신형 이지스함 ‘정조대왕함’(北 핵·미사일 시설 타격 가능...)

[미세스퀸]

신형 이지스함 ‘정조대왕함’

北 핵·미사일 시설 타격 가능...한국, 서해 한가운데 1,800km 탐지 사드 배치 효과

현대重, 신형 이지스함 ‘정조대왕함’ 진수…“한 체급 올렸다”

현대중공업은 28일 울산 본사에서 8200톤급 한국형 이지스 구축함(KDX-Ⅲ Batch-Ⅱ)인 ‘정조대왕함’ 진수식을 열었다.

‘이지스함’은 그리스 제우스신이 사용한 방패인 ‘이지스(Aegis)’에서 어원을 따온 구축함이다. 여러 척의 항공기와 전함, 미사일, 잠수함을 탐지하고 제압할 수 있어 ‘신의 방패’ 또는 ‘꿈의 구축함’으로 불린다.

이 함정은 조선 후기 문화부흥과 부국강병에 힘쓴 조선 22대 국왕인 정조(재위 1776~1800년)를 기려 ‘정조대왕함’으로 명명됐다.

정조대왕함은 대한민국 해군이 도입하는 2세대 이지스함으로 길이 170미터, 폭 21미터에 경하톤수 8200톤 규모로 최대 30노트(약 55㎞/h)로 항해할 수 있다.

여기에 최첨단 이지스 전투체계 등을 탑재해 기존 세종대왕급 이지스함(7600톤급) 대비 탄도탄 대응 능력과 대잠 작전수행 능력을 획기적으로 개선한 것이 특징이다.

대한민국 해군은 현재 4척의 이지스 구축함을 갖추고 있고 총 12대의 6+6 함대를 순차적으로 배치할 계획입니다.

함급	경하배수량(만재)	보유수량	계획
정조대왕함	8,200톤 (12,000톤)	1척	2척
세종대왕함	7,600톤 (10,600톤)	3척	-
KDDX 차세대 이지스함	6,000톤 (8,000톤)	-	6척

신형 이지스함은 탄도탄 요격 기능을 새롭게 추가했다. 이외에도 △5인치 함포 △근접방어무기체계 △함대공 미사일 △함대함 미사일 △어뢰 등 다양한 무기체계를 적용했다.

현대중공업 관계자는 데일리임팩트에 “다기능 위상배열 레이더, 적외선 탐지·추적장비, 전자광학 추적장비 등을 통해 세종대왕급보다 탐지·추적 능력을 2배 이상 강화하고, 통합소나체계로 잠수함 탐지거리를 3배 이상 향상시켰다”고 설명을 덧붙였다.

이지스함이란?

CG-60 USS ‘Normandy’ (출처: US Navy)

이지스함은 이지스 전투체계(ACS, Aegis Combat System)를 탑재한 전투함을 뜻한다. 고대 그리스로마 신화에서 전쟁의 여신 아테나가 걸치고 다니는 제우스의 방패 ‘아이기스’에서 이름을 따온 이지스 전투체계는 미국의 록히드 마틴에서 개발했다. 이지스 전투체계는 현대 해전에서 대함 미사일과 항공기로부터 자함과 함대를 방어하기 위한 광역 함대방공체계로 탐지 및 추적을 위한 레이더와 요격 미사일, 이를 운용하기 위한 통합 시스템을 포괄한다.

한국 해군은 2008년 세종대왕급 이지스 구축함(KDX-III Batch-I)의 선도함 ‘세종대왕함’이 취역한 이래 ‘율곡 이이함’, ‘서애 류성룡함’을 건조 및 취역시킴으로 총 3척의 이지스함 전력을 갖춰왔다.

