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제8호(02월) | 미래 군함과 무기체계 연구개발 동향이 한국 해군력 건설에 주는 함의

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Written by 박재필 작성일19-04-06 15:45 조회695회 댓글0건

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 미래 군함과 무기체계 연구 개발은 선진 해군력 보유 국가를 중심으로 이루어지고 있으며 현재까지 나타난 특징은 대략 여섯 가지 정도로 정리할 수 있다.
 군함 발달사의 시대적 구분이 전투능력과 무기체계에 의해 정의되어온 것이 아니라 노선시대-범선시대-증기선시대-가스터빈 및 핵추진시대 등과 같이 함정 추진수단으로 정의되어 왔다는 사실에 유념하여 미래 군함 추진체에 대한 연구개발 동향부터 논의를 시작하고자 한다.

 

  첫째, 미래 군함의 추진기관에 커다란 혁신이나 변화의 움직임이 보이지 않는다는 것이다. 군함 발달사에 있어서 추진수단으로 특징을 결정하는 관례에 따르면 현재의 시대는 핵 또는 미사일과 전자시대라기 보다는 가스터빈 및 핵추진 시대로 불러지는 것이 논리적으로 타당하다.
 제2차 세계대전 이후 주요 추진기관의 발전으로 증기기관이 가스터빈과 복합체계로 교체되었다. 전쟁이 끝날 무렵 대부분의 군함은 증기추진이었으며, 소수만이 디젤 기관을 사용했다. 그러나 두 기관은 운영유지복잡성과 무겁고 부피가 그며, 엔진 시동의 불편함과 저속 항진 등 단점이 많아 가스터빈으로 대체되었으나 가스터빈 역시 고속항진에 효율적이었지만 저속에서는 그다지 효율적이지 못했다. 이러한 이유로 그동안 드러난 문제점 해결을 위해 많은 노력이 있었으며 오늘날 대부분의 군함에서는 복합 또는 가스터빈 시스템을 이용하고 있다.
  한편 이러한 군함 추진체의 단점을 보완하기 위해 핵추진체가 대안으로 부각되어 1955년 최초로 미해군 잠수함 노틸러스에 설치되어 핵에너지로 잠항한 이래 잠수함과 수상함에 설치되었으나 소요비용과 복잡성, 그리고 안전과 환경문제 등의 제기로 항공모함과 잠수함을 제외한 일반 군함에는 사용이 제한되고 있다.
  값싼 핵추진기관이나 핵추진과 가스터빈의 결함체계 개발에 대한 기대가 여전히 존재하고 있으나 새로운 추진체계의 출현은 쉽지 않을 전망이다. 새로운 추진체계로서 태양에너지와 전기와 같은 다른 대체기관을 연구하고 있으나 많은 예산의 소요 등으로 개발 및 변화에 어려움을 겪고 있다.
 이렇게 볼 때 미래 추진기관의 변화는 새로운 형태의 추진체계의 등장이 아니라 더욱 효율적이고 발전된 가스터빈과의 결합시스템 형태 등 현재의 추진시스템의 효율을 높이는 혁신으로 나타날 가능성이 높다.


  둘째, 해군 함정의 전통적인 단일선체구조는 그대로 유지되며, 단일선체구조 때문에 파생되는 속력과 안정성이라는 두 가지 문제점의 해결은 쉽지 않은 것으로 보인다. 속력과 안정성의 문제는 전통적인 단일선체설계를 함으로 인해 자연히 발생하는 것이다. 단일선체로 인해 발생하는 물의 저항은 군함의 엔진출력 증가에 비해 속력의 증가를 어렵게 하고 엔진 출력 증가는 막대한 추가 비용을 수반하기 때문에 오늘날 대부분의 군함은 30노트대의 속력을 유지하고 있다. 안정성 또한 일반적으로 단일선체 고유의 특성으로 제한을 받아왔다. 안정성을 높이기 위한 한 가지 해결책은 단일선체의 크기와 부피를 단순히 증가시키는 것인데 이러한 방법은 속력을 중요시하지 않는 대형 여객선과 거대한 유조선에는 적합하지만 속력이 생존과 직결되는 군함의 경우에는 맞지 않는다.   따라서 보다 빠르고 안정적이기 위한 해결책은 다른 방식으로 선체의 모양을 바꾸거나 선체를 수면위로 높여서 물의 저항을 줄이는 것이다. 이를 위해 쌍동선(Catamaran), SWATH, 수중익선, 표면효과선(SES), 공기부양선(ACV) 등 의 새로운 방법이 대안으로 검토되고 있지만 외형면, 기술면, 운용비 면에서 전통적인 군함에 적용하기에는 한계점이 있는 것으로 보인다.


