21C한국의 첨단무기-신형어뢰 '청상어'

[GrandPrix]

발전하는 대한민국 국군⑨

바다속을 날카롭게 가르는 '청상어'

어뢰란? 어뢰는 물속에서만 주행함으로써 흔히 수중 미사일이라고 불리워진다. 따라서 무기체계 분류상 어뢰는 미사일과 같이 유도무기에 속한다. 그러나 미사일은 매스컴에 많이 소개가 되기 때문에 일반적으로 많이 알려져 있는 반면에 어뢰는 일반인에게는 잘 알려져 있지 않다.

어뢰나 미사일은 자이로, 가속도계 및 고도계나 심도계 등을 사용하여 원하는 목표지점까지 정확하게 유도를 하며, 목표물 파괴를 위한 고폭화약을 사용한다.

그러나, 미사일은 공기중을 날기 때문에 목표물 추적에 전자파나 적외선 등을 사용하나, 물속에서는 이들의 사용이 불가능하기 때문에 함정의 소나와 같이 높은 주파수의 음파를 사용하여 목표물을 추적한다.

U보트의 어뢰공격으로 격침되는 영국 함정

또한 미사일은 추진제를 연소시켜 발생하는 고압의 분사압력을 이용하여 추진력을 얻는데 비하여 어뢰는 프로펠러를 이용하여 추진력을 얻어 원하는 곳으로 이동하게 된다. 따라서 속도면에서는 미사일이 마하 단위로 매우 높으나, 어뢰는 수십 노트로 미사일에 비하여 매우 낮다. 그러나 미사일과 어뢰가 추적, 공격하고자 하는 목표가 각각 항공기나 함정이기 때문에 효과측면에서 유사하다고 할 수가 있다.

일반적으로 무게에 따라 경어뢰와 중(重)어뢰로 구분한다. 중어뢰는 무게가 1∼1.5t으로,잠수함에서 발사돼 같은 잠수함이나 대형 수상함을 타격한다. 경어뢰는 무게가 200~400kg으로 수상함, 헬기, 초계기에서 발사되어 잠수함을 타격한다.

어뢰의 발달
어뢰는 1860년대 후반에 영국의 로버트 화이트에 의해 오스트리아의 Stabilimento Tecnico Fiumano 공장에서 약 200m를 6~10노트로 주행이 가능하도록 개발이 되어 최초로 실용화된 이래 1, 2차 세계대전을 겪으면서 눈부시게 발전했다.

1, 2차 대전에서 수상함, 즉 전투함이나 수송선단 또는 보급선으로서는 잠수함에서 발사되는 어뢰가 가장 위협적인 존재였으며, 해전의 성패를 좌우하는 중요한 무기체계였다.

그러나 당시에 사용된 어뢰는 목표물을 스스로 탐지할 수 있는 탐지기, 즉 소나(sonar : sound navigation and ranging)가 개발되기 전이었으므로 이 당시 개발된 모든 어뢰는 직주하는 방식의 어뢰였으며, 2차대전 말기에 미국에서 개발된 MK-44라는 경어뢰에 최초로 소나를 장착하여 목표물을 스스로 탐지하여 추적하는 최초의 음향탐지 어뢰가 탄생하게 되었다.

국산 중어뢰 백상어. 중량 : 1,100kg, 최고속도:35knots, 직경:483mm, 길이:6m, 사정거리: 30km, 파괴력: TNT 370kg.

현대전에서는 1982년 영국과 아르헨티나의 포클랜드 전쟁에서 어뢰가 사용되어 당시 14,000톤급의 아르헨티나 순양함 벨그라노호를 격침시키는 전과를 나타내기도 하였다. 1, 2차 세계대전을 통해 격침된 함정은 항공모함을 포함 총 2,691척(일본 제외)으로 해전의 성패를 크게 좌우하였다.

국내에서는 1974년 어뢰의 국내 개발을 위한 가능성 검토를 시작으로 MK-44 경어뢰 모방개발, ’80년대의 미국의 Honeywell사와 공동개발을 통한 K-744 경어뢰 성능 개량, ’90년대의 백상어 독자개발을 거쳐 2000년대에는 첨단 성능을 가진 청상어 독자개발 등 약 30여년의 역사를 가지고 있다.

청상어의 개발경과
국방과학연구소는 1971년 창설 초기부터 어뢰 국산화에 돌입, 76년에 미국산 MK44 어뢰를 모방한 무유도 직진어뢰 KT-75(일명'상어')의 시제를 개발한 바 있다. 80년대 말에는 심해용 MK44 어뢰를 우리나라 천해(淺海)에 적합한 경어뢰 K744로 개조·개선했으며 이후 90년대 연구 개발을 통해 백상어를 독자 개발하는 데 성공했다.

