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재래식 잠수함의 취약성... 원잠 추진해야
등록날짜 [ 2018년09월17일 14시58분 ]

지난 9월 14일, 거제의 한 조선소에서는 문재인 대통령 주관 하에 대한민국해군의 3,000톤급 중(重)잠수함 시대 개막을 알리는 신형 잠수함 진수식이 있었다. 2005년 소요가 제기된 이래 13년 만에 장보고-III 사업의 첫 번째 결과물이 일반 대중에 공개된 것이다.
 
도산 안창호함(SS-083)으로 명명된 이 잠수함은 지난 2007년부터 설계 작업이 시작되었지만, 변화하는 안보 환경에 따라 몇 차례 작전요구성능(ROC)이 바뀌며 당초 계획보다 훨씬 큰 덩치로 등장했다. 일반적으로는 3,000톤급 잠수함으로 불리지만 수중 배수량이 3,700톤을 훌쩍 넘으며, 전체적인 크기는 4,200톤급 잠수함인 일본의 소류급에 필적하는 수준이다.
 
초도함인 도산 안창호함과 같은 설계를 취하는 배치(Batch) I 3척을 비롯해 확대 개량형인 배치 II 3척, 추가 개량형인 배치 III 3척 등 총 9척이 도입될 예정인 3,000톤급 잠수함은 과거 해군이 보유했던 그 어떤 잠수함보다 강력한 작전 능력을 보유하고 있다.
 
대형화된 선체의 전면부에는 533mm 어뢰발사관이 6기 설치됐다. 여기에서 차세대 중어뢰 ‘범상어’와 잠대함 미사일 ‘하푼(Harppon)’은 물론 지상 공격용 순항 미사일 ‘천룡’이 발사된다. 필요할 경우 어뢰발사관에 기뢰를 탑재해 기뢰전을 수행할 수도 있다. 즉, 어뢰발사관을 통해 적 잠수함과 수상함, 지상 표적까지 공격 가능한 우수한 공격 능력을 보유하고 있다는 말이다.
 
그러나 도산 안창호함에는 어뢰발사관에서 운용되는 무장들보다 더 강력한 히든카드가 숨겨져 있다. 바로 잠수함발사탄도미사일, 즉 SLBM이다. 선체 상부에 설치된 6기의 수직발사관(VLS)에는 사거리 500km의 지대지 탄도미사일 현무-2B를 기초로 개발된 한국형 SLBM이 탑재될 예정이다. SLBM은 아음속 비행을 하는 순항 미사일과는 달리 탄도 비행을 하며 초고속으로 낙하하기 때문에 신속한 타격이 가능하며 방어도 어려운 전략무기로 분류된다.
 
이처럼 강력한 무장능력과 더불어 도산 안창호함이 주목받고 잇는 이유는 기존 잠수함보다 강화된 지속잠항능력, 즉 물속에서 오래 버티는 능력이다. 오랜 기간 우리 해군의 주력 잠수함이었던 장보고(209-1200형)급 잠수함은 길어야 이틀, 개량형인 손원일(214형)급 잠수함은 열흘 정도 수중 작전이 가능했다. 그러나 대형화된 선체 덕분에 더 많은 배터리를 적재하면서도 개선된 성능의 공기불요추진(AIP : Air Independent Propulsion) 장치를 탑재한 도산 안창호함은 최대 3주 정도 수중 작전이 가능하다는 것이 해군의 설명이다.
 
외부에 공개된 스펙만 놓고 보자면 도산 안창호함은 그동안 해군이 보유했던 그 어떤 잠수함보다도 강력한 성능을 가지고 있으며, SLBM 운용능력까지 보유하고 있기 때문에 사실상 전략무기 성격으로 운용이 가능할 것으로 평가되고 있다. 계획대로 이러한 성능의 잠수함 9척을 보유하게 되면 북한은 물론 주변국에 대해서도 강력한 억제력을 보유하게 될 것이라는 장밋빛 기대도 곳곳에서 보인다. 정말 이 3,000톤급 잠수함은 미래 대한민국의 안보를 책임질 ‘21세기 거북선’이 될 수 있을까?
 
결론부터 말하자면 ‘No’다. 비교적 준수한 지속잠항능력과 SLBM이라는 강력한 타격 능력을 보유한 도산 안창호급 잠수함이지만, 결국 이 잠수함도 재래식 잠수함이기 때문이다.
 
