연안전투함 해자대의 신형 다기능호위함DEX

[ssn688]

세계의 함선 2014년 4월호 - 신중기방위력정비계획의 신조함1 호위함(pp.78-87)

토오고오 유키노리東郷行紀(전 개발대군 사령, 예비역 소장海將補)

(제26차)중기방위력정비계획(헤이세이26~30[2014~2018], 이하 26중기방으로 기술)의 호위함 건조는 이지스함 2척을 포함한 5척이 된다. 다만 연도별 건조는 공표되지 않아서, 첫해인 2014년 예산으로 25DD(5천t급)의 2번 함인 26DD가 예산에 계상되어 있다.

본고에서는 2015년부터의 호위함 건조(제1표 참조)는 필자가 독단으로 예상하여 기술한다.

제1표 26중기방에 건조되는 호위함(필자 예상)

2014 : 5,000t급 범용호위함DD

2015 : 7,700t급 이지스함DDG

2016 : 7,700t급 이지스함DDG

2017 : 3,000t급 다기능호위함DEX

2018 : 3,000t급 다기능호위함DEX

- 중략 -

다기능호위함DEX

전술한 대로 범용호위함은 5,000t급 26DD를 합치면 20척이 된다. 03DD인 무라사메가 30년 수명으로 설계되어 후계함의 건조는 헤이세이33년(2021)이 되고, 수명연장을 한다면 좀 더 늦출 수 있다. 헤이세이29년(2017)의 호위함은 종래의 DE와 다른 완전히 새로운 타입의 호위함이 되지만, 아직 신명칭이 결정되지 않았기에 여기선 DEX로 칭한다.

종래의 DE는 될 수 있는 대로 DD와 동일한 무기체계를 장비하여 기본적으로 운용과 전술의 공통성을 확보하고 승조원 교육훈련과 배치전환을 용이하게 하는 데 배려했다.

역으로 주된 차이점은 선체 사이즈, 전투지속성, 기동력이었다.

아부쿠마급은 DE로 칭해지는 함종의 최종형으로서 기준배수량은 2,000t이었지만 동시기에 건조된 "유키" 타입(3,000t급)과 "키리" 타입(3,500t급)에 비하면 훨씬 작다.

전투지속성의 차이는, 가령 ASROC이나 경어뢰발사관에 예비탄 장전기능이 없어, 쏘고나면 빨리 기지로 돌아가 보급받을 필요가 있었다. 마찬가지로 연료/청수/식량은 기지보급이 원칙이었다(해상보급능력은 있음).

이상은 어디까지나 일반론으로서, 역대의 DE가 모두 이런 사상에 기초하여 건조된 것은 아니다. 그러나 기본적으로 DE는 DD와 동일한 발상에 기초하여 DD의 염가판, 즉 하이-로우 믹스에서 로우 타입이었다.

다기능형의 신발상 DEX가 어떤 함이 될까를 예상하기 전에, 예전에 지역대 함정의 임무를 반추해보고자 한다. 그 임무는 한마디로 말하면, "경비담당 해역의 방위와 경비"이다. 좀 더 구체적으로는 다음과 같다.

해협 방위, 도서방위 등 경비담당 해역의 방위

경비담당 해역의 경계, 감시, 정보수집

적 병력의 접근 저지

선로의 확보, 기뢰 배제

테러리스트, 게릴라 침입 저지

원자력발전소 등 중요시설 방호

재해파견, 해난구조, 국민보호 등의 인원, 물자 수송

위의 임무를 달성하기 위해서는 당연히 대공전, 대잠전, 소해전 등 각종 작전이 수행되지 않으면 안된다.

종래에는 위의 모든 임무를 1종류의 함정으로 수행하기는 곤란했다. 그 때문에 지역대 함정은 DE뿐만 아니라 구잠정, 초계정, 어뢰정, 미사일정, 소해정, 수송정 등을 다양하게 장비했다.

그러나 임무의 다양화, 쉽게 말하면 뭐든지 할 수 있는 함정이 요구되는 시대와 함께 과학기술의 진보가 그것을 가능케 했다. 또한 많은 종류의 함정을 만들기보다 다기능을 집약하는 쪽이 예산이 절감된다는 판단도 작용했다.

DEX에 관해서 해상막료감부가 공표한 신대강/26중기방의 설명에선 "다양한 임무에의 대응능력의 향상과 선체의 컴팩트화를 양립시킨 신형 함정"으로서, 구비해야 할 기능으로선 다음을 짐작해볼 수 있다.

