#<軍, SLBM 수중 발사 성공..세계 8번째 SLBM 개발국> <앞서 북한 SLBM 개발> <한국형 SLBM 수중발사 성공 과정> <도산 안창호함은 어떤 잠수함?...북한,주변국도 견제 수단!>
우리 군이 최초로 독자 설계하고 건조한 3000t급 잠수함 1번함(도산 안창호함)이 진수된 지 3년 가까이 됐음에도 시험평가를 통과하지 못해 당초 계획보다 취역이 석 달 넘게 지연되고 있는 것으로 알려졌으나 세계 8번째로 SLBM 수중 발사에 성공하였다는 낭보와 더불어 어뢰 기만기 발사 체계 문제 해결하면 이달 인도 한다고 합니다.
軍,SLBM 수중 발사 성공..세계 8번째 SLBM 개발국,앞서 북한 SLBM 개발,한국형 SLBM 수중발사 성공과정,도산 안창호함은 어떤 잠수함?...북한뿐만 아니라 주변국도 견제 수단!등을 포스팅 하겠습니다.
1.軍, SLBM 수중 발사 성공..세계 8번째 SLBM 개발국
❶우리 군이 현존하는 은밀하게 적을 타격할 수 있는 전략 무기체계에서 최상위 공격 무기인 SLBM, 잠수함 발사 탄도 미사일의 수중 발사에 성공했습니다.
❷군 관계자는 지난 연말 SLBM 지상 발사 성공에 이어 최근엔 탐지가 어려운 바닷속 잠수함에서 발사돼 적을 은밀하게 타격할 수 있는 대표적인 전략 무기인 잠수함 발사 탄도 미사일(SLBM)을 난이도가 더 높은 수중 발사에도 성공했다고 밝혔습니다.
❸현재 SLBM을 보유한 국가로는 미국·영국·프랑스·러시아·중국·인도 등 6개국과 북한에 이어세계 8번째 SLBM 개발국이 됐는데, SLBM 수중 발사는 군사 강대국인 미국과 러시아도 실패한 경험이 있을 정도로 고난이도 기술입니다.
❹일정 심도에서 수압을 뚫고 물 밖으로 튀어나왔을 때 자세가 정상적으로 제어돼서 목표로 날아가는 게 중요한데 그런 기술이 어렵기 때문 입니다.
❺국산 SLBM은 현무2B 탄도미사일을 개조한 것으로 최대 사거리는 500㎞가량인 것으로 알려졌습니다.
2.앞서 북한 SLBM 개발
❶북한은 2015년 5월 9일 처음으로 SLBM 개발을 외부에 알렸습니다.
❷당시 김정은 국무위원장이 참관하는 가운데 신포급 잠수함에서 북극성으로 명명된 SLBM의 발사 장면을 공개했고 영상에는 탄도미사일 수중 사출에 이어 로켓 점화까지 성공하는 모습이 담겼습니다.
❸이후 몇차례 추가 실험을 하다가 2019년 10월 실전용 SLBM으로 평가받는 북극성-3호 수중 시험발사에 성공했습니다.
❹북극성3호 미사일을 탑재할 실전용 잠수함인 신포 C급 잠수함도 건조됐습니다.
❺김 위원장은 올해 1월 조선로동당 제8차대회에서 핵잠수함과 신형 SLBM 개발 성공을 공식 선언했습니다.
❻당대회 폐막식으로 열린 열병식에서는 MIRV(다탄두 각개목표 재돌입 미사일)를 탑재한 북극성-5 SLBM를 공개했습니다.
3.한국형 SLBM 수중발사 성공과정
❶앞선,장보고-Ⅲ급은 사업 초창기에 사거리 1,500km급의 해성-3 아음속 잠대지 순항미사일을 운용하는 수직발사기 12기를 탑재하는 잠수함으로 건조될 예정이었고,2011년, 두산 DST(현 한화디펜스)와 대우조선해양이 공동으로 잠수함용 순항미사일 수직발사기 시험발사에 성공했으나 향후 초음속 순항미사일 탑재 정도가 고려되고 있었을 뿐이었습니다.
❷한국형 SLBM 개발사업은 세계적 수준의 탄도미사일 기술 보유국이므로, SLBM 형태의 탄도미사일 개발 자체는 어렵지 않았으나 SLBM을 탑재할 수 있는 잠수함 및 SLBM을 발사할 수 있는 수중 발사체계를 개발하는 것은 기술적 문제가 클 뿐만 아니라, 정치적으로도 아주 민감한 문제였습니다.