잠수함의 성능을 나타낼 때 가장 많이 쓰이는 ‘수중에서 00일 작전 가능’이라는 문구는 실전에서는 별 의미 없는 스펙이다. 우리가 휴대폰으로 높은 사양의 게임을 하거나 난청지역에서 통화를 할 경우 휴대폰 배터리가 빠른 속도로 소진되는 것처럼 잠수함의 동력원인 배터리 역시 사용 동력에 비례해 방전 속도가 기하급수적으로 빨라지기 때문이다.
 
국내외 잠수함 운용 사례를 살펴보면 카탈로그 데이터상으로 수중에서 4노트(약 7.4km/h) 정도의 속도를 유지했을 최대 2주를 버틸 수 있는 잠수함은 수중 속도를 10노트로 올렸을 때는 사흘 정도밖에 버티지 못하며, 위험 수역 이탈을 위해 최대 속도인 20노트까지 속도를 올릴 경우 1시간 이내에 배터리가 방전되는 것으로 보고되고 있다.
 
언론에서 원자력 추진 기관을 대신할 수 있는 만능의 수중 동력원으로 칭송받고 있는 AIP 시스템은 연료전지(Fuel cell) 방식, 스털링(Stirling) 방식, 폐쇄회로디젤(Close Cycle Diesel) 방식, 리튬전지 방식 등 다양한 방식이 있지만, 4노트 이상의 속도를 내는 상황이라면 그 어떤 방식도 배터리 충전 속도가 방전 속도를 따라가지 못한다. 즉, AIP를 탑재하더라도 속도를 조금만 올리면 수중에서 버틸 수 있는 기간은 급격하게 짧아진다는 의미다.
 
이렇게 방전된 배터리를 충전하려면 물 위에 올라와서 디젤엔진을 켜고 발전기를 돌리는 스노클(Snorkel)을 해야 하는데, 손원일급 잠수함 기준으로 배터리 완충시간은 약 10시간에 달한다. 즉, 10시간동안 물 위에 떠서 무방비로 노출되어 있어야 한다는 말이다.
 
재보급 문제도 AIP 방식 재래식 잠수함의 약점 중 하나다. 손원일급의 원형인 214형 AIP 잠수함의 사례를 살펴보면 AIP 기관용 수소연료를 잠수함에 완충하는데 3일, 무장과 보급품 적재에는 각각 2일이 소요된다. 즉, 모항에 복귀하면 최소 7일간 재보급 때문에 꼼짝없이 항구에 묶여 있어야 한다는 것이다. 특히 재래식 잠수함은 그 구조적 특성상 모든 부두에서 재보급이 가능한 것이 아니기 때문에 적국이 해당 잠수함의 모항의 부두 시설만 공습으로 파괴해버리면 모든 잠수함이 가동 불능 상태에 빠질 우려가 있다.
 
이처럼 재래식 잠수함은 배터리 재충전 및 연료 재보급 시간이 매우 길다. 이러한 재보급 시간이 길면 길수록 물 위에 무방비로 떠 있는 시간이 길어지는 것을 의미하며, 이런 점에서 재래식 잠수함은 전략무기로서의 가치를 크게 상실할 수밖에 없다. 즉, 도산 안창호함과 같은 대형 재래식 잠수함은 몇 척을 만들더라도 북한이나 주변국들을 대상으로 효과적인 억제 수단이 될 수 없다.
 
해군은 이미 지난해 수행한 용역연구과제 『한반도에서 원자력 추진 잠수함의 유용성과 건조 가능성 연구』에서 재래식 잠수함이 한반도와 동북아시아 작전환경에서 전략적 임무를 수행하는 것이 제한되며, 이를 극복하기 위해서는 원자력 추진 잠수함이 반드시 필요하다는 결론을 얻은 바 있다. 원자력 추진 잠수함을 도입할 경우 국외도입과 국내 개발 등 다양한 대안을 선택할 수 있으며, 특히 국내 기술적 여건이 충분히 성숙했기 때문에 자체 개발도 크게 어려운 문제는 아니라는 분석 결과도 도출된 바 있었다.
 
중·소형 잠수함 일색이던 해군에 3천톤급 중(重)형 잠수함이 도입된 것은 분명 고무적인 일이지만, 현재 수준의 잠수함에 안주해서는 안 된다. 급변하는 안보 상황 속에서 진정 ‘21세기 거북선’이라 불릴만한 군함을 도입해야 한다면 기존 재래식 잠수함들의 한계를 극복할 수 있는 원자력 추진 잠수함 도입을 반드시 추진해야 한다.
<End>
이 기사는 인터넷 서울신문(기사 바로가기)에서도 보실 수 있습니다.
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