#1. 원자력 추진 잠수함의 능력

#1. 원자력 추진 잠수함의 능력

　

#1. 원자력 추진 잠수함의 능력

2차 세계대전에서 막강한 위력을 발휘한 독일의 유보트(U-Boat)

독일은 잠수함의 장점을 살린 전략적 운용으로 연합국의 수많은 수상 함선을 침몰시켰다. 하지만 대잠전술 무기가 개발되고 항공기를 적극적 운용하여 유보트를 격침하기 시작한다. 그렇게 잠수함의 가치가 저하되어갈 무렵, 혁신적인 기술이 해전의 판도를 바꾸어 놓는다.

그 주인공은 바로 원자력 에너지를 활용한 원자력 추진 잠수함

1954년 최초로 미국 원자력 추진 잠수함 노틸러스(Nautilus)함이 건조된 이후 세계열강들은 앞 다투어 원자력 추진 잠수함을 건조하기 시작한다. 원자력 추진 잠수함은 현대 해전에서 가장 중요한 전략자산이라고 할 수 있다.

1. 우수한 기동성

  원자력 추진 잠수함의 가장 큰 특징은 20~30노트 속력으로 장기간 항해할 수 있다는 점이다. 디젤-전기 추진 잠수함의 최대속력은 원자력 추진 잠수함보다 빠르다. 하지만 최대속력을 내면 축전지 용량이 급격하게 소모되어 짧은 시간만 사용할 수 있다. 그렇기 때문에 디젤-전기 추진 잠수함은 평균 10~20노트의 속도로 항해한다.

  반면 원자력 추진 잠수함은 최대속력으로 무제한 운용이 가능하다. 주기적으로 스노클을 해야 하는 디젤-전기 추진 잠수함과 달리 원자력 추진 잠수함은 스노클이 필요없다.

< AIP 시스템이 탑재된 일본의 소류급 잠수함 >

  디젤-전기 추진 잠수함의 단점을 극복하기 위해 공기불요추진(AIP, Air-Independent Propulsion) 체계가 개발되었지만 이 체계는 저속 항해시만 효율적으로 운용이 가능하고 AIP 체계용 연료인 산소와 수소를 모두 소모하면 다시 부두에 정박해서 충전을 해야 하는 단점이 있다.

  이렇듯 원자력 추진 잠수함은 디젤-전기 추진 잠수함과 비교가 안되는 월등한 기동성을 갖고 있다. 원자력 추진 잠수함의 우수한 기동성은 다양한 협동작전을 가능하게 해준다. 원하는 시기와 장소에 은밀하게 위치해 적 잠수함과 수상함을 탐색하고 공격하거나 정찰 및 감시작전 등의 협동작전을 수행할 수 있다.

2. 넓은 탑재공간

 

  위에 식은 선박의 부피와 속도에 따른 추진전력의 상관관계를 나타낸 식이다. 이 식에서 원자력 추진 잠수함은 원자력이라는 막강한 추진전력(P)을 바탕으로 잠수함의 부피(V), 즉 크기를 얼마든지 크게 만들 수 있다. 디젤-전기 추진 잠수함에 비해 훨씬 더 많은 어뢰, 기뢰, 잠대함·잠대지미사일 등을 적재할 수 있다. 또한 필요에 따라 많은 인원의 특수전요원을 적진에 은밀히 침투시키는 작전도 수행할 수 있다.

  디젤-전기 추진 잠수함은 4,100톤의 일본 소류(Souryu)급과 3,407톤의 호주 콜린스(Collins)급을 제외하고 대부분 2,000톤 내외이다. 하지만 대부분 원자력 추진 잠수함은 5,000톤 이상의 규모를 가지며 이 중 러시아 타이푼(Typhoon)급은 배수량이 26,925톤이나 된다.