정조대왕함이 등장한 배경

2020년 기준 대양해군 상상도 (출처: 유용원의 군사세계)

1990년대, 노태우와 김영삼 정부를 거치면서 한국 해군은 당시 우수한 경제력을 바탕으로 대양해군 건설 계획을 추진했다. 해당 계획은 18척의 구축함을 건조해 3개의 기동전단을 구성하고, 이를 통해 1개의 기동함대를 만들고자 했다. 해당 계획을 조금 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

< 기존의 대양해군 계획 >

- 충무공 이순신급 구축함 Batch-I 6척

- 충무공 이순신급 구축함 Batch-II 6척

- 세종대왕급 이지스 구축함 6척

< 수정된 계획 >

- 충무공 이순신급 구축함 6척

- 세종대왕급 이지스 구축함 3척

- 세종대왕급 이지스 구축함 Batch-II (잠정 계획)

- 한국형 방공구축함 KDDX (잠정 계획)

국산 소나(음향탐지)체계 탑재

정조대왕급은 한국형 통합 음파탐지기가 탑재된다. 기존의 광개토대왕급, 충무공 이순신급, 세종대왕급 구축함보다 2배 이상 대형화된 함수소나를 채택하였다. 미국과 서유럽의 소나가 가진 장점을 통합한 것으로, 국방과학연구소가 개발하였다. 해당 소나의 작동 원리는 ‘해저면 반사파 소나’이다. 해저면에 중주파(3~3.5kHz)의 음파를 발사하여 해저면과 수면 사이를 왕복하는 음파를 측정하여 해저면과 수면 사이에 있는 잠수함을 탐지하는 것이다. 탐지거리가 100km로 매우 넓은 것은 물론, 해저의 다양한 온도층이 주는 음향탐지 왜곡 현상을 극복할 수 있다. 천안함 피격 사건으로 각성한 국방과학연구소가 미국 이후로 2번째로 개발한 통합 음파탐지기이며, 매우 우수하다.

정조대왕함은 다소 늦은 감이 있지만 보다 강력해 졌다. 총 사업비는 4조 4천억이 투입되는 배치-Ⅱ는정조대왕급 이지스함을 필두로 총 3척을 2028년까지 진수할 계획. 건조비는 7천억이 조금 안되지만, SM-2, SM-6, 해성Ⅱ 등과 자동화된 강력한 무장이 들어 갑니다.

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탐지장비의 변화

정조대왕급은 AN/SPY-1D(v) 레이더를 탑재하고 있는데, 이 레이더가 높고 멀리 보는 능력이 세계에서 가장 우수한 축에 속하는 것은 분명한 사실이다. 그러나 해수면 5m 정도로 낮게 날아오는 소형표적(시스키밍 대함미사일 등)은 제대로 탐지하지 못한다는 맹점이 존재한다. 이는 이지스 레이더 뿐 아니라 중국, 유럽, 러시아 등 국가들의 해군 방공구축함이 공통적으로 갖는 한계이기도 하다. 현대의 방공구축함은 멀리 있고, 높이 있는 물체를 탐지하는 기술은 크게 발전했다. 그러나 동시에 낮은 곳에서 접근하는 목표물을 탐지하는 능력은 한계가 있다. 그렇기 때문에 현대의 방공구축함은 주 방공레이더를 보좌하는 소형 센서 또는 레이더를 탑재하는 것이 트렌드이다. 예를 들어, 미국의 알레이버크급 이지스 구축함은 SPQ-9B, 중국의 055형 방공구축함은 364형 수평선탐지레이더를 장비하고 있다.

SPS-560K (출처: LIG Nex1)

정조대왕급은 이러한 트렌드를 반영하여 SPS-560K 소형 대공레이더를 탑재하였다. SPS-560K는 한국 해군의 윤영하급 미사일 고속함과 PKMR(로켓장착 고속정)에 탑재되는 SPS-540K를 개량한 것이다. 하드웨어적 개량과 해면 클러터(Sea Clutter : 파도, 풍향, 송수신 안테나 높이 등으로 발생하는 난반사 현상)처리하는 소프트웨어 업데이트가 있었다. 이 레이더는 높은 곳에서 낮은 곳을 바라보는 레이더로서 그 임무를 수행한다.

VAMPIR IRST (출처: Safran)

세종대왕급은 프랑스제 뱀피르 IRST(VAMPIR InfraRed Search and Track)를 탑재했었다. 적외선 탐지추적장비인 뱀피르는 해무, 구름, 파도 등의 방해요인 때문에 왜곡이 많이 발생해 오경보가 발생하는 등의 문제가 있었다. 뱀피르는 레이더파가 아닌 적외선 탐지 방식이기 때문에 스텔스기 또는 스텔스 미사일을 탐지할 수 있다는 장점이 있긴 하다. 정조대왕급에서 이것을 탑재하지 않은 이유는 예산상의 이유가 크겠지만, 이지스 레이더가 스텔스 목표물에 대응력을 어느 정도 갖추고 있다는 점과 주변국의 스텔스 위협이 아직 크지 않다는 점에서 뱀피르를 포기한 것으로 생각한다.

