항공모함 IOC를 달성한 CVN-78 포드는 얼마나 쓸모가 있는가

[ssn688]

CVN 78 Quietly Declared IOC in December

포드 항모CVN-78이 작년 12월 말에 IOC를 달성했는데, 이게 올해 4월에나 알려져서 약간 화제가 되었습니다. 몰래 하다니, 도둑(?) IOC??? 무엇을 어디까지 할 수 있기에 IOC인가, 그리고 왜 조용히 넘어갔나 싶습니다. 가뜩이나 예산초과와 지연으로 비판 받던 사업인데, 뭔가 나아질 희망이 보였다면 대외적으로 널리 알리고 싶은 게 인지상정일 것 같습니다만???

포드 항모는 2019년 11월부터 18개월간 18회의 항해시험(ISE, Independent Steaming Event)을 통해 인도후 시험 및 시운전(Post Delivery Test & Trial, PDT&T)을 마쳤고, 이후에는 수중폭파를 통한 최대충격시험(3회)과 이후의 수리 및 보완공사를 마쳤습니다. 덕분에 최초의 임무수행(해외전개)도 2022년 가을까지 앞당길(취역이 2017년이었는데;;;;) 것 같다고도 합니다.

아마도 IOC의 기준은, 최종적으로 11개의 무장엘리베이터가 테스트되고 장착되었기 때문입니다. 하지만 IOC가 끝은 아니고 과제가 많이 남아있는데, 괜한 오해를 일으킬까봐 조용히 넘어갔다는군요.

>“IOC was just recently declared and set on December of 2021 with the turnover of the last elevator,” Metcalf said. “We didn’t announce it. Some people know what IOC means and some people don’t. It’s an acquisition-specific milestone. The conditions on the ship don’t really change because of IOC. So, we did not make a public announcement on it.”

실제로 포드 항모의 가장 큰 문제는 사출기와 착함제동장치였습니다. 게다가 전자가 대외적으로 많이 부각되었지만, 실제로는 후자가 신뢰성 면에서 훨씬 심각했습니다. 얼마나 나아졌을까요?

USS Gerald R. Ford closes out evolutionary 18-month PDT&T for first-in-class aircraft carrier

포드 항모는 18개월간(2019. 11.~2021. 4.) 인도후 시험 및 시운전(Post Delivery Test & Trial, PDT&T)을 수행했습니다만, PDT&T 이전에는 대략 800회의 이착함을 기록했고, 이후 PDT&T에서 7300회 이상을 수행하면서 통산 8,100 회를 돌파했습니다.

>“When CVN 78 began PDT&T in November 2019, the ship had logged about 800 launches and recoveries.  Then we really started stressing the ship’s 23 new technologies, especially EMALS [Electromagnetic Aircraft Launch System] and AAG [Advanced Arresting Gear].  Now just 18 months later, the ship has logged more than 8,100 cats and traps, with more than 7,300 during PDT&T alone.”

마침 올해 3월 경 포드 항모에 관하여 CRS 보고서가 떴습니다. CRS 보고서는 발행시기(버전)에 따라 신뢰성의 근거가 되는 모수에 차이를 보입니다. 1월 말까지(리비전 262)는, PDT&T 중에서 3,975회의 이착함(아마도 초기부터 11번째 시험항해까지??)을 기준으로 실패가 발생하는 평균횟수(MCBOMF)를 추렸습니다. 3월 31일(리비전 266)에서는 취역 후 통산 8,157회가 기준입니다.

https://crsreports.congress.gov/product/pdf/RS/RS20643/262
리비전 262, p.28
>During the 3,975 catapult launches conducted post PSA through ISE [independent steaming event] 11, EMALS demonstrated an achieved reliability of 181 mean cycles between operational mission failure (MCBOMF), where a cycle is the launch of one aircraft. This reliability is well below the requirement of 4,166 MCBOMF.
시운전 후 가용단계(Post Shakedown Availability, PSA) 후에 (PDT&T 중)11회 항해시험(ISE 11)까지, 사출기는 3.975회의 이함을 수행하여 평균횟수는 181회, 목표의 4,166회에 크게 미달합니다.
>Through the first 3,975 recoveries, AAG demonstrated an achieved reliability of 48 MCBOMF, where a cycle is the recovery of a single aircraft. This reliability estimate falls well below the requirement of 16,500 MCBOMF.
착함제동장치는 3,975회를 수행하여 평균횟수는 48회, 목표의 16,500회에 크게 미달합니다.

