손원일급 잠수함은 대한민국 해군이 운용하는 214급 잠수함으로209급 잠수함인 장보고급에 이어서 도입 중이며,초도함의 이름은 초대 해군참모총장이자 국방장관을 역임한 '대한민국 해군의 아버지' 故 손원일 제독의 이름을 따와서 명명했습니다.최초 입찰경쟁 참여사가 스웨덴의 코쿰스, 독일의 HDW, 그리고 프랑스의 DCN 이었고고틀란트급과 214급이 박빙의 평가를 받았으며, 따라서 스웨덴의 코쿰스사가 만드는 고틀란트급 잠수함이 손원일급이 될 수도 있었지만, 코쿰스사가 잠수함 부분을 독일 HDW사에 매각함으로써 자연스럽게 독일제 214급이 손원일급이 되었다는 비하인드 스토리가 있습니다.

손원일급 잠수함은 총 9척을 도입할 계획이며, 초기에는 소음발생이 심한 문제가 있었지만 지금은 완전히 해결된 상황이라고 합니다. 2차 도입분의 첫번째인 4번함 건조계약이 2008년에 대우조선해양과 체결되었고2010년 9월 20일 6번함 건조계약이 대우조선해양과 체결되었고(5번함은 현대중공업이 수주) 2012년 6월 18일 8번함, 2013년 3월 14일에 9번함 수주계약도 완료되었으며2018년까지 인도예정입니다. 현재는 총 6척이 취역하였고 앞으로도 3척이 더 취역 예정인 대한민국의 잠수함 전력. 214급 잠수함이 세계적으로 인정받는 이유들에 대하여 알아보겠습니다.

1. 기원 및 설계 개념

214급의 설계 개념은 고성능의 선체 형태, 고도로 자동화된 조종성능, 강한 충격저항성 및 효율적인 무장운용 능력들을 포함하는데209급에서 증명된 장점들과 212A급에 적용된 발전된 기술들이 결합되어 조선소로부터 209급 + 212A급 = 214급이라는 기억하기 쉬운 슬로건이 만들어졌습니다.214급의 기본 제원은 길이 65m, 선체지름 6.30m, 흘수 6m 및 수상배수량 1,700톤입니다.

2. 선체

214급은 고장력 강자성의 HY80과 HY100강을 혼합한 단각식 각주형 압력선체로서 400m 이상의 심도까지 작전이 가능하며재질의 높은 충격저항성은 착저나 충돌시에 유리하고증가된 선체의 스텔스 특징으로는 특수 음파 흡수도료가 선체 외부에 칠해져 있고, 유리강화플라스틱(GRP과 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)이 각각 600㎡와 250㎡ 정도로 확대 사용되어필요하다면 무반향 타일도 선체에 부착시킬 수 있습니다.선체 앞부분은 2층으로 위쪽에는 조종 및 작전지휘소가 위치하고, 아래쪽에는 승조원 거주구역으로 구성되어 있는데뒷부분은 추진부 및 함정운용체계와 관련된 소음발생 장비들로 구성되어 있습니다.Hawker 축전지들은 선체의 앞쪽구역 하부갑판 밑에 위치하고 있는데 지휘통제실과 기관실은 탄성마운트 바닥이며 모든 엔진들은 소음흡수모듈 내에 장착되었습니다.방사소음 감소를 위해 시끄러운 장비들은 탄성마운트 위에 파이프와 케이블을 배열 후 소음차폐구획 내에 설치되었습니다.저소음 프로펠러는 잠수함의 음향 신호를 더욱 감소시키는데방사소음의 감소는 피탐 위험을 줄여줄 뿐만 아니라 자함 음탐기의 탐지범위를 확장시키는 부가효과도 갖게 합니다.

2. 선체

214급은 고장력 강자성의 HY80과 HY100강을 혼합한 단각식 각주형 압력선체로서 400m 이상의 심도까지 작전이 가능하며재질의 높은 충격저항성은 착저나 충돌시에 유리하고증가된 선체의 스텔스 특징으로는 특수 음파 흡수도료가 선체 외부에 칠해져 있고, 유리강화플라스틱(GRP과 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)이 각각 600㎡와 250㎡ 정도로 확대 사용되어필요하다면 무반향 타일도 선체에 부착시킬 수 있습니다.선체 앞부분은 2층으로 위쪽에는 조종 및 작전지휘소가 위치하고, 아래쪽에는 승조원 거주구역으로 구성되어 있는데뒷부분은 추진부 및 함정운용체계와 관련된 소음발생 장비들로 구성되어 있습니다.Hawker 축전지들은 선체의 앞쪽구역 하부갑판 밑에 위치하고 있는데 지휘통제실과 기관실은 탄성마운트 바닥이며 모든 엔진들은 소음흡수모듈 내에 장착되었습니다.방사소음 감소를 위해 시끄러운 장비들은 탄성마운트 위에 파이프와 케이블을 배열 후 소음차폐구획 내에 설치되었습니다.저소음 프로펠러는 잠수함의 음향 신호를 더욱 감소시키는데방사소음의 감소는 피탐 위험을 줄여줄 뿐만 아니라 자함 음탐기의 탐지범위를 확장시키는 부가효과도 갖게 합니다.

