최소 7000t 돼야 성능 극대화 … 핵 잠수함은 작전시간 제한 안 받아

중앙선데이

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‘더 조용히, 더 크게, 더 오래, 더 깊이’. 현대 잠수함이 추구하는 방향이다. 『제인연감』에 따르면 해군력을 보유한 164개국 가운데 잠수함 보유 국가는 43개국. 이 중 잠수함 설계능력은 일부 선진국만 갖고 있다. 그 설계의 모토는 ‘더 조용히, 더 크게, 빠르게’였는데 지금은 ‘더 조용히, 더 크게, 더 오래, 더 깊이’로 바뀌었다.

‘더 조용히 크게 오래 깊게’, 진화하는 잠수함

잠수함의 정숙은 생명이다. 소음원 차단이 잠수함 설계의 핵심이다. 잠수함 소음은 항진 때 선체와 해수의 마찰로 발생하는 유체소음, 추진체계와 장비에서 발생하는 기계소음, 추진기에서 발생하는 스크루 소음인데 기계ㆍ스크루가 주된 원천이다. 스크루는 날개를 휘어 소음을 줄이는 기술이 개발됐고 소음 감소를 위해 프로펄서 같은 새로운 추진기도 개발됐다. 냉전이 한창인 1970년대 일본의 도시바 사가 소음을 감소시키는 잠수함 스크루 기술을 소련에 팔아 미국에서 도시바 녹음기를 땅에 팽개치고 발로 밟을 만큼 나쁜 감정이 생긴 일이 있었다. 핵 잠수함은 엔진을 캡슐로 둘러싸 소음을 줄일 정도다.

잠수함의 덩치가 커야 하는 데는 공·수 양면의 이유가 있다. 덩치가 크면 탐지될 가능성은 높아지지만 더 큰 탐지 장비와 더 많은 무장을 실을 수 있다. 한국 해군 출신 한 함장은 “북한 잠수함을 요리하려면 현재보다 소나 성능이 10배는 좋아야 하는데 그런 소나는 아주 크고 그걸 실을 배도 커야 한다”며 “미국이 핵 잠수함을 7000t 이상의 크기로 만드는 데는 그런 이유도 작용한다”고 했다. 잠수함전의 승패는 상대방 소음을 누가 먼저 탐지하느냐에 따라 갈린다. 그러자면 소나는 민감해야 하고 배치도 잘 해야 한다. 호주의 콜린스급함(3400t)은 잠수함 함수에 큰 소나를 장치한 특이한 모양새가 됐다.

무장도 잠수함을 크게 만들어야 하는 주요한 이유다. 특히 미사일 때문이다. 미국의 핵 잠수함인 오하이오급에는 핵탄도미사일 24발이 실려 있다. 발사 뒤 1발이 다시 12발 소탄두로 분리되는 다탄두여서 잠수함에는 288발이 탑재돼 있는 셈이다. 1발의 위력은 2차대전 때 일본에 투하된 핵폭탄 위력과 비슷하다. 이런 화력을 실으려면 어쩔 수 없이 잠수함이 커야 한다. 오하이오급은 1만8700t이다. 재래식이 이만큼 클 수는 없지만 크고 무거운 화력을 많이 싣기 위한 잠수함의 ‘덩치 키우기 노력’은 계속 중이다.

‘더 오랜 잠항’이라는 목표는 제2차 세계대전 이후 핵 잠수함으로 달성됐다. 오늘날 핵 잠수함은 35노트(시속 65㎞)의 수중 속력으로 거의 무한정 달릴 수 있다. 재래식 잠수함은 도저히 따라갈 수 없는 수준이다. 그래도 핵 잠수함은 승무원의 건강을 위해 30일 잠항 뒤 떠오르지만 실제론 떠오를 필요가 없이 반영구적 잠항이 가능하다.

그러나 핵 잠수함의 국제 정치적 환경은 복잡하다. 그래서 핵 잠수함을 흉내내 지속잠항 능력을 향상시킨 잠수함이 개발됐다. 공기무관추진(AIP) 잠수함이다. 기존 디젤-배터리 추진형 재래식 잠수함은 수면 위로 스노켈 마스트를 올려 공기(산소)를 흡입, 디젤엔진을 가동해 얻은 전기로 배터리를 충전하고 수중에선 이 배터리로 스크루를 돌려 추진력을 얻는다. 문제는 스노켈링을 하는 동안 무방비 상태가 된다는 점이다. 그래서 물속에서도 디젤엔진을 가동시킬 수 있도록 만든 장치가 바로 AIP 체계다. 과거 잠수함은 수중에서 ‘저속으로 수일’ 정도 잠항했는데 AIP는 ‘저속으로 수주간’ 잠항할 수 있다. 재래식 잠수함을 보유한 대부분 나라의 목표가 AIP다. 2025년 기준으로 중국은 AIP를 현재 4척에서 24척으로 늘릴 계획이다. 인도는 추가 확보하는 12척 잠수함 모두에 AIP를 탑재할 계획이다. 한국은 12척, 일본은 14척 추가를 계획하고 있다.

깊이 들어가면 더 찾기가 어렵기 때문에 추구되는 ‘더 깊이’도 고장력 철강의 개발로 발전됐다. 제1차 세계대전 때 잠수함의 최대 작전심도는 140m 정도였는데 지금은 티타늄을 적용하면 900m까지 작전이 가능한 잠수함을 건조할 수 있다. 바다 깊이 숨어있다가 파멸적 타격을 입히고 사라지는 잠수함이 가까운 어느 바다에서 어슬렁거릴지 알 수 없는 것이다.