수잠함의 AIP 시대를 연 스웨덴 해군의 자랑
틀란드급 잠수함
개발의 역사
스웨덴은 오랫동안 중립국으로 있었지만, 1994년 북대서양조약기구(NATO, North Atlantic Treaty Organization)의 평화적 파트너(Partnership for Peace)로 가입했고, 1995년 유럽연합(EU) 회원국이 이 되면서 중립정책을 버리고 주변국과 협력을 늘리고 있다. 스웨덴은 오랫동안 중립국 정책 하에 독자적으로 방위산업을 육성하고 그것을 기반으로 여러 무기를 자체 생산했으며, 현재도 다양한 무기를 자체고 생산하고 있다.
스웨덴은 1904년부터 자국산 하이엔(Hajen)급 잠수함을 운용하기 시작했고, 그 이후로 다양한 잠수함을 개발해 운용한 오랜 잠수함 개발 역사를 가지고 있다. 스웨덴이 접한 발트해(Baltic Sea)는 냉전 당시 소련의 강력한 발틱함대가 활동하던 해역이었고, 지금도 러시아 해군의 중요 활동 영역이다. 스웨덴 해군의 작전은 발트해 지역에서 스웨덴의 주권을 지키는 데 모아졌다.
고틀란드(Gotland)급 잠수함은 1960년대 후반 취역한 훼르멘(Sjöormen)급 잠수함을 대체하기 위해 계획되었다. 스웨덴 국방군수부(FMV)는 코쿰스(Kockums)와 1986년 10월 연구 계약을 체결하고 1990년 3월 28일 생산 계약을 맺었다. 고틀란드급 잠수함은 1990년대 초반 냉전 종식 이후 취역한 스웨덴 해군의 현역 잠수함 중 한 종류지만, 세계 최초로 AIP(Air-Independent Propulsion: 공기불요추진) 시스템을 채용하여 기술적으로 중요한 의미를 지닌다.
특징
고틀란드급 잠수함은 대함 및 대잠전, 통신 및 전자기 등 각종 정보수집, 전방 순찰, 특수전, 기뢰부설 등의 임무를 수행하도록 설계되었다. 그리고 나중에 새로운 기능이 포함된 구역을 추가하기 쉽도록 모듈식 건조 기법을 채용했다.
잠수함 선체는 크게 각각 2층으로 된 함수부와 함미부로 나뉜다. 함수부 아래쪽은 어뢰실로 각종 무기 관리 시스템과 재장전 장비, 배터리실, 그리고 보조장비실로 운용된다. 함수부 위쪽은 통제실, 무전실, 전자장비구역, 생활구역 등으로 구성된다.
함미부는 추진 시스템과 보조장비용 공간이다. 함미부 아래쪽에는 디젤 발전기과 제2 배터리실이 위치한다. 그 위쪽에는 추진 통제 콘솔(console), 인버터(inverter), 컨버터(converter), 배터리 모니터링 등을 위한 전자장비, 스털링(stirling) AIP 시스템 그리고 주모터와 보조발전기가 위치한다.
고틀란드급 잠수함은 수중 기동성 향상을 위해 사령탑에 노출된 잠항타를, 함미에는 엑스(X)자형 조향타(rudder)를 갖추고 있다. 사령탑에는 잠망경, 통신장비, 레이더, 공기흡입용 마스트가 위치한다. 고틀란드급 잠수함은 비슷한 시기에 제작된 서방권 재래식 잠수함과 비슷한 수준인 25~32명의 승조원이 탑승한다.
전투 시스템은 사브테크 벡트로닉스(Saabtech Vectronics) 사의 9SCS 마크(Mark) 3이며, 스웨덴 해군 형식명은 SESUB 940A이다. STN/아틀라스 엘릭트로닉(Atlas Elektronik) 사의 CSU 90-2 소나(SONAR) 시스템은 어뢰실 위에 장착되는 실린더(Cylinder)형 함수 소나, 선체 측면의 측면배열 소나 등으로 구성된다. 이 밖에 엑셀리스(Exelis) 사의 ES 3701 전자지원장비(ESM), 테르마(Terma) 사의 스캔터(Scnater) I 밴드 항법레이더, 탈레스(Thales) 사의 CK038 수색 및 공격용 잠망경이 장착되었다.
무장은 533mm 어뢰발사관 4개와 400mm 어뢰발사관 2개에서 운용한다. 533mm 어뢰발사관에서는 유선 유도 패시브 호밍(Passive Horming) 방식의 Type 613 운용하는데, 이 어뢰는 최고속도가 40노트이고, 사거리가 20km다. 스웨덴 해군은 40노트 이상의 속력으로 40km의 사거리를 가진 신형 어뢰를 운용할 준비를 하고 있다. 400mm 어뢰발사관에서는 Type 43 유선 유도 어뢰를 운용하고 있다.
고틀란드급 잠수함은 세계 최초로 AIP 시스템을 장착한 디젤-전기 추진 잠수함이다. AIP 시스템을 장착하면 수면 아래서 스노클(snorkel)을 사용하여 수중에서 디젤엔진을 작동시키지 않고도 배터리를 충전시킬 수 있다.
고틀란드급이 채용한 AIP 시스템은 폐회로 방식의 스털링 엔진이다. 스털링 엔진은 엔진의 실린더(cylinder) 내부에서 폭발이 일어나는 내연기관이 아니라 외부의 열에너지를 기계적인 에너지로 바꾸는 외연기관이다. 엔진 작동에 필요한 열은 외부 연소 체임버(chamber)에서 연료와 산소의 연소 작용으로 얻으며, 산소는 잠수함 내부에 보관한 액체산소를 기화시켜 얻는다.