  셋째, 미래 군함의 외형과 관련하여 주요한 연구의 흐름은 설계상의 공통성과 스텔스 기능의 추구이다. 설계상의 공통성은 원가를 절감하고 효율을 향상시키려는 노력의 일환이며 스텔스 기능은 군함의 생존성과 밀접한 관계를 맺고 있다.
  군함 설계상의 공통성 추구의 핵심은 군함건조를 좀 더 모듈화 하여 규격화된 부품을 사용하는 것이다. 모듈화를 통하여 모든 함정의 일부분이 부품처럼 교환되거나, 처음에 일정한 기본 함형을 건조해 두고 변화하는 임무수요를 충족할 수 있도록 여러 가지 다른 무기나 전투체제를 선택하여 교체 탑재할 수도 있다. 또한 장비의 개량과 현대화를 용이하게 하는 장점도 가지고 있다. 
 설계상의 스텔스 기능의 추구는 군함의 생존은 물론 해전의 승패에 결정적 영향을 미치기 때문에 거의 모든 국가가 중점을 두고 연구를 진행하고 있다. 현재까지 이은 유선형의 선체와 상부구조물, 레이더 흡수소재, 함정 레이더신호 감쇄용 특수기하학적 처리 등에서 상당한 발전을 보이고 있는데 미래에도 큰 발전이 기대된다.


 넷째, 미래 군함은 혁신적이기 보다는 진화적이며 소형화, 저속화를 추구할 것으로 보인다. 함정의 대형화 및 고속화는 비용이 너무 많이 들어 건조에 제약을 받을 수밖에 없다. 따라서 1906년 영국의 전함 드레드노트가 등장하여 그 이전의 해군 함정을 모두 진부한 함정으로 만들어 버린 것과 같은 획기적인 미래 해군 함정과 무기체계의 연구 발전은 기대하기 어렵다. 해군력에 있어서 압도적인 전력을 유지하고 있는 미국은 아직까지 예산의 압박속에서도 질위주의 대형함정 건조 방침을 유지하고 있지만 미국을 제외한 유럽 등 선진 해군력 보유국가들은 소•중형 프리킷함과 같은 규모의 해군 함정의 건조에 착수하거나 계획하고 있다. 이들 국가는 탈냉전 이후 예산의 축소 경향을 고려 함정의 규모를 줄이고 질과 양간의 균형을 유지하는 쪽으로 군함건조의 전략을 택하고 있는데 이러한 경향은 미래에도 계속 될 것으로 보인다.


