KDX-II함의 운용능력

[미르]

 KD-Ⅰ(옥포級 또는 광개토대왕級으로 불림) 도입사업이 한국형 구축함의 시험적 성격이었다면, KD-Ⅱ는 대한민국 해군이 본격적으로 대양해군으로 발돋움하는 첫 번째 플랫폼이자 본격적인 스텔스 구축함이라는 의미를 갖는다. KD-Ⅱ는 현대 해전의 특성에 어울리도록 대함, 대공, 대잠, 대지 임무를 모두 소화해낼 수 있으며, 중장거리 방공 미사일인 스탠다드 미사일 (SM-Ⅱ)을 운영하므로써 제한적이나마 구역방공능력을 보유한 우리나라 최초의 구축함으로 예속 또는 배속된 함정에 대한 엄호전력, 상륙전력 및 지상작전 지원전력, 먼바다 해상교통로 보호전력 등으로 운용하므로써 주력 수상함의 역할을 맡게 된다.

  6척을 도입하게 되는 KD-Ⅱ는 2004년 1월 현재 5척에 대한 건조계약이 마무리 되었고, 이 중 3척은 진수되었으며, 초도함인 충무공 이순신함은 2003년 12월에 취역하였다. KD-Ⅱ에 장치하는 주요부품을 제공하는 삼성탈레스社의 홈페이지 등에는 총 도입수량을 11척으로 표기해 놓고 있어, 예산만 확보 된다면 추가건조도 예견 된다. 2004년 8월 현재 취역한 초도함 충무공 이순신함의 전반적인 운용성능평가를 통해, 2004년 11월 30일까지 부분적인 미비점을 보완하는 프로그램을 진행하고 있어, 후속 함 등에 대한 보다 완벽한 기준모델이 되어 줄 것이다.

함번	함 명	진 수 식	취 역 식	건조 조선소
975	충무공  이순신	2002. 05. 22	2003.12.02	대우조선해양
976	문무대왕	2003. 04. 11	2004.10.04	현대중공업
977	대조영	2003. 11. 12	2005년 6월	대우조선해양
978	왕건	2005. 05. 04	2006년 하반기	현대중공업
979	강감찬			대우조선해양
981	최영			현대중공업

   설계는 현대중공업에서 하였으며, 건조는 경쟁 입찰을 통해 대우조선해양인터내셔날과 현대중공업에서 이루어지고 있다. 전체적인 선형은 경사설계로 스텔스화 하여 레이더에 의한 피탐면적을 최소화 하도록 하였다. 또한 굴뚝은 KD-Ⅰ의 V형과는 달리 □으로 설계 되어 있고, 배기 가스 등에 대하여는 냉각 시스템을 채택하여 배출열을 감소시키므로써 적외선 탐지율을 낮추었으며, 소음 배출도 감소할 수 있도록 배려 하였다. 특히 엔진 가동시 배기 가스와 함께 고열의 적외선이 방출되어 적외선 seeker를 장착한 공격무기의 목표가 되기 쉬운 가스 배기구에 대해 IRSS라는 적외선 감압 시스템을 장착하고 있기도 하다.

   IRSS가 채택된 배기가스 배출구는 스틱스, 실크-웜, C-802 등 적외선 seeker를 갖는 주변국의 대함 미사일로부터의 생존성을 높일 수 있다. IRSS는 방출되는 배기 가스에 많은 양의 외부 공기를 강제로 섞어 내보냄으로써 배기 가스의 온도를 낮춤은 물론, 에어콘 개념을 도입하여 배기관 자체에 프레온 가스를 보내어 배기관의 온도도 떨구는 등 가스 터빈 작동시의 고열에 대하여도 적외선을 95%가까이 감소 시킬 수 있을 것으로 알려져 있다. 이런 결과물들은 적외선 seeker를 장비한 대함 미사일이 배기구로부터 1~2Km까지 접근하더라도 목표물을 발견하기 어렵게 만드는 탁월한 효용이 기대 된다.