< 호주의 콜린스급 잠수함 >

3. 은밀성

  디젤-전기 추진 잠수함은 수중에서 축전지를 이용하여 추진하며 축전지 충전을 위해 매일 일정 시간 스노클을 해야 한다. 이때 소음과 열이 발생하고 수면 위로 선체 일부가 노출돼 적 항공기나 수상함정에 피탐될 가능성이 커진다. 반면에 원자력 추진 잠수함의 원자로는 공기가 필요 없다. 스노클에 의한 배기가스 배출이 필요 없기 때문에 무한한 잠항이 가능하고 적의 눈을 피해 은밀하게 작전을 수행할 수 있다.

  잠수함 탐지에는 소나(SONAR, SOund NAvigation and Ranging)라는 수중음파탐지기를 사용한다. 잠수함을 찾기 위해선 원자로 소음과 같은 잠수함 선체 내의 소리로 상대방 잠수함을 탐지한다. 원자력 추진 잠수함의 소음은 일반적으로 디젤-전기 추진 잠수함보다 많이 발생한다고 알려져 있다. 하지만 원자력 추진 잠수함은 디젤-전기 추진 잠수함보다 통상 2~10배 정도 크기로 선체 내에서 발생하는 소음을 거의 완벽히 차단할 수 있는 여유 공간을 가진다.

< 잠수함의 소음 차단 방법과 잠수함 외부의 음향 흡수 특수 타일 >  

  예컨대 잠수함 선체와 탑재 장비 사이 간격을 넓히고 선체 내외부에 소음을 흡수, 차단하는 장치를 설치함으로써 함 외부로 소음이 유출되는 것을 최대한 차단할 수 있다.

  초기 원자력 추진 잠수함은 선체 내에서 소음을 차단하는 기술이 발전하지 않아 소음 준위가 높았다. 하지만 소음 차단 기술이 발전함에 따라서 원자력 추진 잠수함의 소음 준위는 현저하게 줄었고 이미 20~30년 전부터 디젤-전기 추진 잠수함 소음 준위보다 낮은 수준을 유지해오고 있다.

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#1. 원자력 추진 잠수함의 능력

백 문 백 답

Q. 디젤? 전기? 디젤-전기 잠수함이 정확히 무엇입니까?

A. 원자력 추진 잠수함을 제외한 대부분의 잠수함은 재래식 잠수함입니다. 재래식 잠수함은 디젤-전기를 동력으로 하는 잠수함을 말합니다.

디젤-전기 추진 잠수함은 먼저 디젤엔진을 돌려 전기를 만들고 그 전기를 축전지에 모아둡니다. 그리고 축전지는 추진전동기를 작동시켜 잠수함을 움직입니다. 이것이 디젤-전기 추진 잠수함입니다.

< 디젤-전기 추진 잠수함의 스노클 >

Q. 디젤-전기 추진 잠수함의 스노클도 자세히 설명해주세요.

A. 위에서 설명한대로 디젤-전기 추진 잠수함을 움직이기 위해선 디젤엔진을 돌려 전기를 만들어야 합니다. 축전지에 저장된 전기가 다 떨어지면 다시 디젤엔진을 가동시켜야 하는데 이때 공기가 필요합니다.

디젤엔진을 돌릴 때마다 수면 위로 올라와 공기를 흡입하는 것을 '스노클'이라고 합니다.

< 대한민국 해군의 손원일급 잠수함 >

Q. 디젤-전기 추진 잠수함의 단점을 극복하기 위해 만들었다는 AIP 시스템은 무엇입니까?

A. AIP(Air Independent Propulsion) 추진 잠수함은 디젤-전기 추진 잠수함의 약점인 잠항 지속시간을 향상시킨 잠수함입니다.

스노클을 실시해야 하는 디젤-전기 추진 체계와 달리 잠수함 내에 저장된 액체산소와 연료전지를 사용하여 수중에서 축전지 충전 및 추진에 필요한 전원 공급을 가능하게 하는 시스템입니다. 이 AIP 시스템을 탑재하면 잠항지속시간을 2~3주 정도 연장시킬 수 있습니다.

대한민국 해군의 214급 잠수함이 대표적인 AIP 추진 잠수함입니다.

하지만 AIP 추진 잠수함도 저장된 산소와 연료가 다 떨어지면 이를 충전하기 위해 부상해야합니다