 다섯째, 미래 함정의 무기체계 역시 외형면에서는 크게 달라지지 않을 것이다. 즉 오늘날 위력을 지속하고 있는 함포와 미사일, 전자장비, 방어체계, 무인장비 등은 외형면에서 그 지위를 유지할 것이나 질적인 면에서는 큰 변화가 예상된다.
 특히 함포는 첨단정밀 유도무기시대에도 유용성을 그대로 유지할 것으로 보인다. 거포시대는 끝났지만 소구경 함포는 지역 및 연안 등 페쇄성 해역에서 쓸모가 많고, 비용면에서 미사일에 비해 상대적으로 매우 저렴하기 때문에 에 여전히 대부분 함정의 무기체계중 주요 부분으로 자리잡고 있다. 세계 모든 해군은 미래 함정에 장착될 함포의 사정거리와 정확성을 모두 향상시키려는 계획을 추진하고 있는데 특히 미 해군은 함포의 사거리 연장과 정확성 제고 사업, 그리고 레이저유도포탄 개발, 함포 자체의 신기술로서 전자열화학(ETC :electrothermal chemical)포나 수직함포 개량체계(VGAS: vertical-gun advanced system) 등에서 큰 성과를 거두고 있다. 이러한 측면에서 보면 함포에 대한 미래는 매우 밝아 보인다.
  무기체계에 있어서 가장 큰 혁신은 미사일에서 이루어지고 있다. 미사일은 현재 표적을 보다 정확하게 찾아 추적하는 이른바 ‘지능성’ 단계로 들어가고 있다. 미사일은 만들고 운용하는 것이 제법 비싸지만 장기적으로는 더욱 효과적인 비용으로 볼 수 있고 사상자의 손실을 줄여주기도 한다. 미사일은 점점 더 정확해질 것이며, 더욱 빠른 속도로 더욱 먼 거리를 이동할 것이다. 또한 기술은 미사일을 더욱더 저렴한 무기로 만들 것이다.


 여섯째, 지휘통제를 위해 훨씬 더 정교해진 내부의 전자장비와 내부 무기체계가 미래 군함에 장착될 것이다. 저가와 특정 상황에서의 효용성 때문에 몇 가지 ‘무지능’ 무기는 틀림없이 남아 있겠지만 무기체계는 현재의 스마트한 수준에서 지능성 수준까지 변해갈 것이다. 이러한 사실은 해군함정 설계가들로 하여금 지능성 수준의 무기에 대항하는 방법을 고안하도록 강요할 것이며 이러한 공격과 방어 사이의 이러한 대결은 미래 군함 건조의 지배적인 특징이 될 것이다.


  이러한 미래 군함과 무기체계 연구개발 경향이 한국 해군력 건설에 주는 함의는 다음과 같다.


  첫째, 함정의 대형화와 질을 우선하는 미국의 군함 건조 흐름과 중•소형화와 질과 양의 균형을 추구하는 유럽을 비롯한 선진 해군력 보유 국가의 군함 건조 흐름에 대한 한국 해군의 명확한 입장 정리와 전략적 선택이 필요하다. 한국 해군은 지난 40여년의 방위력 개선 사업을 통해 예산의 제약으로 당면한 해상안보상황에 대응에 치중해 왔지만 이제 커진 국력과 경제력을 바탕으로 미래 군함건조에 대한 좀 더 냉철한 고민을 해야 할 때가 되었다고 본다.


 둘째, 군함의 함형 동일화 움직임에 대한 적극적인 정책 검토가 요구된다. 안보상황의 획기적인 변화가 없는 한 국방예산의 감소 추세는 분명하다는 사실을 인식해야 하며, 미래 해군력 건설의 추진 방향도 저예산 고효율의 방안을 우선시 할 필요가 있다. 미래 해전에서는 함대결전과 같은 과거 해전 모습을 볼 가능성이 줄어들고 있고 예산의 절감 차원에서 함형동일화와 부품 모듈화를 고민하고 있는 미국 해군의 모습은 한국의 해군력 건설과 관련하여 시사하는 바가 크다. 함형 동일화 문제는 국방예산의 절감차원 뿐만 아니라 한국 기술로 만든 군함을 그대로 외국에 수출할 수 있고 지속적인 부품수출로 연계된다는 점에서 창조국방의 핵심적 가치와 방향이 될 수 있다고 본다.


 셋째, 국방부가 역점을 두고 추진하는 창조국방과 미래 군함 건조 사업의 방향을 일치시키는 것이 중요하다. 국방부는 홈페이지를 통해 창조국방을 통해 얻고자 하는 핵심 산출물을 ‘혁신적 국방가치’라고 규정하고 세부 추진 내용을  ① 창의적 군사력 운용 개념 창출, ② 개념 기반의 선도형 군사력 건설, ③ 고효율의 선진적 국방경영 실현, ④ 민·군 상생의 융합 생태계 조성 등을 제시하고 있는데 이것은 미래 군함 건조와 무기체계 연구개발 경향과 방향성에서 일치한다.


