만㎞ 거리의 대장정을 마무리했다. '이어도호'는 그간 우리나라 연안과 해외 해역에서 해양 순환기후 탐사, 해류 특성조사, 해양방위 작전해역 환경조사 등 다양한 해양조사 연구에 투입돼 우리나라 해양과학 발전에 크게 기여했다. 이희승 KIOST 원장은 "첨단 장비가 탑재된 '연구선'은 국가 해양력을 강화하는 데 있어 중요한 연구 기반"이라며 "운항성능과 연구기능이 대폭 향상된 '이어도2호'를 통해 우리나라 주변 바다의 해양환경 변화를 종합적으로 관측하고 예측해 관련 정책 수립에 필요한 과학적인 근거를 제공하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대한다"고 말했다.  leeyb@fnnews.com 이유범 기자

한화오션이 개발한 '공기윤활시스템(ALS)'이 해외 항만당국으로부터 친환경 선박 기술로 공인받았다. 2일 한화오션에 따르면 캐나다 밴쿠버 항만청은 최근 한화오션 ALS 성능을 검토해 이를 '수중방사소음 저감 기술'로 인정했다. 수중방사소음이란 ,선박에 탑재된 기계류와 추진기 등에서 발생해 수중으로 전파되는 소음이다. 최근 운송량 증가와 선박 대형화·고속화와 맞물려 해양 생태계를 교란하는 원인으로 지목된다. 수중방사소음은 음파를 이용해 생활하는 돌고래 등 해양 포유류의 청각 장애를 유발해 사냥과 소통에 어려움을 초래한다. 한화오션이 개발한 ALS가 적용된 선박은 수중방사소음이 6데시벨(dB)가량 줄어든다. ALS가 선박 바닥 면에 공기를 주입해 선체와 바닷물 사이에 공기층을 만들고 이 공기층이 일종의 완충재 역할을 하는 방식이다. 한화오션 관계자는 "최신식 연구 설비와 우수한 연구진을 갖추고 수중방사소음 저감 기술 개발에 매진하고 있다"며 "지속 가능한 바다를 만들기 위해 꾸준히 친환경 선박 기술을 선보일 것"이라고 말했다. hoya0222@fnnews.com 김동호 기자

[파이낸셜뉴스]한화오션이 개발한 '공기윤활시스템(ALS)'이 해외 항만당국으로부터 친환경 선박 기술로 공인받았다. 2일 한화오션에 따르면 캐나다 밴쿠버 항만청은 최근 한화오션 ALS 성능을 검토해 이를 '수중방사소음 저감 기술'로 인정했다. 수중방사소음이란 ,선박에 탑재된 기계류와 추진기 등에서 발생해 수중으로 전파되는 소음이다. 최근 운송량 증가와 선박 대형화·고속화와 맞물려 해양 생태계를 교란하는 원인으로 지목된다. 수중방사소음은 음파를 이용해 생활하는 돌고래 등 해양 포유류의 청각 장애를 유발해 사냥과 소통에 어려움을 초래한다. 한화오션이 개발한 ALS가 적용된 선박은 수중방사소음이 6데시벨(dB)가량 줄어든다. ALS가 선박 바닥 면에 공기를 주입해 선체와 바닷물 사이에 공기층을 만들고 이 공기층이 일종의 완충재 역할을 하는 방식이다. 한화오션 관계자는 "최신식 연구 설비와 우수한 연구진을 갖추고 수중방사소음 저감 기술 개발에 매진하고 있다"며 "지속 가능한 바다를 만들기 위해 꾸준히 친환경 선박 기술을 선보일 것"이라고 말했다. 한화오션이 지난달까지 수주한 ALS 선박은 총 72척이다. 이 중 10척은 선주사에 인도했고 62척은 건조 중이다. hoya0222@fnnews.com 김동호 기자

[파이낸셜뉴스] 한화오션이 최신형 잠수함 수출에 박차를 가하고 있다. 장보고-III 배치(Batch)2 3번함을 비롯 폴란드, 캐나다, 필리핀 잠수함 프로젝트 수주에 역량을 집중한다는 계획이다. 잠수함은 고난도 원형 선체 건조 및 전투체계 기술이 집약된 '해양 방산의 꽃'이라 불린다. 한화오션은 국내 최다(22척 수주) 잠수함 설계·건조업체다. 한화오션은 현재 장보고-III 배치2 중형 잠수함을 건조 중이다. 핵추진 잠수함을 제외한 현존하는 디젤추진 잠수함 중 최강의 작전 성능을 갖고 있다. 한화오션 관계자는 "도산 안창호함과는 완전히 다른 새로운 잠수함으로 봐도 과언이 아니다"며 "길이와 무장, 연료전지체계, 말굽형 소나(적 탐지장치), 관통형 공격잠망경, 디젤엔진 기종 변경, 보조추진기 추가 등으로 작전 성능과 잠항시간이 진일보했다"고 설명했다. 