잠수함(Submarine)의 정의
잠수함은 물속으로 잠수하여 운용하는 함선을 말합니다. 함체의 모든 부분이 완벽하게 밀폐되어야 하므로 기술력이 요구됨에 따라 근대에 들어와서 제작되었습니다. 외부 압력을 버텨야 하는 특성상 내부가 좁고 속도가 느려 주로 연구 및 군사 용도로 사용됩니다.
잠수함이라고 하면 U-Boat를 떠올리며 최초의 잠수함으로 알고 있을 수도 있지만 사실 잠수함의 발명은 그 이전이며 독일의 U-Boat가 전쟁에서 많은 악명을 떨쳤고 이를 영화나 미디어화되며 잠수함의 대표 격으로 알려진 것으로 보입니다.
배수량으로 500톤 이상은 잠수함, 그 미만은 잠수정이라 불리우며 U-Boat는 잠수정입니다.
원리
잠수함 외부 격벽과 내부공간 사이에 밸러스트 탱크를 장착하여 압충 공기로 탱크 내부에 공기를 넣어 채워져 있는 물을 밀어내면 부양하고 반대로 탱크 내부 공기를 바깥으로 방출하여 내부로 물이 들어오게 함으로써 잠수하는 부력의 원리를 이용한다.
역사
인력으로 움직이는 최초의 잠수함은 1620년에 영국에서 코넬리스 드레벨이 개발하였습니다. 기계식으로 구동되는 최초의 잠수함은 1860년 샤를 브하가 개발한 플루줘를 입니다. 이후 영국이 해군력 증강의 일환으로 잠수함 개발에 박차를 가해서 1차 세계대전 개전 시 총 74척의 잠수함을 보유하고 있습니다. 당시 독일이 보유한 잠수함은 20척이었으나 종전 시까지 373척을 만들어 독일이 최다 생산량을 기록했습니다.
당시의 잠수함은 상선 같은 비무장 함선을 기습하는 데 주로 사용되었습니다. 이런 전술을 2차 대전에도 동일하게 유지됬는데 잠수함의 엔진 기술력의 한계로 잠항시 5 ~ 7 노트(Knot)가 겨우인 수준이며 산소 공급 방법에도 한계가 있어 한시간 이상 잠항이 불가능하여 매복 기습 전술로으로 운용 되었습니다. 여기까지 잠수함은 '잠수가 가능한 수상함'의 느낌에 가까웠습니다. 2차대전에 들어서면서소나, 레이더, 대잠구축함, 대잠초계기등 잠수함에 대한 대응 기술이 급격히 증가하면서 잠수함 운용에 큰 어려움이 오게 됩니다. 2차대전 중반에 여러 기술력이 발전하면서 잠수함에도 유선형 설계, 자기 신관 어뢰, 대형 축전지 기술들이 적용되어 '지속적으로 잠수하고 다니는 배'로 인식되게 합니다. 1953년 취역한 미국의 실험용 잠수함 앨버코어는 세계 최초로 눈물방울형(Teardrop) 선형을 완성하여 비로소 현대 잠수함의 역사가 시작됩니다. 눈물방울형 선형은 유체 저항을 최소화한 외형으로 수중 항해 시험 결과 최대 33노트의 속력을 기록했습니다.(기존의 잠수함들의 2배) 눈물방울형 선형은 이후 세계각국의 잠수함 개발에 많은 영향을 주었습니다.
원자력 기술의 발전으로 잠수함은 새로운 시대를 맞이하게 됩니다. 1954년 취역한 미 해군의 USS 노틸러스호(SSN-571)가 세계 최초의 핵 잠수함입니다. 이 잠수함은 기존의 디젤 잠수함보다 높은 속도와 수중 항행 능력을 가지며 부상할 필요가 없어 작전 시간을 크게 향상했습니다.
재래식 잠수함의 최대 단점은 산소 부족으로 인한 함체 부상이었으며 핵잠수함은 원자로가 생성하는 무한 전기로 산소를 자체 생산하여 부상의 필요성을 차단하였습니다. 현대에는 VLS와 같은 미사일 발사대를 탑재해 순항 미사일 또는 탄도 미사일로 적의 수상함이나 전략목표를 타격할 수도 있습니다.
종류
잠수함의 종류 임무에 따라 탄도미사일 발사 잠수함 'SSBN', 공격형 잠수함 'SSN', 유도 미사일 잠수함 'SSGN'으로 분류되며 구동 방법에 따라 '디젤 잠수함'과 '원자력 잠수함'으로 구분됩니다.
배수량으로 구분할 경우 각국에 명칭이 별도 존재합니다.
국내의 경우 장보고급 (독일 수입), 손원일급 (신형 디젤). 도산안창호급 (3000톤 이상)으로 구분하며 미국의 경우 로스앤젤레스급, 씨울프급, 버지니아급, 오하이오급으로 구분합니다.
핵 잠수함(Nuclear Submarine)
구동 방법에 있어 핵분열을 사용하는 원자로가 탑재된 잠수함을 말합니다. 핵 미사일이 탑재된 잠수함과는 의미가 다릅니다. 의미 전달을 구분하기 위하여 원자력 잠수함이라고도 부릅니다.