‘청상어’ 개발을 이끌어 온 국방과학연구소 어뢰체계부장 이재명(李載命·사진) 박사.

청상어 개발은 백상어를 개발하면서 확보한 M&S(Modelling and Simulation)를 기반으로 설계를 시작했고, 이를 이용한 HILS (Hardware in the Loop Simulation) 기법을 적용했기 때문에 기본적인 성능과 기능은 실험실 수준에서 이미 확인과 검증이 가능했다. 그러나 M&S와 HILS에서 확인이 어렵고 실제 시험 환경에서만 확인이 가능한 일부 성능은 해상 발사를 통해서만 확인해야 했다.

청상어는 95년 8월부터 본격 개발에 착수했으며 넥스원퓨처(전 LG이노텍), 세방하이테크 등의 방산업체가 시제업체로 참여한 가운데 체계 개발을 진행해 왔다. 이후 국과연은 2000년부터 2004년 6월까지 자체적인 개발 시험으로 청상어의 탐지 추적·유도 조종·추진 성능 등 기본 성능 시험을 50여 회에 걸쳐 수행, 성능을 검증했다.

이어 2004년 7월부터 사용군인 해군의 운용 시험에 들어가 수상함 3회, P-3C 4회, 링스헬기 1회 등 전투탄 2회 실사격을 포함한 여덟 차례의 시험에서 목표물을 100% 명중시키며 기본 성능과 플랫폼 연동성을 입증했다.

청상어의 성능

 함정·헬기 등에서 발사된‘청상어’는 물에 들어가면서 낙하산을 분리하고 직접 음파를 쏘며 표적에 접근하게 된다. 이를 위해 음파를 이용해 목표물을 타격하는 소나(SONAR·수중 음파탐지기)와 이중 선체 잠수함을 파괴하는 지향성 탄두, 소음이 적은 저소음 펌프제트 등도 갖추고 있다.

직접 음파를 쏘아 목표물을 탐지하고 표적의 음파를 감지, 목표물을 타격하는 표적 탐지 소나(SONAR)와 이중 선체 잠수함을 파괴하는 지향성 탄두, 소음이 적은 저소음 펌프제트, 알루미늄 산화은전지 등을 갖추고 있다.

특히 음파탐지기술은 수심이 얕거나 난류·한류가 교차하는 한반도 주변 해역에 ‘최적’이라는 평가이다.

직경 12.75인치, 길이 2.7m, 중량 280kg, 시속 45노트 이상을 낼 수 있는 청상어는 선진국에서 개발한 최신 경어뢰와 비교해 속도와 항주거리, 작전 수심 등 성능 면에서 뒤지지 않는다.

'간담을 서늘케 한다’는 어뢰(torpedo)의 어원적 의미 그대로 경어뢰 청상어는 수적으로 위협이 돼 온 북한 해군의 잠수함(정) 전력(로미오급 22척, 위스키급 4척, 상어급 26척 등)을 억제할 수 있는 핵심으로 기대되고 있다.

양산 단가도 기당 10억여 원으로 해외 도입가의 50% 수준에 불과하여 국방예산을 절감하는 효과가 크며, 부품(레벨 Ⅳ) 기준 91%, 가격 기준 85%의 높은 국산화율을 보이고 있다.   

또 청상어 개발을 통해 빔 조향 기술 등 표적 탐지 소나, 이중 선체를 파괴할 수 있는 지향성 탄두, 광섬유 자이로 유도 조종 등 정밀 유도 조종, 고밀도 알루미늄 산화은전지, 저소음·고출력의 추진 동력 등 주요 분야에서 핵심 기술을 확보해 향후 유사 수중 무기 체계 개발에도 적용할 수 있게 됐다.

청상어는 해군의 대잠 전력 향상에 기여할 첨단 무기 체계로서 한국 해양 특성에 적합할 뿐만 아니라 어뢰 운용 기법 역시 독자적으로 개발해 공격 성공률이 향상되었고 높은 가격 경쟁력을 바탕으로 향후 해외 수출에 의한 외화 획득도 기대되고 있다.

<출처: 합참, 국방과학연구원>
정리: 공보관실 중위 이종만 cyber@mnd.go.kr

[idenia]

KBS 신화창조의 비밀에서 백상어와 청상어 2개 다 다루었습니다^^ 보시면 개발과정과 어느정도 재미있을듯^^

[무쇠다리]

이거 정말 물건이라는 생각이...