장보고-III 배치2 잠수함은 우선 잠항 시간이 기존(배치1)보다 3배 이상 길다. 한화오션이 개발한 공기불요추진체계(AIP)와 한화에어로스페이스의 리튬이온전지를 결합한 하이브리드 잠수함으로 건조되기 때문이다. 이같은 추진체계 상용화는 세계 최초다. 수직발사 잠수함발사탄도미사일(SLBM)도 장착된다. 디젤 잠수함 SLBM은 일명 '게임체인저'라는 별명을 갖고 있는 강력한 무기다. 최신예 기술이 탑재된 장보고-III 배치2 잠수함이 세계 시장에서 주목받는 이유는 도입 국가에 맞춤형 현지화가 가능하다는 점이다. 한화오션 관계자는 "잠수함 설계 응용 역량이 모두 확보된 한화오션만이 가능한 일"이라며 "한화그룹 편입이후 첫 잠수함 수출 성공을 위해 회사 역량을 집중하고 있다"고 했다. 실제 캐나다, 폴란드, 필리핀 등 잠수함 도입국가들의 작전 성능을 보면 장보고-III 배치2 잠수함이 최적의 모델로 평가받고 있다. 한화오션은 1987년 대한민국 해군 잠수함 1번함 장보고함을 최초로 현재까지 잠수함 22척을 수주했다. 17척을 인도했고 5척을 건조 중이다. 3000t급 잠수함 설계·건조 기술은 우리나라를 포함해 미국·영국·일본 등 8개 국가만 갖고 있다. 한화오션은 음향측심기, 음탐기 비콘, 발사형 수중환경측정기 등 작전 성능과 생존성을 높여주는 잠수함 핵심장비 국산화율을 80%까지 높였다. 여기에다 국내 200여개 부품회사와 함께 적시에 잠수함 유지·보수가 가능한 안정적인 공급망도 갖추고 있다. 한화오션은 6000억원 이상을 투자해 미국과 유럽을 중심으로 글로벌 해양 방산시장에 진출, 초격차 방산 인프라를 구축한다는 계획이다. skjung@fnnews.com 정상균 기자

[파이낸셜뉴스] 삼성중공업이 소나를 통해 탐지한 바닷속 음파 신호를 분석해 선박 수중 방사소음을 정밀 분석하는 기술을 확보했다고 11일 밝혔다. 소나 신호 분석기법은 소음원이 방출하는 소리를 수신해 소음의 세기, 방향, 거리 등을 측정하는 기술로 주로 군사 목적으로 활용돼 왔다. 삼성중공업은 상선 수중 방사소음 연구 분야에서는 처음으로 이 기법을 적용해 17만4000입방미터(㎥)급 초대형 액화천연가스(LNG)운반선의 소음 원인을 정밀 분석하는 데 성공했다.  삼성중공업은 이 기술을 활용해 건조하는 선박의 수중 방사소음 발생 원인 세분화 및 영향도 분석, 운항 속도∙흘수 별 소음 예측 등 관련 기술개발 전문성을 한층 강화할 수 있게 됐다. 흘수란 선박의 바닥에서 물 표면까지의 수직 거리를 뜻하며, 선박 운항 안전 확보 및 항해 수심 결정의 중요한 요소다.  삼성중공업은 선박 추진기 뿐만 아니라 엔진·기계류의 수중 방사소음까지 확대해 소음저감 기술을 고도화한다는 목표다.  선박의 수중 방사소음은 선박이 항해할 때 추진기의 공동 현상 및 선체, 기계류에 의해 발생하고 있으며 해양 포유류, 어류 등 해양 생태에 직접 영향을 미칠 수 있다. 이에 국제해사기구를 중심으로 수중 방사소음 규제 논의가 활발히 진행되고 있으며 소음저감 기술 개발에 대한 중요성이 커지는 추세다.  이동연 삼성중공업 조선해양연구소장(상무)는 "삼성중공업은 수중 방사소음 R&D 역량을 기반으로 해양 환경영향을 최소화 하고 국제사회의 환경규제 움직임에도 선제적으로 대응할 수 있는 혁신기술 개발에 속도를 낼 것"이라고 말했다. yon@fnnews.com 홍요은 기자