 CIWS 구성 변경

세종대왕급은 CIWS(Close-In Weapon System, 근접방어무기체계) 구성이 사거리 9~12km의 RIM-116 RAM 단거리 대공미사일터렛 1문과 SGE-30 Goalkeeper 30mm 대공기관포 1문으로 이루어져 있었다. 그러나 정조대왕함은 Mk.15 펠링스 CIWS 2문으로 변경되었다.

RIM-116 RAM(Rolling Airframe Missile) 

우선 RAM의 경우, 그 역할을 KVLS(한국형 수직발사대)에 탑재되는 국산 함대공미사일 ‘해궁’이 대체할 수 있다는 점에서 제외됐다. 또한, 터렛식이라 사각지대가 존재한다는 것이 문제였다. 해궁은 사거리 20km급의 수직발사 미사일이라 사각지대가 없으며, RAM의 미사일보다 운동성 및 정확도가 훨씬 좋다. 데이터링크를 활용하기 때문에 별도의 일루미네이터(탐지 목표물의 높이 좌표 측정장비)를 사용하지 않는다. 따라서 주 방공시스템에 부하를 일으킬 걱정도 없다. 이는 옳은 선택이라고 보여진다.

SGE-30 골키퍼의 경우는 펠링스보다 성능이 우수하나, 단종되었다는 것이 문제였다. 세종대왕급과 독도급 강습상륙함, 충무공 이순신급, 광개토대왕급 모두 골키퍼를 탑재하고 있는데, 단종이 된 관계로 대함미사일의 회피기동을 대응하기 위한 사격통제 소프트웨어 업데이트를 하기 곤란해졌다.

해궁 함대공 미사일 (출처: LIG Nex1)

정조대왕급의 CIWS 체계를 다시 정리하면, 사거리 20km 이내로 접근한 목표물은 수직발사관에서 발사되는 해궁 함대공 미사일로 요격하며 사거리 5km 이내로 들어온 목표물은 2문의 펠링스에서 일시에 수 백~ 수 천발의 포탄 세례를 퍼부어 요격한다.

한 둘레 커진 선체

세종대왕급은 경하 배수량(또는 기준 배수량) 약 7,600톤, 만재 배수량 약 10,500톤급의 크기이다. 정조대왕급은 이보다 한 둘레가 커진 경하 배수량 약 8,100톤, 만재 배수량 약 12,000톤급의 크기이다. 같은 이지스함이지만 이렇게 대형화된 이유는 현대 방공구축함이 점점 커지고 있는 트렌드가 반영됐다. 우수한 방공레이더와 각종 센서에 전기를 안정적으로 제공하기 위해서는 충분한 여유 공간과 발전 공간이 필요하다. 만재 배수량이 1,500톤 가량 상승한 이유는 세종대왕급 이지스함보다 더 많은 전력량을 제공하고 무장 및 센서를 강화하기 위한 것이다.

‘쿤밍급’으로 알려진 중국의 052D형 구축함의 경우, 방공레이더의 하드웨어가 우수함에도 불구, 자체 생산하는 전력량이 매우 부족해 4면 배열 레이더를 모두 사용하지 못하는 경우가 빈번히 발생한다고 한다.

중국의 강력한 055형이 현대 방공구축함 트렌드를 제시하는데, 모든 탐지장비와 무장을 제대로 작동시키기 위해 055형 구축함은 만재 배수량 13,000톤급의 크기이며, 거의 순양함이라고 봐도 무방하다. 2차 세계대전 종전 이후 함포 중심 해전에서 해상 항공력 및 미사일 중심 해전으로 변화하면서 주력 전투함들의 크기가 많이 작아지고 있던 트렌드에서 다시 대형화되는 트렌드로 변하고 있다는 점이 흥미롭다.