C4ISR기능(미 해군 및 타 자위대와의 상호운용성 확보)

소해전기능(UUV, USV 장비)

대잠수색기능(VDS, TASS 장비)

대수상탐색기능(항공기, UAV 장비)

근접전투기능(근접대공/대수상 및 전자전능력)

단독 입출항기능(운동성, 얕은 흘수)

고속-스텔스기능

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더욱이 해자대가 제공한 이미지에는 VLS 및 SSM으로 생각되는 장비가 없어, 대공전/대수상전은 근접전투기능(5" 포, CIWS, Sea RAM)만을 배정해, 그만큼 전자전능력을 높이고 고속성, 스텔스성 등을 발휘함에 의하여 적위협 영역에서의 생존성을 높일 것이 요구된다.

이것은 미해군의 LCS와 비슷하지만, 큰 차이점은 DEX에는 미션 패키지 개념이 현시점에선 없다는 점이다. 또한 승조원의 복수 그룹제 도입도 불명(해자대의 현상태로는 인원 및 급여의 제약상 실현이 어렵다)이고, 승조원은 대폭 줄겠지만 단일 그룹제가 되지 않겠는가.

제3표는 DEX의 개괄(추정 포함)과 26DD의 주요성능을 비교한 것이다.

제3표

DEX 26DD

기준배수량 2,000~3,000t 5,000t

속력 40노트 이상(추정) 30노트 이상

기관형식 워터젯 추진 프로펠러 추진

선체 강제(상부는 FRP 혹은 알루미늄?) 강제

함포 127mm/64? + CIWS MK45 + CIWS

미사일 Sea RAM ESSM + SSM

정보 대수상레이다 FCS-3 + 대수상레이다

전자전 장사정 채프? 채프

어뢰 VDS + TASS + 경어뢰? HMS + TASS + ASROC + 경어뢰

소해전 UUV + USV + 회피 소나 없음

항공기 UAV/헬기(정비 없이 운용만?) 헬기(정비 가능)

가격 400억 엔? 733억 엔

우선 가장 중요한 DEX의 예산이 공표되지 않았지만, 필자는 400억 엔 정도로 예상한다. 왜냐하면 신대강에서 명시한 호위함 54척을 보유하기 위해서는 DEX는 적어도 연간 2척 이상의 페이스로 총 22척이 건조되지 않으면 안된다. 그 때문에 DD의 반액 이하밖에 예산이 안되어 350억 엔 정도가 된다.

한편 DEX가 미사일정과 소해정 일부를 대체한다면, 연간 100~150억 엔, 척당 50억 엔 정도를 증액할 수 있으므로 1척에 400억 엔 정도이다. 그러나 적어도 헤이세이30년대(2018~2028) 후반이 되면 무라사메급의 후계함에 착수하지 않으면 안되므로, 가령 DEX가 400억 엔에 못 미쳐도 연간 3척 건조는 쉽지 않다.

본고에서는 만약 400억 엔 정도의 예산으로 가능한 DEX가 어떤 모습일지를 생각해보고자 한다. 덧붙이면 3,000t급 "유키" 타입 같은 스펙을 새로 건조한다면 500억 엔 이상이 예상되므로, 400억 엔이란 극히 빠듯한 수치이다.

우선 신대강과 26중기방이 공표될 때의 방위성 설명에 의하면, 기준배수량은 2,000~3,000t이다. 선체가격을 낮추기 위해선 컴팩트화가 필수이지만, 다양한 임무에의 대응력(장래 발전성 및 소량이나마 수송능력)을 확보하기 위해선 적어도 3,000t이 필요하다.

세계의 함선 편집부가 해자대로부터 제공받은 이미지에 의하면, 선체는 단동선형으로서 현재 기술연구본부가 연구중인 삼동선형은 아닌 듯하다.

속도는 고속이라 하므로 미 해군의 LCS를 참고하면 40노트 이상이 요구된다고 추정되지만, 이것은 큰 도전 과제이다. 전투함정에 있어서 속도(기동력)의 발휘는 중요한 요소이지만, 단동선형의 고속영역은 속도의 3제곱에 비례한 기관출력이 필요하다.

3,000t의 선체로 40노트 이상을 구한다면, 전술한 대로 미 해군의 Freedom(LCS-1)급이 참고가 된다고 생각한다. 제4표가 그 개요이다.

제4표

LCS-1의 개요

선체 : 반활주형 단동선형(강철)

전장 : 115.4m

폭 : 17.5m

흘수 : 3.9m

기준배수량 : 2,135t

만재배수량 : 2,862t

페이로드 : 727t

미션 페이로드 : 210t

연료 등 여유중량 : 517t

주기 : MT30GT 가스터빈(36MW)*2, Colt-Pielstick1PA6BSTC 디젤(8.1MW)*2

속도 : 최대 47kt 만재시 44kt

항속력 : 3,500nm(18kt)

DEX의 기준배수량이 가령 3,000t이 된다면 LCS-1보다 좀 더 커진 선체이지만, 반활주선형 등의 고속선형을 채용하면 36MW급 가스터빈 2기로 40kt 이상은 충분히 기대할 수 있다. 