[파이낸셜뉴스]  30일 방위사업청은 거제 대우조선해양에서 '장보고-Ⅲ 배치(Batch)-Ⅱ 선도함 기공식'을 열었다고 공개했다. 이날 열린 기공식은 3천600t급 중형잠수함 건조사업의 선체를 구성하는 첫 번째 '블록'을 뼈대인 용골(keel)에 처음으로 거치하는 행사다. 본격적인 3천600t급 중형잠수함의 건조가 본격적으로 착수되면서 탑재하는 수중 잠수함발사탄도미사일(SLBM) 수직발사관 숫자가 공개되진 않았지만, 강력한 타격 능력 향상을 위해 발사관 6개인 3천t급보다 늘은 최대 10개의 발사관을 탑재하는 것으로 전해졌다. 방사청은 국내 독자기술로 개발되는 배치-Ⅱ 사업의 3천600t급 잠수함은 군에 인도된 배치-Ⅰ 도산안창호함(3천t급)보다 커진 것은 물론 전투 및 소나체계 성능 개선으로 표적탐지 및 처리능력이 향상되고 수직발사관 수량이 늘어 은밀 타격 능력이 강화된다고 설명했다. '장보고-Ⅲ' 사업은 3천t급 이상의 차세대 한국형 잠수함 개발 사업으로, '배치'는 같은 종류로 건조되는 함정들의 묶음을 가리킨다. 배치-Ⅰ에서 Ⅱ, Ⅲ으로 갈수록 함정 크기가 늘고 성능이 개선된다. 중형잠수함은 △1차 3000t급 3척, △2차 3600t급 3척, △3차 4500t급 이상 3척 등 모두 9척이 건조된다. 방사청에 따르면 장보고급 잠수함은 공기불요추진체계(AIP)와 리튬전지체계, 수직발사장치를 모두 탑재해 현존하는 디젤잠수함 중 가장 우수한 작전능력을 자랑한다. 특히 세계 두 번째로 국내 개발을 통해 안전성을 확보한 리튬전지체계 탑재로 잠항 일수가 늘고, 관통형잠망경과 보조추진기를 탑재해 비상상황에도 표적탐색과 기동이 가능해 은밀성과 생존성이 강화될 예정이다. 또 인공지능(AI) 기술을 활용해 장비 상태를 실시간으로 감시하는 상태기반진단 정비개념 도입도 추진하고 있다. 아울러 해상표적 탐지를 위한 항해레이더, 각종 수중 음향탐지 장비 등 탑재장비의 국산화도 추진한다는 방침이다. 방사청은 "해외 다수의 잠수함 운용 국가에서 도입에 관심을 보이고 있다"고 말했다. 장보고-Ⅲ 배치-Ⅱ 선도함은 2025년 진수 뒤 시험평가를 통한 작전요구성능을 확인한 후 2027년 해군에 인도될 예정이다. wangjylee@fnnews.com 이종윤 기자

어뢰는 가공할 파괴력을 지닌 수중 공격용 무기다. 빠르면서도 조용하게 멀리 있는 목표물을 정확하게 타격하느냐가 어뢰의 첨단 무기능력을 가늠하는 주요 잣대다. 수중에선 사람의 움직임이 평지와 다르듯 어뢰 역시 물의 저항성과 마찰에 따른 속도저하와 소음을 극복하고 정밀 타격하는 정확도가 생명이다. 기존 어뢰의 개발 방향은 탐지·통신·유도체계의 개선과 수중에서 소음과 마찰을 줄이기 위해 형상을 매끄럽게 하거나 추진 동력과 에너지 효율을 높여 속도를 증가시키는 방법에 집중해 왔다. 그러나 수중 저항성으로 인해 어뢰가 목표물을 따라가는 속도의 경우 최대 시속 110km 정도가 거의 한계점이었다. 한국 해군의 어뢰 '백상어'는 수중에서 최대 시속 65km(35노트), '범상어'는 최대 시속 111km(60노트)의 속력을 내는 것으로 알려져 있다. 하지만 이러한 제한을 극복한 초공동 어뢰(Supercavitating Rocket Torpedo)는 최고 시속 800km를 웃도는 충격적인 속도로 수중에서 목표물을 타격해 '바닷속 미사일'로 불린다. 초공동 어뢰 개발의 실마리는 공동현상(Cavitation)으로 주로 선박에서 물체의 후방에 달린 추진 프로펠러가 수중에서 동력을 전달받아 회전할 때 유체표면에 압력변화로 인해 부분적으로 공기 방울이 생김으로써 발생한다. 이는 소음을 유발할 뿐만 아니라 추진효율과 추진체계에 물리적으로 부정적인 영향을 주기 때문에 속도저하를 유발해 많은 연구자가 공동 현상을 줄이려는 노력을 기울여 왔다. 그런데 과학자들은 오히려 물체의 앞쪽에 공동현상을 발생시켜 수중무기인 어뢰 전체를 공기로 뒤덮어 물속에서 일종의 공기터널을 만들어 물과의 마찰 저항성을 획기적으로 감소시킨 초공동 기술(Supercavitation)을 개발하게 된다. 이런 기술을 적용, 어뢰의 속도 제한성을 극복한 무기체계가 바로 초공동 어뢰다. ■초공동 어뢰, 사거리·소음·방향 전환 극복 '진화중' 하지만 1990년 구(舊)소련이 개발한 '시크발' 초공동 어뢰는 유도기능이 없고, 소음이 크고 방향전환 제한과 사거리가 10여km로 짧다는 단점이 있었다. 이러한 단점을 넘어서기 위해 미국은 1990년대부터 활발히 연구·개발 중이며 독일과 공동으로 초공동 어뢰 전력화를 진행하고 있는 것으로 알려졌다. 