❸이후 북한이 차후에 북극성-1호 SLBM 개발을 본격화하고 있다는 정보가 입수됨에 따라, 국방부는 이미 2013년부터 장보고-Ⅲ급에 대한 SLBM 탑재를 검토하기 시작했고 이후 북한이 북극성 발사에 성공하자 우리 군은 이에 자극받아 SLBM 개발을 현실화하고 중량 1.5톤급의 순항미사일 사출에 맞추어 개발되던 수직발사기를 한국형 SLBM에 발맞추어 사출 중량이 최소 4~5톤 수준으로 크게 늘릴 필요성이 있다고 판단하고 개발에 들어갔습니다.
❹사출물의 대형화에 따라 장보고-Ⅲ급의 내부 구조가 크게 변경됨은 물론, 수직발사기 개발방식도 업체주도 개발사업에서 국방과학연구소 주도형으로 변경됨과 동시에 새로운 “혼합 가스식 사출체계”가 개발되기 시작했습니다.
❺국방과학연구소와 대우조선해양은 공동으로 K-SLBM 발사를 위하여 가스-스팀 혼합 가스식 사출발사(Gas-Steam Eject Launch Method) 기술을 개발했습니다.
▲SLBM이 수중에서 사출할 때 외력으로부터 미사일을 보호하는 수중용 캐니스터 중량을 합치면 거의 10톤에 근접할 정도로 무거울 가능성이 높으며 이렇게 무거운 SLBM 캐니스터 캡슐을 수면 위로 사출시키기 위해서는 강력한 가스압력이 필요하고, 이를 위해서 로켓연료 수준의 강력한 고체추진제를 연소시킬 필요성이 있습니다.
▲또한,고체추진제를 연소시킬 때의 온도는 2,000도가 넘어서며 그 내부 압력도 2,000psi에 이르므로, 잠수함 수직발사기는 물론, SLBM을 보호하는 캐니스터도 아주 두텁고 튼튼할 필요가 있습니다.
❻그런데 이것은 모두 중량 증가를 의미하므로, 국방과학연구소는 K-SLBM 탑재에 대응해 미국과 영국의 최신 전략원잠에 적용된 혼합 가스식 수직발사 사출체계를 2020년 8월까지 개발한다고 발표했었습니다.
❼혼합 가스식 사출체계란, SLBM 수중사출을 위하여 고체추진제를 연소시켜 높은 압력을 얻는 것까진 기존 콜드런치 시스템과 동일하나,고체추진제를 연소시켜서 만들어진 고압의 가스가 K-SLBM의 하단부와 발사관에 접촉할 수 없도록 옥사미드(Oxamide)와 멜라민(Melamine)과 같은 냉각제를 방출해 고압가스와 섞어버리는 방식입니다.
❽이렇게 하면, 수직발사관의 내부온도가 2,000도 수준에서 수백도 수준까지 하락함과 동시에 최대압력도 2,000psi급에서 1,000psi급으로 감소되어도 K-SLBM을 사출할 수 있는 수준의 충분한 가스압력을 형성할 수 있습니다.
❾현재 미국과 영국, 프랑스 전략원잠도 비슷한 구조의 혼합 가스식 사출체계를 사용하고 있지만, 자세한 구조와 작동방식은 철저히 비밀로 관리되며 공개되지 않고 있습니다.
❿국방과학연구소는 혼합 가스식 사출체계를 개발하고자 CFD(Computational fluid dynamics : 컴퓨터를 활용한 유체역학) 소프트웨어를 활용해 기본설계를 완성한 후, 지상 수조를 사용해 축소 모형탄을 대량으로 발사하였고 이어서 실제 스케일의 SLBM 발사관을 개발했습니다.
⓫이어 수중으로 가라앉는 수중 바지선에 SLBM 발사체계를 탑재한 이후, 실제 SLBM과 동일한 중량과 체적을 갖는 더미를 발사하는 방법으로 신뢰성을 확보하는 시험이 2018년에 성공하면서 완료한 것입니다.
4.도산 안창호함은 어떤 잠수함?...북한뿐만 아니라 주변국도 견제 수단!
❶우리의 SLBM 개발은 북한 동향에 맞대응한 측면이 강하고 SLBM을 탑재할 도산 안창호함(KSS-Ⅲ)은 3천 톤급 전략 잠수함이며 설계부터 건조까지 처음으로 순수 국내 기술로 건조됐으며 2018년 9월14일 대우조선해양 옥포조선소에서 진수식을 가졌습니다.