  ※ 스텔스 설계 도입의 장점
① 적절한 레이더 반사전력 감소기법(반사 감소구조 및 흡수재료)을 적용하여 피탐 확률을 감소시켜 적의 센서로부터 조기탐지될 기회를 없앰으로써 대응시간을 증대시켜 생존권을 확보해 주며, 적에게는 실제와는 다른 소형 선박으로 잘못 인식할 수 있도록 해준다.
② 적의 공격시 Jammer 및 Decoy 효과를 증대 시킬 수 있다. 즉 함정의 RCS를 축소할수록 적의 감시망에 나타나는 함정의 신호가 감소하므로 약한 Jammer 신호나 소량의 Decoy로도 적의 감지장치를 속일 수 있게 해 준다.
③ 적함에 의해 탐지될 경우 적의 주의력을 분산 시킬 수 있다. 함정의 주요한 전자파 및 열에너지 반사원은 함교나 연돌 등 지휘 및 무장체계와 추진체계가 모여 있는 부분으로 이들은 미사일의 자동유도 센서에 의해 집중적으로 공격당할 수 있는 가능성이 높기 때문에 이들 부분의 신호반사성을 약화시킨다면 적의 공격방향을 다른 부분으로 유도하여 주요부분의 생존성을 높일 수 있게 된다.

    KD-Ⅱ는 동급의 다른 함정들에 비해 무장이 우세하다는 평가를 받을 수 있을 만큼 대함, 대공, 대잠 체계가 견실한 편이며, 승무원은 장교를 포함하여 185명이며, 1개 중대병력에 가까운 101명을 추가로 승선 시킬 수 있도록 설계 되어 있어, 계속 이어질 동급 함정의 造艦에 따른 훈련된 승무원을 신속하게 배출하는데 편림함은 물론 해외 순항시 기함요원의 추가승선은 물론 특수임무를 위한 병력 수송 등의 다목적으로 활용도 가능하게 하고 있다. 2004년 4월 현재 성능평가 운용 중 승무원은 250명 이다 (출처 : 국방저널 4월호). 내파성은 4m의 KD-Ⅰ에 비해 획기적으로 증대된 9m로 대양에서 본격적으로 활동할 수 있는 능력을 갖추고 있다.

    3D 대공 레이더 MW-08의 탐지 및 추적거리는 중장거리 대공 미사일인 SM-2의 최대 사정거리 148km 보다 짧아 SM-2의 능력을 사장시킨다는 비판을 받고 있기도 하다. 그러나 KD-Ⅱ 초도함인 충무공 이순신함은 2004년 RIMPAC 훈련을 이용하여 7월 29일에는 MW-08 레이더를 이용하여 그리고 7월 31일에는 STIR-240 레이더를 이용하여 각각 10마일과 113km 떨어진 훈련 목표물 BQM-74E (길이 3.9m, 지름 0.35m)을 직접 타격 명중시키는 훌륭한 성과를 보여 주었다. 이 SM-2 발사훈련을 통하여 MW-08 레이더의 성능상 SM-2의 능력을 사장시키게 된다는 우려와 달리 목표물의 거리에 따라 MW-08 대공 레이더, STIR-240 대공 레이더를 효과적 이용하여 발사-명중 시킴으로써 그러한 불안을 잠재우게 되었다. 또한 실제 운용자들은 하픈 대함 미사일 같은 소형 공격물 조차도 30 마일(약 55km) 거리에서 탐지하는데 아무 문제가 없는 매우 효과적인 시스템이라고 증언하고 있다.

    기준 배수량은 해군측 자료에 때르면 4,200(±)420t 이며, 제작사인 현재중공업의 자료에 따르면 만재시 5,700t  이다. 1번함인 이순신함을 건조한 대우조선해양의 보도자료에 따르면 함체 크기는 길이 149.5m  폭 17.4m  깊이 9.5m로 나와 있다. 조선추진방식은 디젤엔진과 가스 터빈을 동시에 장착하여 두 기관의 장점을 기술적으로 조합하여 운용하는 CODOG(COmbined Diesel Or Gas turbine) 시스템으로 순항시에는 디젤을 전투시 또는 고속 운항시에는 개스 터빈을 사용 한다. 독일의 MTU 디젤엔진 2기와 삼성테크윈이 GE社로부터 라이센스 생산한 29,000마력의 LM-2500 가스터빈 2기를 장착한 2축 추진 방식으로 시속 29노트의 최고속도를 얻을 수 있도록 하였지만, KD-Ⅰ의 최고속도 30노트 보다는 다소 떨어진다. 항속거리는 순항속도 17노트 기준 12,000Km 이다.