한국형 소나 기술의 집대성인 통합음탐기

대잠수함 탐지 능력도 국산 첨단 통합소나(음파탐지) 체계와 신형 미국제 MH-60R 헬기 등을 통해 3배가량 강화됐다

패키지 함대공 체계.

마스트 최상부 SPS-560K 3차원대공레이더 추가 장착하여 추적능력 향상과 더불어 해궁 함대공 미사일 유도를 지원할 수 있다. 정조대왕함에는 RAM 대신 사거리가 더 긴 국산형 해궁함으로써 운용비용도 절감. 경사각뿐만 아니라 수직발사후 표적을 향해 방향 전환

대함미사일 해성 (SSM-710K)은 16발에서 개량된 해성-Ⅱ 8발을 배치했다. 수량은 감소했지만 오히려 무장력은 더 뛰어나다. 해성-Ⅱ는 초음속 순항 미사일로 최대 사거리는 1500㎞다. (해성-1은 사거리 150㎞, 아음속). 수직발사와 경사발사가 가능하다.

L-SAM은 한국형 SAAD로 고고도 탄도탄 요격체계인 지대공과 달리 함재형은 사거리 250㎞로 대항공기용이다. 이지스함의 운용 수명이 30년임을 가정할때 불발이 잦아 신뢰성이 떨어지는 미국산 SM-2를 대체하기 위한 것이다. 2023년 개발완료되어 배치될 예정이다 .

여신 아테네의 방패 ‘이지스’

이지스의 어원은 고대 그리스 신화의 전쟁의 신 아테네가 사용하는 방패, 아이기스의 영어식 발음이다. 이름에서 알 수 있듯 이지스 시스템은 방어에 큰 목적을 두고 있다. 이지스 시스템은 제2차 세계대전 이후 미국이 자국의 항공모함을 지켜 내기 위해 만들기 시작했다.

■ 정조대왕함 주요 특징

1. 크기 : 기존 세종대왕급 (7600톤)보다 큰 8200톤급. 만재 배수량은 세종대왕함이 10600톤, 정조대왕함이 12000톤으로 어지간한 풍랑과 파고에도 작전이 가능

2. 외형 : 세종대왕급과 동일하게 스텔스 형상과 적외선 감소로 설계되었지만 우리 기술의 발달로 수정 검증, 적외선 감소 기술은 모두 우리 기술을 적용했다. 따라서 외형은 비슷하지만 내용은 완전 다르다.

- 스텔스화 : 해수냉각장치를 통해 온도차이를 줄임, 페인트 기술. 외형도 스텔스화하여 생존성을 높혔다

3. 사이즈는 커졌지만 자동화된 통제시스템 도입으로 승조원 220명으로 80명 정도 줄었다.

- 함정에는 화재진압용 해수관을 혈관처럼 설치되어 있어 그동안 수병들이 수리하고 관리했는데 화재, 파괴 등과 같은 함정의 데미지컨트롤시스템의 자동화 (스마트밸브를 도입, 15분에서 2분안에 복구 가능)

- LTE 급 무선통신망설치 - 모든 수병들이 사진과 문자통화 영상통화 가능하여 신속한 대처.

4. 특히 세종대왕급과 달라진 점은 이지스 함대방어는 물론 SM-6(중거리요격미사일)를 장착함으로써 북한을 비롯한 주변국들의 탄도미사일 방어(BMD) 시스템을 갖추고 있다. 항공기와 함정의 최대 400㎞ 떨어진 표적을 타격할 수 있고, 탄도미사일에 대한 최대 요격 고도는 35㎞ 내외다. 가격이 50여억원으로 고고도 요격용 미사일 SM-3의 5분의 1 수준이다

5.강력한 무장 : 미사일(VLS) 총 88셀

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- 해궁 대함유도탄방어유도탄

- 홍상어 장거리대잠어뢰(ASROC)

- 전술 함대지 유도탄

- 해성-Ⅱ 함대지 순항미사일

- SM-2 MR Block IIIB 함대공유도탄

- SM-6 장거리함대공유도탄

- 한국형 초음속 대함미사일

- 어뢰 : 청상어 경어뢰, 중어뢰 홍상어

- 헬기 MH-60R 2기 탑재

K-VLS 수직발사기

[출처] SM-6 장착한 정조대왕함, 최강의 이지스함