 넷째, 세계 경제에서 차지하는 한국의 영향력을 미래 군함 및 무기체계 연구개발 방향에 적극 반영할 필요가 있다. 한국 경제력은 세계 10위권이며 조선 건조 실적은 세계 최고수준을 유지하고 있다, 한국의 경제력과 조선건조 능력이면 충분히 미래 군함 건조에 있어서도 경쟁력을 유지할 수 있다고 본다. 한국과 경제력이 비슷하거나 낮은 국가들의 해군이 군함건조에서 안고 있는 고민을 한국이 대신해 줄 수 있을 것이다. 이러한 측면에서 한국과 같은 규모의 중급 해군이나 그 이하의 규모 해군에 특화된 미래 군함 건조 및 무기체계 연구 개발이 필요하다.


 다섯째, 창조국방의 주요 추진분야인 지상, 해상, 공중, 우주, 사이버 등 미래의 5차원 전장영역에서 동시‧통합 작전을 수행하는 개념에 기여할 수 있는 해군 함정 및 무기체계 연구개발에 초점을 두어야 한다. 해군 단독 작전이 아니라 전 전력이 참가하는 동시‧통합 작전에서 해군은 두각을 보일 필요가 있다. 한국 해군이 국민의 지지와 한국 군내에서 차지하는 위상을 높이는 최고의 방법은 해군 단독 작전 능력도 중요하지만 동시‧통합 작전에서의 능력이며 지상 및 항공지원 작전의 능력도 매우 중요하다.


  여섯째, 함정 추진기관의 혁신과 함정의 스텔스 기능 향상에 연구개발을 집중해야 한다. 저비용 고효율의 추진체 및 스텔스 기술에서 앞설 때 한국이 건조한 미래 군함의 경쟁력은 그 만큼 높아지며 궁극적으로 방산수출에도 크게 기여하게 될 것이다.


 일곱째, 해군 평시 함대 전력유지에 각별한 노력이 필요하다. 해군 함정은 소요제기에서 전력화까지 통상 10-15년이 걸리므로 평시의 함대가 곧 전시의 전력이다. 그러므로 평시 에 운용하는 해군 함정의 무기체계가 최상의 기능을 발휘할 수 있도록 지속적인 개조와 보완 발전노력이 필요하다. 과학 기술의 발전을 새롭게 건조하는 함정에만 적용할 것이 아니라 기존의 운용중인 평시 해군 함정과 무기체계의 개선에도 지속적인 예산의 책정과 기술접목을 시도해야 한다.


 여덟째, 소형 전투함의 유용성과 한계점에 대한 인식제고가 필요하다. 소형 전투함에 대해서는 근무여건은 물론 해상 날씨 변화에 너무 취약하기 때문에 회의론이 많이 대두 되었고 이러한 회의론은 함정 건조 계획 수립에 있어 늘 부정적인 영향을 끼쳐왔다. 그러나 소형 전투함은 현재 연안초계에서 가장 핵심적인 역할을 담당하고 있다. 소형 전투함이 돋보이는 것은 건조 기간에 있어서 대형함정에 비해 매우 짧기 때문에 필요하다면 전쟁 중에도 대량 생산이 가능하다는 점과 가장 새로운 선체와 공학실험에 적합하다는 점이다.
 다른 한편으로 소형 전투함은 창조국방 추진의 관점에서 매우 중요한 해군력 건설의 대상이다. 한국은 세계에서 소형 전투함 건조와 운용에 있어서 최강국 중의 하나이다. 1970년대부터 독자 브랜드화 해온 소형 전투함의 건조와 운용의 경험은 한국의 방위산업성장 동력으로서 경쟁력이 뛰어난 분야 중 하나이다.

 

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