   함의 주포로는 한국의 WIA(구 기아특수강)와 미국 United Defense社가 공동생산한 5"/62 MK-45 Mode 4 ERGM 함포가 장착되었다. 이 함포는 상륙전 등에서 지상공격 지원을 할 수 있을 뿐만 아니라 함내의 전투체계와 연동하여 대공용으로도 사용할 수 있도록 하였다. 통상 사거리는 24Km 이나 ERGM (Extended Range Guided Munition) 사거리 연장탄을 사용할 경우 함포의 최대 사거리는 120Km에 이르며, EX-171 ERGM탄은 GPS에 의한 정밀 타격도 가능하다. 포탑은 최신의 경사설계 모델로 스텔스화하여 적의 레이더 피탐율을 낮추었다. RIMPAC  2004에서는 이순신함이 이 127mm 62구경장 MK-45 Mode.4 함포를 이용하여 6km 떨어진 곳의 표적함 (퇴역 구축함 De Catur號 5,700t)에 17발의 함포를 발사하여 100% 명중 시키는 능력을 보여 주었다.

   대공방어는 3단계로 구성되며, 근접 방어용 CIWS (Close-In Weapons System 근접방어 무기체계) 30mm 골키퍼 1기, 단거리 대공 미사일로는 GMWS (Guided Missile Weapon System)인 RAM (Rolling Airframe Missile) 1기, 중장거리 대공미사일로는 SM-2 Block IIIA를 탑재하여 個艦 방공뿐만 아니라 제한적인 구역방공도 가능하다. 미 해군 등에서 탑재하는 중단거리용 함대공 미사일인 ESSM의 미탑재에 대한 아쉬움을 토로하는 경향도 있어, 향후 예산이 확보된다면 이의 운용도 가능하리라고 본다.

   Thales Nederland社의 30mm Goalkeeper는 30mm Gatling 포(총열 7개 Lockheed Martin사 제조), 탐색레이다(I-band), 추적레이다(I/K-band), 무기통제시스템으로 구성된 근접방어 무기체계로 艦으로 빠르게 접근하는 저고도 대함 미사일과 항공기를 탐색, 정밀 격추하는 임무를 맡으며, 동시에 여러개의 목표물을 추적할 수 있다. 7개의 개틀링 포를 통해 분당 4,200발을 발사할 수 있으며 사정거리는 200~3,000m로 추적과 검색을 위해 레이더와 TV 카메라를 동시에 작동한다. 시스템의 높이 3.14m 중량 10톤으로 미국 Hughes Missile Systems社의 20mm Phalanxs 6톤보다 무거우나 파괴력이 앞서는 것으로 알려져 있다. 30mm 골키퍼는 이미 KD-Ⅰ에서도 사용중이며 LPX에도 장착하게 된다.

   Raytheon社의 RAM (Rolling Airframe Missile) 은 MK 49 발사기를 사용하며, 미사일은 바다안개 등에서도 보다 높은 해상도를 갖는 Block 1로 대함 미사일로부터의 공격에 대한 근거리 중간 단계 방어 임무를 맡는다. 1개의 캐니스터에는 Sidewinder 미사일 기술이 응용된 직경 5" 의 초음속 소형 미사일 21개가 들어 있으며, 사거리가 10km인 이 미사일은 자신의 레이더로 유도되며 능동 라디오 주파수 또는 적외선 유도의 복합방식을 사용한다. 순항 미사일에 대하여는 적외선 방식으로 요격하게 된다. 우리나라는 KD-Ⅱ는 독일과 미국이 합작 개발한 이 미사일의 3번째 채용 사례이며, 미사일 발사기 프레임은 우리나라의 대우종합기계에서 생산 한다.