기술적으로 재래식 잠수함과 원자력 잠수함의 주요 차이점은 발전 시스템입니다. 핵 잠수함은 구동 위하여 원자로를 사용합니다. 원자로의 열로 터빈을 구동하여 프로펠러 추진 모터에 전기를 공급하는 과정은 원자력 발전과 동일합니다. 선박용으로 원자로를 소형화하여 잠수함에 탑재하여 사용합니다.
원자로는 공기 정화기, 담수 생산용 증류기, 온도 조절 등과 같은 하위 시스템에 전력을 공급하여 잠수함을 유지하며 비상용으로 디젤 발전기를 백업 전원 시스템으로 사용합니다.
원자료 잠수함에는 최대 30년간 지속 가능한 핵연료를 사용하며 일반적으로 무기화가 가능한 90%대 고농축 연료를 사용합니다. 프랑스 잠수함은 20%대 연료를 사용하기도 합니다.
탄도미사일을 탑재할 경우 SSBN으로 명칭 되며 'SS'는 Submarine, 'B'는 Ballistic missile, 'N'은 Nuclear를 뜻합니다. 탄도미사일의 사거리는 보통 10,000 km이상입니다. 단순 공격현 핵 잠수함은 'Ballistic missile'을 제외하고 'SSN'이라 명칭 합니다.
핵잠수함의 최대 단점은 24시간 사용되는 원자로 냉각입니다. 자연순환 냉각방식을 사용할 경우 열후류로 인한 열 스크래치가 발생하여 열화상 시스템에 발각될 수 있고 강제순환 냉각방식의 경우 냉각수 제트 펌프의 소음이 음향 탐지에 노출되는 단점이 있습니다.
2010년을 기준으로 원자력 잠수함을 보유하고 있는 국가는 미국, 영국, 프랑스, 러시아, 중국, 인도로 6개국입니다. 최근 브라질이 프랑스로부터 바라쿠다급 1척을 이양하였으며 파키스탄은 인도의 견제를 2020년에 SSBN 1번 함이 건조 되었습니다.
핵 잠수함 보유는 해당 나라의 국방력을 결정하는데 큰 요소입니다. 위치 추적이 불가능한 무한 잠항 능력에 탄도 미사일 탑재라는 잠수함의 사양은 타국이 절대 무시하지 못하는 능력입니다.
우리나라의 핵 잠수함.
2003년 6월 참여정부 시절 362 사업이라는 이름으로 프랑스 핵잠수함을 모티브로 한 바라쿠다급(4000톤급) 한국형 핵잠수함 3기 건조 계획이 진행되었다 1년 만에 중단되었습니다. 당시 조선일보 '유용원'기자가 비밀 사업을 폭로하면서 사업이 중단되었다는 주장이 있다.
2016년 8월 24일 북한이 2차 SLBM 발사에 사실상 성공하면서 주변 상황이 좀 더 급박해졌습니다. 북한이 사실상 SSB를 보유 국가가 되었기 때문입니다.
이에 대응하여 미국으로부터 로스앤젤레스급 잠수함 초기형을 대여하는 논의도 나왔으나 미국 핵 잠수함은 90% 농축 연료 사용함으로 사실상 불가능합니다.
2017년 문재인정부가 핵잠수함 도입을 추진하며 한미원자력협정을 개정하였습니다. 해당년 한미 SCM 혹은 정상회담에서 핵잠수함 보유에 대하여 논의가 있었다고 언론이 보도합니다.
2018년 미국의 주간 군사지 "디펜스 뉴스"의 3월 말 보도에 따르면, 한국 원잠 독자 개발 방침이 거의 확정적으로 여겨집니다. 위에 소개된 언론보도대로 프랑스의 쉬프랑급 잠수함과 비슷한 기술적 특징을 갖는 배수량 5천 톤급을 목표로 할 것이라는 내용.
2019년 쇄빙선등의 선박용 원자로 개발을 장기 과제로 추진하겠다고 정부가 발표하였습니다. 선박용 원자로가 개발되어야 소형화한 원자로를 잠수함에 탑재할 수 있습니다.
2020년 국가안보실 2차장이 핵원료를 사용하는 차세대 잠수함 건조를 추진 및 진행 중임을 발표하였습니다. 4000톤 도산 안창호급으로 예상되었습니다.
2021년 북한이 SSBN 보유 선언을 하였습니다.
2023년 윤석열 대통령이 '워싱턴 선언'으로 NPT 준수를 명문화하여 대한민국의 핵 잠수함 보유는 포기되었습니다.
마치며.
잠수함이란 부력의 힘으로 잠수와 부양을 하며 운용하는 선박으로 해당 기술이 전쟁을 통해 무기화되어 비약적으로 발전한 케이스입니다.
현재에 이르러서는 드론 잠수정등 무인화도 이루어지고 있습니다만 잠수함 자체는 기술의 고도 집중화의 산물로 강대국의 지표로 볼 수도 있습니다.
글을 다 쓰고 난 후 돌아보니 글의 방향이 잠수함의 무기 쪽으로 치우친 것 같습니다. 하지만 잠수함은 연구, 산업 쪽으로는 관광을 빼고 적용이 되는 케이스가 없으며 잠수정이 대부분입니다. 기술의 발전은 전쟁을 통해 발현하는 것일까요. 무기에 국한되는 것인가요 아니면 산업 전반에 걸친 것일까요.
유독 전쟁사로 발전한 잠수함 이야기였습니다.
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