LCS-1에서 주목해야 할 것은, 제법 큰 디젤 엔진을 탑재한다는 점이다.

필자의 짐작으로는 LCS-1은 디젤만으로도 23kt 이상은 확보할 수 있다.

이대로라면 대부분의 작전을 디젤만으로 하여 충분한 항속거리를 확보할 수 있다. DEX는 MT30 외에는 거의 선택지가 없는 가스터빈보다는 오히려 디젤 엔진 선택이 중요한 과제가 될 것이다.

- 중략 -

DEX는 이미지상에서 FCS-3 등의 대공 레이다가 보이지 않아, 이것이 현재 연구개발중인 FCS-3 다기능형을 장비하지 않는다는 의미라면, 레이다는 대공사격은 단념하고 대수상사격용의 FCS+전자광학센서 및 레이저측거기에 의한 비대칭전시 수상사격에 맞는 간이형 FCS가 될 수밖에 없다.

대공전에는 CIWS와 Sea RAM, 더욱 사거리가 길어진 장사정 채프 등의 소프트킬을 충실화하여 개함방공을 보장하고 ESSM은 탑재하지 않을 듯하다.

최근의 대함미사일은 복합시커에 의해 이미징이 가능해져 단거리 채프 구름에 의하여 레이다를 교란하는 대처가 곤란하다. 장사정 채프는 이미징 센서가 작동하지 않는 원거리에서 채프 구름을 여러 개 만들어 미사일을 교란하기 때문에 단거리 채프보다 저지율이 높다. 다만 장사정 채프의 능력을 최대한 발휘하게 하려면 회전식 발사대가 필요하다. 최근의 회전식 다목적 발사대는 채프와 디코이뿐만 아니라 어뢰방어용 디코이 및 소형 미사일 발사가 가능하므로 DEX에 최적이다.

- 중략 -

대잠수색센서는 VDS와 TASS로 추정된다.

VDS + TASS에 의해 함정 단독의 수색 외에 바이 혹은 멀티 스태틱에 대응, 타 함정과 항공기는 물론이고 장래 해협방어시스템과 연동하는 것도 감안하여 본격적인 광역대잠수색이 가능해질 것이다.

이것은 큰 발전이지만, 한편으로 수납 가능한 소형이라도 선체 소나HMS가 반드시 필요하다고 생각한다. 최근의 소형 중주파수 소나는 광대역화와 디지털 기술의 발전과 함께 다기능화가 진전되어, 어뢰 탐지/부유기뢰 탐지/근접 대잠전시 잠수함 함종 식별/천해역 착저 잠수함 탐지 등 그 활용범위가 극도로 넓다. 또한 DEX가 소해기능을 보유하기 때문에 기뢰회피 소나가 필수이다.

모처럼 고속성능을 활용하기 위해서도, 투입/수납에 시간이 걸리는 TASS/VDS에만 의존하지 않고 HMS에 의한 대잠기능은 극히 중요하다. HMS를 수납식으로 하면 고속시 저항을 줄이고 얕은 흘수로 각종 항만에 쉽게 입항할 수 있는 다목적성이 확보될 수 있기 때문이다.

문제는 소형 중주파수 대역의 다기능 디지털 소나는 연구개발이 되고 있지 않아서 국내개발로는 DEX에 시간을 맞출 수 없다는 것이지만, 외국에는 후보가 될 소나가 얼마든지 존재하고 가격도 싼 편이다.

음원인 VDS와 다채널TASS를 결합한 바이/멀티스태틱 대잠정보처리는 현재 연구개발중이지만, 과거 연구개발에 소요된 기간을 감안하면 헤이세이29(2017)년의 DEX 1번함에 맞추기는 극히 어렵다. 29년의 1번함 건조를 보유하고 30(2018)년에 2척을 건조할 가능성도 부정할 수 없다.

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소해전은 UUV와 USV의 조합으로 실시할 듯하다. UUV는 수중항주식소해구 S-10을 무전원공급 자율항해식으로 만든 수중로봇 같은 것으로서, DEX로부터 떨어져 운용이 가능하다. USV는 UUV 부근에 나가 수중 데이터통신에 의해 UUV의 탐지목표를 DEX에 중계하고, 자주식 기뢰처분탄약(EMD)를 보유하여 UUV가 탐지한 기뢰를 겨냥하여 DEX의 원격조작으로 EMD를 발사하는 기능을 보유한다.

소해전을 UUV와 USV로 행한다는 것은, 적의 기습으로 점거당한 섬을 탈환하는 작전의 경우, 적 앞에서 소해를 할 수밖에 없어서 DEX 본체가 섬에 접근하는 것은 자살행위나 마찬가지라는 데 그 필요성이 있다. UUV는 거의 탐지당하지 않고 USV도 최소한의 크기에 스텔스성을 추구하여 적 앞에서 소해가 가능해진다.