    MK-41 VLS (Vertical Launching System)은 미 해군과 Martin Marietta社가 공동개발하여 세계적인 베스트셀러가 된 미사일 수직 발사 시스템이다. 8개의 미사일 수납용 cell과 부속장치들과 함께 하나의 기본 모듈로 된 이 시스템은 60 Hz 와 400 Hz 배전판, 시스템 조명, 발사통제 시스템, 가스관리 시스템, 견고한 방호 갑판 및 발사구 뚜껑, 방화수 및 스프링클러, 점검통로의 등으로 구성된다. 8 cell을 한 단위로한 모듈은 확장성이 뛰어나 형편에 따라 8, 16, 24, 32, 48, 56, 64 cell등으로 채택할 수 있다. 수납 cell은 매우 다양한 파생형을 갖고 있는데SM-2 Block Ⅱ/Ⅲ은 Mk13 캐니스터, ESSM은 Mk25 캐니스터, Sea Sparrow는 Mk22 캐니스터, Tomahawk는 Mk14 캐니스터를 사용한다. KD-Ⅱ에 장착된 32cel의 Mk-41 VLS의 가격은 1,176억원 이다.

   SM-2 Block IIIA는 서방측의 대표적인 중장거리 미사일인 SM-2의 파생형으로 MK-41 VLS를 이용하여 발사 한다. SM-2는 탐지 레이더에 의해 탐색된 목표물을 일정시간 추적하면서 얻어진 예상 비행경로를 관성항법 장치에 미리 입력받은 상태에서 발사된 후 목표물의 예상침투 위치까지는 SM-2 자체의 판단으로 최적의 경로로 목표물에 접근하게 되며, 중간에 목표물이 항로를 바꾸게되더라도 艦으로부터 업데이트된 새로운 정보를 받아서 항로를 수정하면서 목표물을 요격할 수 있다.  바다위를 스치듯 낮게 날아오는 Sea-skimming 미사일이나 하픈처럼 하늘로 치솟았다가 艦으로 내리 꽂히는 pop-up 미사일에 대하여도 공격을 할 수 있다. 이러한 특성은 동시에 다수의 SM-2 미사일을 발사하여 비행시키면서 목표물에 접근 시킨 후 레이더를 마지막 요격시에만 照射하여 업그레이드 된 정보에 따라 최종요격할 수 있게하므로써 동시에 달려드는 적의 대함 미사일들을 차례로 유도 요격할 수 있게 해 준다. SM-2는 Block II, Block III, Block IIIA, Block IIIB 등의 파생형이 있다. 표준 중량 661.5kg의 SM-2는 사거리가 약 111km이며, 사거리 연장형은 240km 에 이른다. KD-Ⅱ에 탑재된 SM-2는 RIMPAC 2004 훈련기간에 발표된 해군측 자료에 따르면 Block IIIA로 알려져 있으며, 사거리는 148Km, 중량 700kg, 길이 4.7m  속도는 마하 2.0 으로 되어 있다. (참조 기사 : 연합뉴스 2004.8.2)

   함대함 무기로는 AGM-84D Harpoon Block 1D 4연장 미사일 2기를 운용한다. 488 파운드의 고폭탄을 사용하는 Harpoon 대함 미사일은 마하 0.7 (시속 855km) 속도로 빠른편은 아니지만, 사거리가 120 Km 이상이다. 중간단계에서는 자체의 고도계 레이더를 이용하여 저고도 또는 sea-skimming 순항 비행하며, 마지막 단계에서는 능동 레이더로써 목표물을 자동추적 유도하며 하늘로 치솟았다가 다시 내리꽂히는 pop-up 기동을 한다. Harpoon 탄두의 디자인 특성은 높은 생존성과 성공률 보장 한다. 2003년 8월 한국형 대함 미사일이 시험발사에 성공되므로써 사정거리 150Km 이상의 한국형 대함 미사일인 KSS-700으로 바꾸어질 것으로 보여지며, 파생형인 함대지 미사일의 탑재도 예상된다.

   대잠 방어체계로는 함수에는 STN 아틀라스 DSQS-21 B2 함수 소나가 장착되어 있어, 바닥 지형이 복잡하여 장거리 탐지보다는 액티브핑을 이용한 탐색이나 함정에 접근해 오는 적의 어뢰 경계에 보다 효율 적이다. 또한 STX 레이다시스(옛 Mteq社)의 한국형 TASS SQR-220K 예인소나가 탑재되어 있어, 1km 이상의 예인선을 통하여 장파장의 음파를 탐지할 수 있다. 정숙하기로 소문난 LA급 잠수함 조차도 수십 Km 밖에서 탐지할 수 있는 것으로 알려져 있다. STX 레이다시스社는 SPS-95K 항법(대함)레이더와 TASS를 생산하는 Mteq社의 새 이름이다.