❷해군에 처음으로 도입되는 중형급 잠수함으로 길이 83.3미터, 폭 9.6미터로 15층 아파트를 옆으로 눞힌 길이 크기며 최대속력은 사속 37km, 탑승 인원은 50여명이며 잠수함의 두뇌 역할을 하는 핵심장비인 소나체계를 비롯해 우리가 가진 첨단 과학기술을 집약해 다수의 국내 개발 장비가 탑재됐습니다.
❸도산 안창호함에 혼합 가스식 사출 체계가 장착되어 조선소 일부에 엄청나게 큰 스크린을 치고 그 안에서 비밀리에 장착 및 발사 테스트를 진행해 지난 2020년에 대우조선해양 조선소 내부에서 발사가 성공했다고 합니다.
❹중국의 경우에도 파도가 상대적으로 잔잔한 발해만에서는 수중발사에 성공했다가, 실제 태평양에서 발사할 시에는 실패한 사례가 여러 번 있었고 발사관을 벗어나지 못하고 폭발하면 잠수함이 침몰할 수도 있기에 안심할 수 없으므로 지속적인 시험발사를 통해 완성도를 더욱 높여가야 하겠습니다.
❺한편,도산 안창호함은 6발의 한국형 K-SLBM을 장착하고 있으며, SLBM을 안정적으로 수중에서 사출시키기 위한 다양한 장비를 갖추고 있습니다.
▲먼저 잠수함이 SLBM을 수중에서 사출시키기 위해서는 조류속도나 해풍의 영향을 받는 저수심에서 잠수함을 안정화하는 기술이 필수적입니다.
▲장보고-Ⅲ급의 3,705t의 수중배수량은 배수량이 많을수록 주변 환경의 영향을 적게 받 SLBM 발사가 가능한 최저 톤수 한계선에 해당 합니다.
❻잠수함은 일정한 수심을 유지할 수 있도록 대규모 밸러스트 탱크를 갖추며, 잠수함의 수평을 세세하게 조정하고 상승 및 하강하고자 트림 탱크도 함께 갖추고 있습니다.
▲잠수함 부상 과정을 보면, 함수의 트림 탱크에서 해수를 방출해 잠수함을 수면 방향으로 올린 다음 이후, 밸러스트 탱크의 해수를 방출해 부력을 높임으로써 수면 위로 부상합니다.
❼여기에 추가해 잠수함은 중량 보상 탱크를 갖추고 있습니다.
▲잠수함은 지속적으로 내부의 디젤연료를 소모하며 또한 잠수함의 오수 탱크를 비워내는 과정에서도 중량 밸런스가 어긋나게 됩니다.
▲특히나 중량이 톤 단위로 나가는 중어뢰나 SLBM을 사출시킬 경우, 갑작스럽게 중량 밸런스가 변화하므로 중량보상 탱크에 해수를 추가하는 방법으로 보상하게 됩니다.
❽과거에는 세 가지 탱크 모두를 인력이 관리해야 했지만, 현재는 잠수함에 장착된 전자적으로 제어되는 SCC(Submarine Control Console : 잠수함 컨트롤 콘솔)를 사용해 전체적인 제어 및 방향 제어를 수행하고 있습니다.
▲그리고 기술이 발전함에 따라 잠수함이 항해하는 해양환경(부력에 영향을 미치는 염도와 수온) 정보와 잠수함에 가해지는 외력정보(주로 수중의 조류와 파도세기) 정보를 입력받아 자동적으로 함정을 안정화하고 있습니다.
❾도산 안창호함은 어뢰 기만기 발사 체계 시험 평가를 완료하면 7월에 해군에 인도될 예정입니다.
❿븍한 탄토미사일 발사가 탐지되면 우리 군은 20분 이내에 선제 탄도미사일을 발사해 타격한다는 개념이 “킬 체인” 작전인데 잠수함 SLBM은 킬 체인용으로 적합하지 않다고 볼 수 있으나 주변국들의 군사력 증강에 맞서 은밀하고 위협적인 견제 수단 가운데 SLBM이 가장 효과적인 전술은 될 것입니다.
⓫이제 다음 단계로 ❛물들어 올 때 노 저으라❜고 미∙중 갈등 속에서 외교적 지렛대로 잘 이용해 바이든 정부를 설득하여 북한 등의 SLBM 잠수함에 대응할 수 있는 원자력 추진 잠수함과 더 나아가 핵추진 항공모함을 만들어야 하겠습니다.