< 해상무기 > 핫런칭/콜드 런칭의 VLS(Vertical Lunching System)

[ROK로터스]

Mk.41 VLS의 개요 (핫런칭)

수직발사기 (VLS)는 이미 알려진 것처럼 미사일의 자체 추진력을 이용하여 발사관으로부터 자력 추진하는 핫런칭 (Hot Launching) 방식과 발사관 내에 장착된 가스발생기를 이용하여 미사일을 일정고도로 밀어내고 공중에서 점화되는 콜드런칭 (Cold Launching) 방식이 있습니다. 현재 콜드런칭은 러시아의 미사일들에 광범위하게 채용되고 있고, (ICBM/SLBM/SAM 등) 이스라엘의 Barak과 프랑스의 (러시아로부터 기술을 도입하여) Crotale VT가 채용하고 있습니다. 핫런칭은 미국의 Mk.41/48 VLS와 패트리어트, 영국의 수직발사형 시울프, 프랑스의 실버시스템 등이 채용하고 있습니다.  

두 기술의 핵심적인 차이는 구조적 단순성과 안전성의 추구 입니다. 즉 핫런칭은 구조적으로 단순하고 기계적인 구동부분이 적으며, 콜드런칭은 안전성이 뛰어납니다. 그리고 덧붙이자면 직접 발사시 화염의 제어를 위한 슈퍼컴퓨팅 기술도 핵심적인 면이기도 합니다.  

러시아는 강화사일로 (Silo)에 배치된 ICBM이나 이동식 (기차나 트레일러) ICBM을 개발하면서 사일로나 발사대의 재사용을 고려하여 콜드런칭 방식을 개발하였습니다. 이에 비해 미국은 ICBM 사일로의 재사용은 거의 현실성이 없다고 생각하여, 핫런칭을 사용하고 대신 일회용으로 사용하기로합니다. 대신 미국의 발사시스템은 화염의 제어를 위한 연구에 상당한 노력을 기울이게 됩니다. 여기서 미국의 앞선 컴퓨터 기술이 큰 몫을 하지요. 화염의 배출시 생기는 배기가스의 유동에 대한 엄청난 계산을 발달된 슈퍼컴퓨팅 기술로 어느정도 길을 찾은데 비해, 러시아는 이런 점에서 떨어지기 때문에 더우기 콜드런칭에 매달리게 된 것이기도 합니다.  

핫런칭 수직발사기의 내부구조를 보면 매우 단순한 것 같지만, 사실은 매우 엄청난 분량의 유체 역학적인 계산에 의해 이루어지는 구조입니다. 또한 내부에 사용되는 재료들도 상당한 내열성과 구조 강도를 가지는 것들로서 수직발사 시스템의 가격은 생각보다 매우 비싼 가격대를 형성하고 있습니다. (한국이나 일본의 도입가를 기준으로 Mk.41 8셀에 2,000만$ 정도) 그리고 미사일을 보관하고 발사시 열을 제일 많이 받게되는 캐니스터 (특수강으로 만들어지는 상당한 가격입니다.)는 사실상 1회용에 가까와서 전체 수명주기 비용으로 볼때 상당히 비싼 시스템이 되는 편 입니다.

즉 구조적으로 단순해 보이지만 매우 접근하기 어렵고, 고난이도 기술이 (설계나 재료면에서) 적용되고 위험한 (엄청난 에너지와 온도를 가진) 화염을 내부적으로 제어해야 하기 때문에, 2중/3중의 안전장치를 갖추어야 하는 점이 가격을 비싸게 하는 것으로 보입니다. 단순히 배기가스를 분출구로 유도하는 것으로 끝나는 것이 아니라 배기가스의 고온에 의해 발사관 구조재나 주변에 연결된 전자장비 (제어장비 및 네트워크 장비)가 손상되는 것을 막기위해 많은 노력이 요구됩니다.

또한 일단 한번 사용한 발사관은 철저한 안전점검을 받아야만 재사용을 할 수 있습니다. 물론 상당부분 자체점검이 가능하기 때문에 (자동화된 센서기술에 의해) 생각보다 시간이 덜 걸리기는 하지만 전시에는 어느 정도의 제약점이 되는 것이 분명합니다.

국내에서 개발한 콜드런칭 VLS의 개념도

콜드런칭 방식은 구조상 복잡해지기는 하지만 실제 크기는 훨씬 작습니다. 러시아의 S-300F (Nato Code명 : SA-N-6)의 사진이 공개되어 쉽게 확인할 수 있지만, 거의 미사일보다 약간 굵은 캐니스터 정도의 기둥이 전부이지요. 어떤 분은 가스발생기를 위한 상당한 기계적 구조가 있을 것이라고 추측하시지만, 실제 가스발생기의 크기는 매우 작습니다. 가스를 만드는 재료는 액체상태로 보관되다 필요시 압력을 가해 주입하여 결렬한 반응에 의해 가스를 발생시키는 방식이라서 핫런칭 방식의 하부 화염 유도로나 (Plenum) 배출로의 크기에 비하면 매우 작은 편이지요.  

즉 콜드런칭의 결정적인 장점은 안전성과 함께 공간이 적게 요구된다는 점 입니다. 또한 기술적으로 화염제어 보다는 접근이 용이한 평이한 기술로 이루어져 있습니다. 쉽게 이야기하면 콜드런칭 방식이 공간도 적게 사용되고, (가볍고) 안전성이 높고 평이한 기술로 이루어진 발사방식이라서 ADD (국방과학연구소)에서 이 방식을 채택한 것입니다. 구조적으로 복잡해보이기 때문에 단순한 핫런칭방식을 채택하지 않았다고 비난하는 것은 사실 핀트가 안맞는 이야기 입니다.        

콜드런칭의 결정적인 단점은 사출 후 점화에 실패할 경우 미슬이 그대로 선체에 떨어질 가능성이 높다는 점 입니다. 그래서 일반적으로 콜드런칭 방식에서는 발사관을 약간 경사지게 설치합니다. 아마도 국산 VLS도 경사진 설계를 채택하리라고 예상합니다.

블로그 > I Splashed the Invisible Blue Hands
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