    대잠 어뢰는 3연장 대잠 어뢰발사관을 이용한 국산 경어뢰가 탑재된다. 향 후 국내에서 개발중인 수직발사 대잠 미사일이 추가로 탑재될 수도 있을 것으로 알려져 있다. 대응 및 기만체계로는 채프 발사기 4개와  ESM/ECM 전자장비를 탑재한다.

   탑재 헬기인 Lynx의 수출형인 Super-Lynx Mk.99A 헬기는 대어뢰 기만회피 장비로 자함을 공격하는 어뢰에 대하여 경보, 교란 및 기만이 가능한 TACM (Torpedo Acoustic Counter Measure 음향대항장비)을 장비 하고 있으며, 독일을 비롯하여 11개국 해군에서 운용 중인 다목적 헬기 이다. 대잠용으로 기수하면에 수색, 추적용 레이더로 360도 수색 탐지할 수 있고, 기체 외부의 무기 장치대를 이용하여 Mk 44/46이나 스팅레이 어뢰 2기를 장착할 수 있으며 2발의 Mk 11 폭뢰를 장착한다. 대함용으로 쓸 경우에는 BAe社의 Sea-skua 공대함 미사일을 4기까지 장착할 수 있다. 씨스쿠아 대함 미사일은 씨스쿠아는 반능동 레이더 유도 방식으로 사거리는 25km이며, stand-off 기능을 제공한다. 대잠 수색시에 필요한 호버링 자동모드가 있고, 와이어를 이용하여 수중에 늘어뜨려 적 잠수함을 탐지하는 ASQ-18 디핑소나, 자기장의 변화 탐지용 ASQ-81 MAD, 시 스프레이 Mk 3 레이더, 적외선 암시장치, ESM 등을 탑재한다. 이착함은 함미쪽의 강제착함장치가 있는 헬기 갑판을 이용하며, 헬기 2대를 수용할 수 있는 격납고는 헬기 갑판과 연돌 사이에 위치해 있다.

   전투체계는 BAe社 SEMA와 삼성社의 SSCS(Surface Ship Combat  System) MK7을 탑재한다. 이 전투체계는 KD-Ⅰ과 영국의 Type 23에도 쓰이고 있으며, 대공-대함-대잠-전자-복합전을 수행할 수 있고, 대공 레이더는 SPS 49(V)5, 대수상 레이더는 탈레스社의 MW-08, 대함 및 항법 레이더는 C밴드를 사용하는 STX 레이다시스社의 SPS-95K, IFF 피아식별 레이더는 UPX-27, 저고도를 포함하는 목표물 추적 및 미사일과 함포를 통제하는 레이더는 탈레스社製 STIR 240  2개로 구성되어 있다. 전술자료처리 시스템은 전술정보를 수집, 전시, 분석 및 평가하는 기능과 작전요소간 전술정보의 상호 교환이 가능한 해군전술지휘 통제체계(KNTDS)를 탑재하고, 통신장비는 대수상, 대잠 및 호송작전 등 전투단의 지휘통제함으로서 임무수행에 필요한 제반 통신능력을 확보할 예정이며, 다양한 정보를 실시간에 종합, 분석, 결정 및 전파하여 연합전술정보체계로 운용가능한 위성통신체계 등은 추후에  탑재할 수 있도록 하였다.

   항법장비로는 항공기에게 정확한 방위, 거리 및 식별부호를 제공하는 TACAN (Tactical Air Navigation)을 탑재하고, 자체 위치파악과 연안항해 및 원양항해 지원이 가능한 GPS를 탑재한다. 항해용 레이더를 탑재하여 짙은 안개 및 일기 악화 등으로 인한 낮은 시정 상황이나 협수로 등에서도 안전 항해를 지원할 수 있도록 할 예정 이다.