https://crsreports.congress.gov/product/pdf/RS/RS20643/266
리비전 266. pp.27-28.
>During the 8,157 catapult launches conducted through ISE 18, EMALS achieved a reliability of 272 mean cycles between operational mission failures (MCBOMF), where a cycle is the launch of one aircraft. This reliability is well below the requirement of 4,166 MCBOMF. 
(8,157회는 취역 후부터 PDT&T의 18회째 항해시험까지 모두 뭉뚱그린 수치로 보입니다)사출기는 8,157회의 이함에서 평균횟수 272회를 기록하여 목표인 4,166회에 크게 미달합니다. 
>During 8,157 recoveries, AAG achieved a reliability of 41 MCBOMF, where a cycle is the recovery of a single aircraft. This reliability estimate falls well below the requirement of 16,500 MCBOMF.
착함제동장치는 8,157회의 착함에서 평균 41회를 기록하여 목표인 16,500회에 크게 미달합니다.

가령 6회의 시험에서 평균이 40이라고 해도, 6회 동안 6번 모두 40을 찍었을 수도 있고, 6회 동안 3회-10회-15회-30회-40회-142회를 찍었을 수도 있습니다. 실제로 리비전 262와 266 모두 17쪽에서 특정 항해시험 사례(2020년 말??)를 소개하고 있습니다. 8.5시간 동안 170회 이함과 175회 착함을 기록했다고요.

>Ford has successfully launched and recovered aircraft nearly 6,500 times, and in December, the crew completed more than 840 launches and arrestments while qualifying 58 new aviators. The ship also recorded a new single-day record of 170 launches and 175 arrestments in an eight-and-a-half-hour period, eclipsing Ford’s previous record set in April. (2020년 시기의 설명입니다)

따라서 평균뿐 아니라 편차를 봐야 실상을 제대로 파악할 수 있고, 가급적 최근의 추세를 별도로 추려서 파악해야 좋은 추세인지 나쁜 추세인지를 판단할 수 있습니다. 그런데 CRS 보고서는 구 버전이 PDT&T중의 1~11번째 항해시험 결과에 기반한 데 비해서, 오히려 신 버전은 (당연히 평균이 좋지 않을)PDT&T 이전부터 뭉뚱그려 평균을 뽑은 결과에 근거하고 있습니다. 자료를 만드는 미국 해군 입장에서 볼 때, 가장 최근의 결과만 추려도 긍정적인 추세를 읽기 힘들거나, 아니면 너무 랜덤하여 긍정/부정 판단 자체가 되질 않기 때문이 아닐까요?

[백선호]

넵 평균만으로는 실상 파악이 힘들고 표준편차까지 알아야만 하겠지요. 어떤 책에서 평균과 표준편차의 의미를 이렇게 설명하더군요.

" 나는 학생들에게 표준편차를 가르칠 때 언제나 '바다에서 서핑을 할 때의 마음이 되라'고 말한다. 서핑을 할 때 바다의 수위도 중요하지만 가장 중요한 것은, 다들 알겠지만 '어느 정도의 파도가 치느냐'다 (나는 전혀 서핑과 인연이 없지만, 서핑을 즐기는 사람들에게 들었기 때문에 틀림없다).

여기에서 '바다의 수위'는 '평균값'에 해당한다. 파도가 잔잔하게 쳐서 수위가 어느 정도 일정한 높이를 유지한다면 그것이 평균값이 된다. 이에 비해 파도가 거칠게 쳐서 수위의 차가 커지는 것은 '표준편차'에 해당한다고 할 수 있다. 평균 수위에 비해 위아래로 대략 50 cm 높이로 파도가 칠 때와 1 m 높이로 파도가 칠 때 서핑을 한다면 전혀 다른 바다라고 느끼게 될 것이다. "