미국 해군에서는 1997년에 수중에서 최초로 음속(초당 1500m=2916노트)보다 빠르게 물체가 항주하는 실험을 실시했다고 밝혔다. 이후의 개발 진행현황은 극히 제한된 정보들만 공개됐으며, 미국 해군연구소(US Office of Naval Research)에서 장기과제로 개발을 주도하고 있는 것으로 알려져 있다. 다만 미국 해군연구실 어뢰개발 분야 담당자는 2004년 인터뷰에서 초공동 어뢰를 전력화하려면 15년 이상은 소요될 것이라고 언급한 바 있다. 어뢰 강국 독일은 이미 2005년 5월 초공동 어뢰 '바라쿠다'를 실용화해 시속 800km(432노트)를 상회하는 속도로 유도기동이 가능한 진일보한 초공동 어뢰를 공개했다. 개발사인 다이엘 BGT 디펜스와 알타스 엘렉토닉은 러시아의 초공동 어뢰 '시크발'의 요격이 가능하다고 주장했다. 순항 미사일 토마호크의 속도다. 의외로 이란 혁명수비대도 미국과 국제사회로부터 핵프로그램 포기를 압박에 반발해 2006년 4월 '위대한 예언자' 해군 훈련 기간에 폭약을 탑재하지 않은 '후트'(Hout, 고래)'라는 모의 어뢰를 수상함에서 발사해 수중에 있는 잠수함 표적을 맞히는 데 성공했다고 공개했다. 러시아에서 수입한 1세대 초공동 어뢰 시크발을 역설계한 방식으로 개발한 것으로 알려졌다. 특히 이 어뢰는 발사 때에는 일반 어뢰처럼 어뢰발사관에서 발사돼 프로펠러로 추진력을 얻지만, 일정한 거리를 지나면 로켓이 액체 연료를 태우면서 급가속하고 공기막까지 형성해 항주하는 일종의 수중 미사일이라는 게 군사 전문가들의 설명이다. 중국도 초공동 어뢰 전력화를 위해 노력하고 있으며 단점 해결을 위해 발사 초기 일반어뢰처럼 발사하고 이후 초공동 어뢰로 항주한 후 속도를 줄여 일반어뢰처럼 목표물 탐색과 식별 후 목표물 거리에 근접해서 타격을 가하는 타입으로 개발 중으로 알려졌다. ■초공동 잠수함·수상정·수중 탄환·수중 이동체도 개발 본격화 초공동 기술은 어뢰, 잠수함 뿐 아니라 초공동 탄환과 같은 특수전 분야, 고속 수송체에 적용한 전투지원 분야 등 다양한 분야에 활용이 시도되고 있다. 캘리포니아 공과대학의 2001년 보고서엔 이론적으로 초공동 선박은 수중에서 시속 5천800㎞까지 속도를 낼 수 있어 대서양과 태평양을 각각 약 60분과 100분에 횡단할 수 있다고 발표했다. 2019년 4월 러시아에선 항속거리 약 1만km의 핵추진 수중 대형 드론 '포세이돈(Poseidon)'을 탑재한 특수목적 핵추진 잠수함 '벨고로드(Belgorod)'함을 진수했다. 약 2메가t 위력의 핵무장 탑재가 가능한 직경 1.8m 이상, 길이 약 24m인 포세이돈은 스텔스 모드로 기동하다가, 타격지점 2~3km 떨어진 위치에서 타격모드로 전환해 시속 180km로 급가속해 타격하는 식의 설계가 돼있다고 알려졌다. 하지만 군사전문가들은 위협적인 전략무기로 판단하면서도 공개 정보의 제한으로 정확한 분석은 어렵다고 평가했다. 미국의 줄리엣 마린 시스템즈에서는 지난 2011년에 초공동 기술을 적용 동일 크기의 선박 대비 900분의 1 정도의 수상 마찰력을 실현한 '고스트(Ghost)'라는 수상정 시제품을 공개했다. 본체는 수면 위 대기 중에 위치하고 본체와 연결된 두 개의 초공동 추진체만 수중에 위치하는 구조로 해수와의 마찰을 최소화함으로써 그만큼 연료소모가 적으면서도 시속 93km(50노트) 이상의 고속으로 장거리 항해가 가능하다. 2019년 말경 미군에서는 노르웨이 방산업체 DSG에서 개발한 CAV-X 초공동 탄환에 대한 수중 발사시험을 실시했다. 기존의 일반 소총탄의 수중 '최대사거리는 15ｍ 정도'이며 권총탄의 수중 사거리는 3∼5ｍ에 불과할 뿐 아니라 위력도 현저히 저하되는 데 비해 이 초공동 탄환은 수중에서 60m 거리까지 파괴력을 유지한 상태에서 정확한 타격이 가능했다고 발표했다 ■공동발생기와 금속분말고체로켓추진기가 핵심 초공동 어뢰 설계에 있어 가장 핵심적인 요소는 어뢰의 수중체 앞쪽에 장착된 공동발생기(Cavitator)다. 공동발생기에서 발생시키는 기포로 공동(Cavitation)을 얼마나 안정적으로 일정하게 유지하는지가 관건이다. 