배수량	4,200t +/-420t   ( 만재 5,700t  : 현대중공업 자료 )
크기	154.4 x 16.9m (흘수 4.3m)   ※ 합동참모본부 자료 :  148 x 15m                                            ※ 대우해양조선 자료 :  149.5 x 17.4m (깊이 9.5m)
동력	CODOG 방식의 2축 추진.  GE LM2500 개스터빈 2기 (53,640 마력),  MTU 20V 디젤엔진 2기 (8,000 마력)
최고속력	29 노트 (시속 54㎞)
항속거리	12,000 KM / 17노트 순항시
대공무장	SM-2 미사일 (32셀 VLS 이용),  RAM 1문,  30mm Goalkeeper  1문.
대함무장	Harpoon block 1D 8기 (4연장 발사기 2개 이용),  MK-45 Mode 4 (5" 62구경장)
대잠무장	3연장 대잠어뢰 발사기
대응장비	Chaff 발사기 4개,   ECM/ESM
전투정보	SEMA  BAe社製/ SSCS 삼성製,  NTDS  리튼社製.
레이더	대공 - SPS-49V (C/D 밴드)  대수상 - MW-08 (G 밴드)  화력통제 - STIR 240 (I/K밴드)  항법(대함) - SPS-95K (C밴드)  피아식별(IFF) - UPX 27.
소나	함수 소나 - DSQS 21 (ATLAS社製),  예인소나 - 저주파 TASS (STX 레이다시스社製)
승무원	정승무원 180 + 추가가능 101명  (성능시험 중인 이순신함은 250명이 탑승하고 있다)
탑재헬기	Super LynX  2기

2004년 9월 취역한 문무대왕함. 마스트 상단을 스텔스 도료로 추정되는 검정색으로

칠한 점이 특이 하다

RIMPAC 2004에 참가중인 충무공이순신함 - 사진 출처 : 유용원기자의 군사세계

탈레스社가 제시한 KD-Ⅱ의 컴퓨터 그래픽 ; MW-08이 설치된 마스트의 가로대가

그래픽에서는 ' ─ ' 형이지만, 진수된 실물은 ' Y '형에 가깝다

씨스쿠아 대함 미사일을 발사하는 슈퍼링스

슈퍼링스 헬기에서 운용하는 디핑소나

 적외선 감압 시스템 IRSS가 채택된 배기관.
배기 가스와 함께 방출되는 적외선을 억제하여
적외선 탐지능력을 갖는 대함미사일 공격에 대해
보다 높은 생존성을 증대 시킬 수 있다.

배기관과 헬기 격납고 사이에는 SSM이 있다

포탑이 스텔스화된 MK-45 Mode 4 주포. 사거리 연장탄의 사거리는 120km 이다.
이순신함은 림팩 2004에서 17발을 쏘아 100%의 완전명중 운용능력을 보여 주었다.
다른나라 해군 명중률은 60%로 알려졌다.

근접방어 무기체계인 골키퍼는 탐색 레이더, 조사 레이더, 무기통제 시스템, 30mm
개틀링포로 구성되어 있다. 골키퍼는 적의 미사일과 항공기 공격에 대해
독자적인 통합시스템으로 운용된다. 감시, 탐지, 요격의 전과정은 자동 수행되며,
우선 순위 표적의 선택기능을 갖추고 있어 위협순위가 자동으로 결정되고,
추적 레이더가 우협순위가 높은 표적을 향해 자동으로 포구가 향하게 한다.

근거리 방공용 RAM

SM-2는 함대의 구역방공을 가능하게 한다. 이순신함은 림팩 2004 훈련기간을 이용하여
SM-2를 성공적으로 발사하였다. 통상적으로 훈련목표물의 15m 이내 통과시
명중으로 처리하지만, STIR-240 레이더를 이용하여 113km 거리의 목표물 중앙을
관통하는 운용능력을 보여 주었다.

사진 왼쪽 : STIR 240 사격관제 레이더 사진 오른쪽 MW-08 레이더.
MW-08은 탐색거리 105km의 3D레이더로 표적 획득 및 추적을 하며, 수상 목표물에
대한 사격통제 레이더 기능도 갖고 있다.

림팩 2004에 참가한 이순신함이 을지문덕함과 진주만에 정박중인 모습.
KD-Ⅱ는 2008년까지 6척의 건조에 이어 2020년까지는 12척을 보유할 전망이다



출처:파워꼬레아