스털링 엔진에서 발생한 에너지는 싱크로(synchro) 변환기에 의해 전기에너지로 변환되고, 다시 배터리로 보내진다. 스털링 엔진은 엔진 모듈 이외에 열변환기 등 부가적인 장비들이 필요하여 전체 시스템이 커진다는 단점이 있다. 스털링 엔진은 열효율이 40%이며, 엔진의 구동음을 차단하면 소음을 상당히 낮출 수 있다.
스웨덴은 1988년에 1980년에 취역한 네켄(Näcken)급 잠수함 1번함을 개조하여 AIP 시스템을 최초로 시험 운용하면서 운용 경험을 쌓았다. 스웨덴 해군은 고틀란드급 잠수함 외에도 쇠데르만란드(Södermanland)급 잠수함에 스털링 엔진을 채용했고, 일본도 소류(そうりゅう)급 잠수함의 AIP 기관으로 채용했다.
운용 현황
스웨덴 해군은 고틀란드급 잠수함 3척을 운용하고 있다. 북대서양조약기구 회원국들과의 훈련에서 보여준 고틀란드급 잠수함의 뛰어난 성능은 미 해군의 주목을 끌었다. 2004년 미국 정부는 가상의 적성국 재래식 잠수함으로 운용하기 위해 고틀란드급 잠수함을 임대해줄 것을 스웨덴 정부에 요청했다. 같은 해 10월 양국은 양해각서를 체결했고, 2005년부터 1년간 고틀란드급 재래식 잠수함이 미국에 임대되었다. 미국에 임대된 고틀란드(HSwMS Gotland)는 스웨덴 해군이 운용하면서 여러 차례 대잠 훈련을 실시하여 미 해군에게 재래식 잠수함의 위협을 평가할 기회를 주었다. 미 해군은 임대 기간을 연장하여 2007년 중반까지 고틀란드를 임대했다.
1990년대 후반 취역한 고틀란드급 잠수함은 꾸준하게 현대화를 진행했다. 2000년대 초반에는 잠망경 등 일부 장비를, 2010년 후반에는 전투 시스템을 개량했다. 스웨덴 국방장비부는 2015년 6월 29일, 코쿰스 조선소를 인수한 사브(SAAB)와 고틀란드급 잠수함 1번함인 고틀란드와 3번함인 할란드(HSwMS Halland)에 대한 중간수명연장(MLU, Mid-Life Upgrade) 계약을 체결했다.
중간수명연장 계약에는 선체 수명 연장과 함께 선체 길이 2m 연장과 특수전용 잠수부 구역 설치의 설계 변경이 이루어지며, 신형 광학 마스트, 레이더, 전자전 장비, 스노클의 장착이 포함되어 있다. 스털링 엔진도 새로운 제어 시스템과 인간-기계 인터페이스(Human Machine Interface)를 갖추고 효율성이 높아진 3세대로 개량될 예정이다. 각종 기계장비의 개량과 함께 전투관리 시스템도 개량될 예정이다.
고틀란드는 2015년 후반에 중간수명연장 작업이 시작되어 2019년에 다시 작전에 투입될 예정이고, 할란드는 2016년부터 작업이 시작되어 2020년에 다시 작전에 투입될 예정이다. 이 2척의 잠수함은 중간수명연장으로 2025년 이후에도 운용될 수 있게 되었다. 2번함인 우플란드(HSwMS Uppland)의 중간수명연장 계약은 아직 체결되지 않았다.
동종함
●고틀란드(HSwMS Gotland): 1992년 11월 20일 착공, 1995년 2월 2일 진수, 1996년 9월 2일 취역
●우플란드(HSwMS Uppland): 1994년 1월 14일 착공, 1995년 2월 9일 진수, 1997년 5월 1일 취역
●할란드(HSwMS Halland): 1994년 10월 21일 착공, 1996년 9월 27일 진수, 1997년 10월 1일 취역
제원
- 제조사: 코쿰스(Kockums)
- 종류: 재래식 잠수함(SSK)
- 승조원: 32명(장교 25명 + 수병 7명)
- 전장: 60.4m
- 전폭: 6.2m
- 흘수선: 5.6m
- 배수량: 1,518톤(부상 시) / 1,625톤 (잠항 시)
- 추진체계:
└ 디젤엔진 MTU 16V 396 SE84(1,600 마력) × 2
└ AIP 코쿰스 V4-275R 스털링 엔진(101 마력) × 2, 전기모터 × 1, 샤프트 × 1
- 최고속도: 10노트(수상) / 20노트(수중) / 5노트 (배터리 사용 시)
- 수중작전한계일: 14일(스노클 없이)
- 잠항심도: 150m
- 센서 및 처리체계:
└ 사브(SAAB) SESUB 960B 전투관리 시스템,
└ STN/아틀라스 엘릭트로닉스(Atlas Elektronik) CSU 90-2 소나 시스템,
└ 엑셀리스(Exelis) ES 3701 전자지원장비(ESM),
└ 테르마(Terma) 스캔터(Scanter) I 밴드 항법레이더
- 무장: 533mm 어뢰발사관 4개, 533mm 어뢰 12발, 400mm 어뢰발사관 2개, 433mm 어뢰 6발, 기뢰 48발(외부 장착)
저자 소개
최현호 | 군사 칼럼니스트
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