미 해군의 RMS(Remote Minehunting System)는 USV 대신 반잠수형의 AN/WLD-1을 사용하지만, 해자대의 경우 스텔스성을 확보한 USV가 아니면 임무가 달성되지 않을 가능성을 검토한 결과 USV가 되었다. 또한 (함선을 공격할)적이 없더라도 3,000t의 호위함이 기뢰 해역에 접근하여 S-10을 운용하는 것은 현실적이지 못하다.

항공기는 UAV와 헬기의 적재가 현실적이라고 본다. '함재艦載'란 정비 등 운용에 필요한 인원이 상주하는 것이지만, '적재'는 필요에 따라 UAV와 함재기를 운용할 수 있다는 것으로, 이런 방식은 "유키" 타입 및 "키리" 타입이 예전의 지방대로 이관되었을 때도 마찬가지였다. 항공기 적재의 사고방식은 미션 패키지의 발상과 다르지 않다.

C4ISR의 기능은 적어도 일반 호위함과 대등한 장비가 필요하다.

그렇다면, 이런 것을 400억 엔 이하로 정말 건조할 수 있는가. 필자가 상세히 견적을 짜지 않은, 어디까지나 감이지만, 400억 엔으로 위와 같은 스펙을 실현한다는 것은 극히 곤란하다고 생각한다.

예산을 올릴 수 없다면, 종래의 사고방식은 트레이드 오프 외에는 방법이 없다. 트레이드 오프는 2가지 방법이 있다. 하나는 스펙 다운, 하나는 추후 도입이다. 스펙 다운은 가령, 5" 포에 의한 장거리 대지상사격을 단념하고 퇴역하는 호위함의 76mm 포를 재활용하는 것이다.

고속 40kt 이상의 요구성능도 트레이드 오프 사항 중 하나이다. 다만 40kt을 포기한다면 DEX 운용구상을 근본적으로 재검토하지 않으면 안된다. 일반적으로 한 번 스펙 다운을 하면 그것을 당초의 요구성능으로 돌리는 것은 극히 어렵다.

추후 도입에는 예를 들면 소해용 UUV와 USV를 적재 공간만 확보하고 도입은 미루는 것이다. 그러나 추후 도입은 당해년도의 예산은 억제할 수 있지만, 장기적으로 보면 불필요한 예산증가를 수반하는 경우가 있다.

트레이드 오프 외의 방식으로는, 미션 패키지 방식이 있다. 미션 패키지는 함정 고유의 베이스 패키지와 별도로, 가령 DEX를 22척 건조하지만 패키지는 15세트 도입하는 것에 의해 예산의 절감이 기대된다. - 중략 -

다만 미션 패키지는 함정 고유의 장비가 아니므로, 그 유지관리와 조작인원의 인사관리 등 고려해야 할 사항이 많다. 항공기 적재의 경우에는 미션 패키지 방식이라도, 지상의 항공부대와 같은 확실한 파견부대가 있어 항공기의 정비 및 인원양성을 책임지기에 가능하다.

필자는 400억 엔으로 요구성능을 모두 만족할 수 없다면, 우선 고속선형의 DEX-1과 프로펠러 추진 30kt의 DEX-2라는 2가지 유형으로 나눠, 각자 적합한 분야를 활용하는 탑재장비를 추구하는 것이 좋지 않을까 생각한다.

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[백선호]

LCS에서는 미션 패키지 개념과 승조원의 복수 그룹제가 제대로 되고 있을라나요?

[백선호]

"MT30 외에는 거의 선택지가 없는 가스터빈" 앞으로 롤스-로이스가 군함용 가스터빈 시장을 다 꿀꺽?

[ssn688]

40kt 이상 고속성능을 요하니까 MT30 외에 선택지가 없는 게지, 30kt 내외만 요구하면 LM2500이라고 안될 건 없겠죠. 하긴 LM2500보다는 작은 걸로 RR에서 SM1계열이 있으며, 이미 일본서 군수지원함이나 호위함에도 보급된 거 생각하면 RR의 발이 넓긴 합니다.

[navydoc(유준안)]

일본판 비스비급이 아닐까요...

[ssn688]

호위함에 소해기능을 요한다는 점에선 정말 LCS를 닮았죠. 소해기능은 미 해군이 LCS를 완전히 죽이지 못하는 이유 중 하나이기도 하고요. 그런데 LCS 소해기능도 좀 웃긴 게, 소해패키지를 삼동선형 인디펜던스급에서만 시험중이고 프리덤급에선 시험조차 안 해봤다네요. 아무리 붙박이가 아닌 빼고 넣는 게 자유로운 미션 패키지라지만...