따라서 수중에서 이동하는 물체의 속도가 높아지면서 압력이 낮아져 형성되는 자연 초공동(natural supercavitation)을 가속화 하기 위해 상대적으로 낮은 속도에서 캐비테이터 후방에서 압축가스를 분사해 발생시키는 인공 초공동(artificial supercavitation) 또는 환기 초공동(ventilated supercavitation) 발생 기술이 초공동 어뢰의 핵심인 것이다. 이를 이용하면 자연 초공동이 발생되기 전까지 마찰 저항을 줄여 추진효율을 높이고 불균일한 유체력을 감쇠, 주행 안정성을 높일 수 있다. 또 하나의 핵심은 일반 어뢰 같은 프로펠러 방식이 아닌 로켓추진기이다. 공동에서는 기존 수중체에서 사용하는 추진기인 스크루는 해수와 닿을 수 없어 사용이 제한되기 때문에 초공동 수중체에는 로켓 추진방식을 주로 사용한다. 그것도 일반고체로켓 추진기는 에너지 파워가 약해 금속분말 형태의 해수반응 연료와 카나드로 해수를 흡입해 사용하는 해수흡입형 로켓추진기라는 특수기관을 사용한다. 나노화된 금속(산화제)분말을 연료로 이용하는 이유는 반응열이 매우 크기 때문이다. 금속의 표면적을 넓혀 쉽게 연소하도록 만드는 것이다. 큰 에너지를 얻을 수 있는 장점 때문에 금속 연료는 국방이나 무기 등 특정 분야에서 널리 쓰여 왔다. 이러한 원리는 로켓이 생성하는 에너지가 커질수록 화염이 불안정해지는데, 금속 분말이 이를 안정시키는 역할을 하며 주 연료나 산화제보다 금속 분말이 무겁기 때문에, 화염의 관성력이 커지면서 화염이 쉽게 흔들리지 않는다는 것이다. 이 과정에서 발생하는 연소가스는 별도로 이용해 공동발생기의 기포를 가속함으로써 공동현상을 강하게 유지할 수 있다. 한국은 고체로켓 금속산화제를 나노 수준으로 분말화하는 기술은 최고 수준으로 독일의 초공동 어뢰 시속 800km의 '바라쿠다'에 근접하게 연구 중인 것으로 추정된다. ■인·태 지역 게임체인저 부상 가능성 초공동 무기는 냉전시대부터 현재까지 거의 반세기 넘게 많은 기술적 진전과 응용사례에도 불구하고 아직 실효성이 완전히 입증되었다고 평가하기는 힘들다. 획기적인 만큼 극복해야 할 한계점도 크기 때문이다. 그러나 결코 개발을 포기할 수 없는 이유는 실전 작전운용능력이 확보되면 기존의 수상, 수중전뿐 아니라 전쟁의 판도를 바꾸게 될 게임체인저로써의 가능성 때문이다. 대한민국도 이미 기반기술을 연구하고 있으며 2011년 쉬크발 연구논문이 국과연 연구원들의 논문으로 나온 것으로 미루어 1990년대 중 후반부터 이에 대한 연구를 진행하고 있던 것으로 추정된다. 국방과학연구소(ADD)는 초공동 어뢰 모형과 영상을 통해 개발성과를 2015년 ADEX(서울 항공우주 및 방위사업 전시회)에서 공개하면서 2014년부터 초공동 어뢰를 연구하고 있다고 밝혔다. 한국의 해군은 일본에 비해 전체 함정 톤수에서 3분 1 수준이며 중국에 비해선 함정 톤수를 비교하기 어려울 정도로 밀리는 것으로 평가받는다. 북한에 대비한 전력의 보강뿐 아니라 이러한 이유로 해군의 비대칭 무기의 중요성은 더욱 절실히 강조되고 있다. 일격필살의 무기로서 초공동 어뢰는 활용가치가 매우 높다. 한국이 사거리 100km와 시속 800km 바라쿠다에 준한 요건에 목표물 탐색과 유도를 할 수 있는 파괴력을 높인 차세대 초공동 어뢰 개발과 실전배치에 성공한다면 중·일이 보유한 해군함정의 규모를 극복할 수 있고 인도·태평양 지역에서 결코 무시할 수 없는 해군 전력 구축이 가능할 전망이다. wangjylee@fnnews.com 이종윤 기자