또한 유체역학적 흐름에 의해 발생되는 소음을 최소화하기 위해 선체, 해치, 양강마스트, 배기변 및 충/배수변들은 플랩이나 밸브들로 닫혀 있으며 윈치와 캡스턴은 외부선체 내부로 수납됩니다.손원일급은 고도로 자동화된 플랫폼인데대표적인 사례가 완전 자동화된 기관조종체계로써 십자형 방향타를 조종하는 콘솔이 1인으로 운용됨으로써 총 3명의 당직인원만 요구되며이와 같은 고수준의 자동화로 인해 손원일급 잠수함은 단지 32명의 승조원만 필요하고승조원의 감소는 거주환경이 서비스 및 보급품 수요에 있어 현저한 개선을 가져 왔습니다.업무공간과 승조원 거주구역들은 인체공학적으로 안락함을 증가시켰으며, ‘뜨거운 침대’라는 공식을 없애버렸습니다.식당에는 승조원 개인별 의자가 제공되며, 변기 및 샤워기가 구비된 2개의 화장실이 있고야채 및 냉동식품 보관을 위한 냉장시설이 있으며, 기구들이 잘 구비된 조리실이 있습니다.

▲HDW사가 공개한 214급 잠수함 조종실 모습

자동화는 또한 정비소요도 감소시킴으로써 승조원들의 작업량을 최소화하였는데특히 정비목적을 위한 모든 체계 구성품들에 대한 접근성이 용이해졌고밀폐식 베어링과 하우징 모두 선체에 견고하게 부착된 상태에서 분해를 위해 분리될 수 있습니다.안전시스템은 다양한 범위의 긴급상황(파공, 화재, 내부공기 오염)에 대응할 수 있는데수압에 노출되는 선체, 부품, 밸브들은 독일 해군 건조규정 BV0111과 독일 방산규정 VG95876 및 독일 해군의 BV043 요구사항을 충족하도록 설계되었습니다.214급의 탈출해치는 DSRV, SRC 및 다른 구조장비들과 접합될 수 있으며 탈출여건에 따라서는 승조원들이 개별적으로 MK 10 탈출복을 입고 수심 200m에서도 탈출을 가능하게 해줍니다.

표준응급시스템은 유럽항공우주방위산업(EADS)의 잠수함용 구조시스템(RESUS)으로 이 체계는 함내 시스템과 별도로 작동되어 어떤 잠항심도에서도 주부력탱크를 배수시킬 수 있도록 설계되었습니다.RESUS는 전/후부 주부력탱크 내부에 설치된 많은 가스발생기로 구성되어 있는데, 이것은 탱크 상부로 수렴되는 불활성의 기체를 발생시킴으로써 함정을 거의 즉각적으로 수면으로 부상시킬 수 있는 강력한 부력을 제공합니다.화재 및 공기오염의 상황에 대처하기 위해 214급에는 고정식 비상호흡장치가 설치되어 있으며, 산소농도를 21%에서 14% 이하로 떨어뜨려 소화시킬 수 있는 자동질소가스방출기가 추진실 및 기관실에 설치되어 있습니다.

3. 전투체계

손원일급 잠수함은 ATLAS Elektronik사의ISUS-90 전투체계를 운용하는데, 이 발전된 체계는 다음의 것들을 포함합니다.

*경어뢰의 호밍헤드에서 방사되는 중대역 주파수를 탐지할 수 있는 수동측거소나(IDRS), 헬기로부터의 대잠위협에 대한 방어수단으로도 기능한다.

* 거리 및 추가정보를 제공하는 음탐 기능(SPIRIT)

* 함정용 전자해도 표시시스템(WECDIS)

ISUS-90은 6개의 이중화면 다기능콘솔과 다채색 정보전시 기능의 지휘관용 콘솔로 구성되며이것은 소나, 통신, 항해시스템으로부터 들어온 정보를 혼합하여 지휘통제체계로 전송하고, 이를 바탕으로 위협평가와 교전분석이 이루어집니다.이에 더하여 표적이 어뢰 사정권 내에 있는지를 보여 주고, 자동적으로 사격문제를 해결합니다.전투체계는 25개 표적을 추적하고, 동시에 6개의 표적에 공격이 가능하며 레이더, 소나 및 무장운반체 식별을 위한 데이터베이스를 운용하고 있으며 지리적/해양학적 모델링을 통해 등 심선 지형정보를 제공하고, 소나 성능을 예측할 수 있습니다. 