[파이낸셜뉴스] #. 어뢰는 가공할 파괴력을 지닌 수중 공격용 무기다. 빠르면서도 조용하게 멀리 있는 목표물을 정확하게 타격하느냐가 어뢰의 첨단 무기능력을 가늠하는 주요 잣대다. 수중에선 사람의 움직임이 평지와 다르듯 어뢰 역시 물의 저항성과 마찰에 따른 속도 저하와 소음을 극복하고 정밀 타격하는 정확도가 생명이다. 기존 어뢰의 개발 방향은 탐지·통신·유도체계의 개선과 수중에서 소음과 마찰을 줄이기 위해 형상을 매끄럽게 하거나 추진 동력과 에너지 효율을 높여 속도를 증가시키는 방법에 집중해 왔다. 그러나 수중 저항성으로 인해 어뢰가 목표물을 따라가는 속도의 경우 최대 시속 110km 정도가 거의 한계점이었다. 한국 해군의 어뢰 '백상어'는 수중에서 최대 시속 65km(35노트), '범상어'는 최대 시속 111km(60노트)의 속력을 내는 것으로 알려져 있다. 하지만 이러한 제한을 극복한 초공동 어뢰(Supercavitating Rocket Torpedo)는 최고 시속 800km를 웃도는 충격적인 속도로 수중에서 목표물을 타격해 '바닷속 미사일'로 불린다. 초공동 어뢰 개발의 실마리는 공동현상(Cavitation)으로 주로 선박에서 물체의 후방에 달린 추진 프로펠러가 수중에서 동력을 전달받아 회전할 때 유체표면에 압력변화로 인해 부분적으로 공기 방울이 생김으로써 발생한다. 이는 소음을 유발할 뿐만 아니라 추진효율과 추진체계에 물리적으로 부정적인 영향을 주기 때문에 속도저하를 유발해 많은 연구자가 공동 현상을 줄이려는 노력을 기울여 왔다. 그런데 과학자들은 오히려 물체의 앞쪽에 공동현상을 발생시켜 수중무기인 어뢰 전체를 공기로 뒤덮어 물속에서 일종의 공기터널을 만들어 물과의 마찰 저항성을 획기적으로 감소시킨 초공동 기술(Supercavitation)을 개발하게 된다. 이런 기술을 적용, 어뢰의 속도 제한성을 극복한 무기체계가 바로 초공동 어뢰다. 초공동 어뢰, 사거리·소음·방향 전환 극복 '진화 중' 하지만 1990년 구(舊)소련이 개발한 '시크발' 초공동 어뢰는 유도기능이 없고, 소음이 크고 방향전환 제한과 사거리가 10여km로 짧다는 단점이 있었다. 이러한 단점을 넘어서기 위해 미국은 1990년대부터 활발히 연구·개발 중이며 독일과 공동으로 초공동 어뢰 전력화를 진행하고 있는 것으로 알려졌다. 미국 해군에서는 1997년에 수중에서 최초로 음속(초당 1500m=2916노트)보다 빠르게 물체가 항주하는 실험을 실시했다고 밝혔다. 이후의 개발 진행현황은 극히 제한된 정보들만 공개됐으며, 미국 해군연구소(US Office of Naval Research)에서 장기과제로 개발을 주도하고 있는 것으로 알려져 있다. 다만 미국 해군연구실 어뢰개발 분야 담당자는 2004년 인터뷰에서 초공동 어뢰를 전력화하려면 15년 이상은 소요될 것이라고 언급한 바 있다. 어뢰 강국 독일은 이미 2005년 5월 초공동 어뢰 '바라쿠다'를 실용화해 시속 800km(432노트)를 상회하는 속도로 유도기동이 가능한 진일보한 초공동 어뢰를 공개했다. 개발사인 다이엘 BGT 디펜스와 알타스 엘렉토닉은 러시아의 초공동 어뢰 '시크발'의 요격이 가능하다고 주장했다. 순항 미사일 토마호크의 속도다. 의외로 이란 혁명수비대도 미국과 국제사회로부터 핵프로그램 포기를 압박에 반발해 2006년 4월 '위대한 예언자' 해군 훈련 기간에 폭약을 탑재하지 않은 '후트(Hout, 고래)'라는 모의 어뢰를 수상함에서 발사해 수중에 있는 잠수함 표적을 맞히는 데 성공했다고 공개했다. 러시아에서 수입한 1세대 초공동 어뢰 시크발을 역설계한 방식으로 개발한 것으로 알려졌다. 특히 이 어뢰는 발사 때에는 일반 어뢰처럼 어뢰발사관에서 발사돼 프로펠러로 추진력을 얻지만, 일정한 거리를 지나면 로켓이 액체 연료를 태우면서 급가속하고 공기막까지 형성해 항주하는 일종의 수중 미사일이라는 게 군사 전문가들의 설명이다. 중국도 초공동 어뢰 전력화를 위해 노력하고 있으며 단점 해결을 위해 발사 초기 일반어뢰처럼 발사하고 이후 초공동 어뢰로 항주한 후 속도를 줄여 일반어뢰처럼 목표물 탐색과 식별 후 목표물 거리에 근접해서 타격을 가하는 타입으로 개발 중으로 알려졌다. 초공동 잠수함·수상정·수중 탄환·수중 이동체도 개발 본격화 초공동 기술은 어뢰, 잠수함 뿐 아니라 초공동 탄환과 같은 특수전 분야, 고속 수송체에 적용한 전투지원 분야 등 다양한 분야에 활용이 시도되고 있다. 캘리포니아 공과대학의 2001년 보고서엔 이론적으로 초공동 선박은 수중에서 시속 5천800㎞까지 속도를 낼 수 있어 대서양과 태평양을 각각 약 60분과 100분에 횡단할 수 있다고 발표했다. 2019년 4월 러시아에선 항속거리 약 1만km의 핵추진 수중 대형 드론 ‘포세이돈(Poseidon)’을 탑재한 특수목적 핵추진 잠수함 ‘벨고로드(Belgorod)’함을 진수했다. 약 2메가t 위력의 핵무장 탑재가 가능한 직경 1.8m 이상, 길이 약 24m인 포세이돈은 스텔스 모드로 기동하다가, 타격지점 2~3km 떨어진 위치에서 타격모드로 전환해 시속 180km로 급가속해 타격하는 식의 설계가 돼있다고 알려졌다. 하지만 군사전문가들은 위협적인 전략무기로 판단하면서도 공개 정보의 제한으로 정확한 분석은 어렵다고 평가했다. 미국의 줄리엣 마린 시스템즈에서는 지난 2011년에 초공동 기술을 적용 동일 크기의 선박 대비 900분의 1 정도의 수상 마찰력을 실현한 ‘고스트(Ghost)’라는 수상정 시제품을 공개했다. 본체는 수면 위 대기 중에 위치하고 본체와 연결된 두 개의 초공동 추진체만 수중에 위치하는 구조로 해수와의 마찰을 최소화함으로써 그만큼 연료소모가 적으면서도 시속 93km(50노트) 이상의 고속으로 장거리 항해가 가능하다. 2019년 말경 미군에서는 노르웨이 방산업체 DSG에서 개발한 CAV-X 초공동 탄환에 대한 수중 발사시험을 실시했다. 기존의 일반 소총탄의 수중 '최대사거리는 15ｍ 정도'이며 권총탄의 수중 사거리는 3∼5ｍ에 불과할 뿐 아니라 위력도 현저히 저하되는 데 비해 이 초공동 탄환은 수중에서 60m 거리까지 파괴력을 유지한 상태에서 정확한 타격이 가능했다고 발표했다 공동발생기와 금속분말고체로켓추진기가 핵심 초공동 어뢰 설계에 있어 가장 핵심적인 요소는 어뢰의 수중체 앞쪽에 장착된 공동발생기(Cavitator)다. 공동발생기에서 발생시키는 기포로 공동(Cavitation)을 얼마나 안정적으로 일정하게 유지하는지가 관건이다. 따라서 수중에서 이동하는 물체의 속도가 높아지면서 압력이 낮아져 형성되는 자연 초공동(natural supercavitation)을 가속화 하기 위해 상대적으로 낮은 속도에서 캐비테이터 후방에서 압축가스를 분사해 발생시키는 인공 초공동(artificial supercavitation) 또는 환기 초공동(ventilated supercavitation) 발생 기술이 초공동 어뢰의 핵심인 것이다. 이를 이용하면 자연 초공동이 발생되기 전까지 마찰 저항을 줄여 추진효율을 높이고 불균일한 유체력을 감쇠, 주행 안정성을 높일 수 있다. 또 하나의 핵심은 일반 어뢰 같은 프로펠러 방식이 아닌 로켓추진기이다. 공동에서는 기존 수중체에서 사용하는 추진기인 스크루는 해수와 닿을 수 없어 사용이 제한되기 때문에 초공동 수중체에는 로켓 추진방식을 주로 사용한다. 그것도 일반고체로켓 추진기는 에너지 파워가 약해 금속분말 형태의 해수반응 연료와 카나드로 해수를 흡입해 사용하는 해수흡입형 로켓추진기라는 특수기관을 사용한다. 나노화된 금속(산화제)분말을 연료로 이용하는 이유는 반응열이 매우 크기 때문이다. 금속의 표면적을 넓혀 쉽게 연소하도록 만드는 것이다. 큰 에너지를 얻을 수 있는 장점 때문에 금속 연료는 국방이나 무기 등 특정 분야에서 널리 쓰여 왔다. 이러한 원리는 로켓이 생성하는 에너지가 커질수록 화염이 불안정해지는데, 금속 분말이 이를 안정시키는 역할을 하며 주 연료나 산화제보다 금속 분말이 무겁기 때문에, 화염의 관성력이 커지면서 화염이 쉽게 흔들리지 않는다는 것이다. 이 과정에서 발생하는 연소가스는 별도로 이용해 공동발생기의 기포를 가속함으로써 공동현상을 강하게 유지할 수 있다. 한국은 고체로켓 금속산화제를 나노 수준으로 분말화하는 기술은 최고 수준으로 독일의 초공동 어뢰 시속 800km의 '바라쿠다'에 근접하게 연구 중인 것으로 추정된다. 