▲ 대함 유도탄 발사에 최적화 된 SSM-700K 체계

4. 무장 적재

214급 재래식 공격잠수함은 많은 무장을 적재할 수 있는데모든 종류의 어뢰 발사가 가능한 8개의 533밀리 어뢰발사관이 앞쪽 격벽에 위치하고 있고그 중 4개는 보잉사의 UGM-84 HARPOON 또는 우리나라의 SSM-700K 체계와 같은 대함유도탄 발사에 최적화되어 있습니다. 4개의 축전지는 27마일 이상의 항주거리와 50노트 이상의 속력을 제공하며발사관 충수를 포함한 어뢰발사준비 및 발사에 소요되는 시간은 1분 미만입니다.어뢰는 수압폭발체계에 의해 발사되며 주변의 해저 배경소음과 혼합되는 광대역 소음을 만들고이에 더하여 기뢰부설장치 및 Diehl Defence사가 개발한 잠대공 유도탄 발사체계도 선택적으로 장착이 가능하다는 장점이 있습니다.

5. 탐지 체계

양강마스트들은 물결 반향, 연기, 유체역학적 소음신호를 최소화할 수 있도록 최적화되었고 광범위한 마찰, 굴곡, 파괴테스트의 결과도 반영되었고스노클 기능을 포함하여 수상 정찰을 위한 모든 센서 및 안테나들은 통합될 수 있습니다. 잠망경은 함내에서 수상 정찰 및 공격을 위한 최우선 탐지장비이기 때문에 손원일급은 Carl Zeiss Optronics사의 최신 SERO-14/15 잠망경 복합체를 탑재했고SERO-14 잠망경은 광학 거리측정기, 열영상장비 및 GPS/GSM 시스템이 장착되어 있으며, SERO-15 공격잠망경은 레이저 및 광학 거리측정기가 장착되어 있습니다.손원일급의 ‘귀’는 ATLAS Elektronik사의 DBQS-40 통합소나체계로써 함수에 설치된 원통형의 중주파 수동음탐기, 저주파 신호의 탐색/식별을 위한 TAS-90 예인음탐기, 중/저주파 대역에서의 표적 방위 및 거리식별을 위한 FAS-3 측면배열음탐기 및 ATLAS Elektronik사의 MOA 3070 고주파 기뢰탐색음탐기로 구성되며 기뢰탐색음탐기는 해저에 부설된 기뢰를 찾아내고, 정밀항해를 지원합니다.

6. 추진 체계

손원일급은 디젤-전기 복합추진으로 동력을 얻으며, 고속에서도 캐비테이션 소음을 최소화하도록 설계된 1개의 7엽 스큐백 프로펠러를 사용하며 수상항해시 추진력은 디젤-전기식 추진으로 극한의 선체요동을 견디면서 2,000kW의 출력을 내는 2대의 토그넘 MTU 16V-396 디젤엔진에서 동력이 공급됩니다.잠항항해시 추진력은 다중 축전지와 HDW/Siemens사의 고분자전해질(PEM)형 연료전지를 사용하는 PERMASYN 모터에 의존하며후자는 연료전지 내 수소와 산소의 화학반응작용으로 전기에너지를 지속적으로 공급합니다.120kW의 출력이 80℃의 온도에서 만들어지기 때문에 잠수함의 발열특성을 감소시킵니다. 수소는 유지보수가 필요 없는 28개의 혼합금속 실린더 내에 저장되어 있는데, 외부선체 속의 특수 합금 격자구조 속에 부착되어 있습니다.AIP 시스템은 214급의 잠항임무 지속력을 다른 재래식 잠수함들보다 5~6배 더 긴 3주까지 연장시키며잠수함의 속력은 수상 12노트, 수중 20노트 정도인데 연료전지에 의해 2~6노트의 변동폭을 가집니다.적재된 연료는 12,000마일을 항해할 수 있는데 거의 12주간의 작전지속력과 상응합니다.

마치며

214급 잠수함은 높은 수준의 성능을 바탕으로 능력과 기술면에서 비약적인 발전을 대표합니다.모듈식의 무장 및 탐지체계는 AIP 시스템과 결합되어 손원일급을 대함전, 대잠전, 감시정찰 및 특수작전을 위한 맞춤식 전투체계로 만들었고대양 및 연안 작전환경 어디서나 발휘되는 고성능 뿐 아니라 향상된 효용성, 신뢰성, 생존성을 가진 최신 수중 기술의 통합으로 손원일급은 현재 우리나라 해군에게 최고의 전력입니다.