인·태 지역 게임체인저 부상 가능성 초공동 무기는 냉전시대부터 현재까지 거의 반세기 넘게 많은 기술적 진전과 응용사례에도 불구하고 아직 실효성이 완전히 입증되었다고 평가하기는 힘들다. 획기적인 만큼 극복해야 할 한계점도 크기 때문이다. 그러나 결코 개발을 포기할 수 없는 이유는 실전 작전운용능력이 확보되면 기존의 수상, 수중전뿐 아니라 전쟁의 판도를 바꾸게 될 게임체인저로써의 가능성 때문이다. 대한민국도 이미 기반기술을 연구하고 있으며 2011년 쉬크발 연구논문이 국과연 연구원들의 논문으로 나온 것으로 미루어 1990년대 중 후반부터 이에 대한 연구를 진행하고 있던 것으로 추정된다. 국방과학연구소(ADD)는 초공동 어뢰 모형과 영상을 통해 개발성과를 2015년 ADEX(서울 항공우주 및 방위사업 전시회)에서 공개하면서 2014년부터 초공동 어뢰를 연구하고 있다고 밝혔다. 한국의 해군은 일본에 비해 전체 함정 톤수에서 3분 1 수준이며 중국에 비해선 함정 톤수를 비교하기 어려울 정도로 밀리는 것으로 평가받는다. 북한에 대비한 전력의 보강뿐 아니라 이러한 이유로 해군의 비대칭 무기의 중요성은 더욱 절실히 강조되고 있다. 일격필살의 무기로서 초공동 어뢰는 활용가치가 매우 높다. 한국이 사거리 100km와 시속 800km 바라쿠다에 준한 요건에 목표물 탐색과 유도를 할 수 있는 파괴력을 높인 차세대 초공동 어뢰 개발과 실전배치에 성공한다면 중·일이 보유한 해군함정의 규모를 극복할 수 있고 인도·태평양 지역에서 결코 무시할 수 없는 해군 전력 구축이 가능할 전망이다. wangjylee@fnnews.com 이종윤 기자

대우조선해양이 목포해양대학교와 산학협력을 통해 저소음 선박 기술력 확보에 나선다. 대우조선해양은 목포해양대학교와 ‘수중방사소음 공동연구 및 조선해양산업 발전을 위한 산학협력’에 관한 협약을 체결했다고 30일 밝혔다. 협약식에는 대우조선해양 박두선 사장, 목포해양대학교 한원희 총장 등 관계자 10여명이 참석했다.  수중방사소음이란 선박에 탑재된 기계류와 추진기 등에서 발생하여 수중으로 전파되는 소음이다. 최근 해상 운송량 증가, 선박의 대형화 및 고속화 등으로 수중방사소음이 해양 생태계 교란을 발생시키는 원인으로 지목되자 국제해사기구(IMO)는 해양 생태계 보호를 위해 수중소음에 대한 규제를 논의 중인 것으로 알려졌다. 수중방사소음 연구는 이미 지난 10여년간 학계와 산업계로부터 많은 관심을 받는 연구 대상이었다. 하지만 선주의 영업상 이해 관계 또는 국방상의 보안 규칙 등의 제약으로 인해 연구에 활용할 수 있는 실제 선박의 소음 계측 자료에 대한 접근이 극히 제한돼 왔다. 하지만 이번 목포해양대학교와의 협약을 통해 이런 제약이 상당 부분 해소될 것으로 기대된다는 것이 회사 측 설명이다. 이번 협약에는 대우조선해양이 보유한 최신 공동수조설비 및 실해역 수중방사소음 계측 장비와 목포해양대학교가 운용하고 있는 실습선을 활용한다는 계획이 포함돼 있다. 이를 통해 실제 선박의 수중방사소음 평가 방법, 모형 시험과 수중방사소음 예측을 위한 컴퓨터 시뮬레이션 등 소음 예측 평가 기술을 더욱 고도화하고 선박에서 발생하는 수중방사소음을 낮추기 위한 기술력 확보에 한걸음 더 다가설 수 있을 것으로 예상된다. 아울러 목포해양대학교의 교수, 학생 등이 이번 공동연구에 참여하고 새로운 신규사업 기획 및 공동사업 추진, 조선소 견학 및 실습, 조선해양산업 분야 전문인력 양성을 위한 교육 지원, 연구인력 교류 및 양사가 보유한 시설과 자원을 공동 활용하는 등 다각적인 협력을 추진하기로 했다. 대우조선해양 관계자는 “공동연구와 협력 등을 통해 양 기관의 상호 발전을 도모하고 4차 산업혁명 시대를 맞이하여 조선산업이 지속 가능한 산업으로 경쟁력이 유지될 수 있도록 산학 연구 교류를 확대할 것”이라며 “조선산업의 한 축으로서 목포해양대학교를 비롯한 목포 지역의 발전과 역할을 확대하는 계기가 될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. solidkjy@fnnews.com 구자윤 기자