전략핵 무장 핵 잠수함(SSBN, Submarine, Nuclear Ballistic Missile) 체계

 2차 세계 대전이 끝나자 미해군은 2차 세계 대전중 독일이 대전 중 개발한 최신 잠수함 기술을 바탕으로 새로운 개념의 잠수함 작전 개념을 수립하기 시작하였다. 미해군의 핵잠수함의 아버지라 존경받는 리코버(H. Rickover) 제독이 이끄는 잠수함 핵추진 기술 위원회의 활약으로 새로운 개념의 핵추진 잠수함이 출현하게되어 진정한 의미의 새로운 잠수함 시대가 시작되었다.

 1950년대 말부터 시작된 미국과 소련의 냉전 상황이 고조되자 양국간에 핵무기 사용 제한 조약과 군비축소 회담이 계속되는 한편, 상대방의 기습에도 상대국에 대한 핵보복 능력을 확보하기 위한 군비 경쟁이 가속 되었다. 적국의 핵기습 공격을 저지하는 핵 저지력의 일환으로 심해에 무한정 잠항하면서 유사시 핵탄두 대륙간 탄도 미사일을 발사할수 있는 전략핵 잠수함(SSBN) 운용개념이 1960년대에 계획되어 실전 배치되어 운용되고, 1980년대 초 최신예 건조함인 오하이오 급(Ohio-Class) SSBN 18 척이 건조되어 취역 운항되고 있다.

 오하이호급 잠수함은 전략 핵무기 24기를 탑재하고 심해에서 작전을 수행하는 미해군에서 건조된 잠수함 중 최대의 함정이며, 위성을 통한 해상 통신망이 확보되어 있으며, 고 기동성에 운항 소음의 강도가 낮아 잠수함의 생존성이 우수하다. 이러한 작전개념의 전략 핵탄두 탑재 핵잠수함을 1981년 11월 에 건조 취역한 오하이오 잠수함 명을 따라서 오하이오 급 잠수함이라고 부르며 공식명은 USS SSBN 이라고 한다. 마지막 오하이오 급 핵잠수함은 1997년에 건조되었다.

 오하이오 급 핵잠수함의 제원은  배수톤수: 8,750 Ton, 전장: 170.69m(560ft), 선폭: 10.06m(42ft), 순항속도:20Kts, 25Kts(수중), 잠수심도; 800ft - 1,000ft(300m)이며, 무장으로 전략 핵을 탑재한 Trident Missile 24기, MK-48 Torpedoes 4기를 탑재하고 있으며, 최신 소나 2 셋, 견인 배열 소나 와 초현대식 항법장치를 사용하여 운항 한다. 승무원수는 장교 15명 승조원 140명으로 한 잠수함 당 완전한 2 팀(Blue and Gold Team)의 승무원이  배치되어 있어, 두 팀이 약 80 여일을 주기로  임무를 교대하며 함을 운행하는 특징을 갖는다. 잠수함의 년간 운영비용은 척당 약 5천 만불이 소요된다.

 오하이오급 핵잠수함의 운항 초기에는 다탄두 핵무기가 장착된 트라이던트(Trident-II) D-5 미사일을 탑재한 10척이 대서양 함대에 배치되고, 태평양 함대에는 재래식 핵탄두의 트라이던트(Trident-I) C-4 전략 핵미사일을 탑재한 8척이 배치 되어 활동하여 왔다. 1996년부터 태평양에 배치된 오하이오 급에도 다탄두 핵무기를 탑재한 트라이던트(Trident-II) D-5로 교체 하였다. 이들 오하이오급 핵잠수함이 탑재한 전략 핵무기는 척당 16-24기로서 미국 전체 보유 전략핵의 절반 정도이며, 초기 작전 출항시에는 특정한  타격 목표물을 결정하지 않으며, 상황 발생시 전세계에 조직된 미군의 전략 및 전술 통신망으로 최신 타격 목표물에 대한 최근상황이 제공되고 잠수함에서는 미사일의 발사 절차를 수행하게 된다.

 1990년대 초, 미소의 냉전이 끝나자 구 소련 연방의 해체로 SSBN의 활용도가 낮아지게 되고, 새로운 형태의 국제적인 대 테러전과 1, 2차 이라크 전이 발발하자 전략 핵잠수함의 작전 임무를 조정하고 있다.  오하이오급 전략 핵잠수함 4척에 대하여 핵탄두 미사일 발사대를 토마호그 발사용으로 개조하며, 어뢰 발사관을 개조하여 무인잠수정의 발진과 회수가 용이하도록 하며,  미사일 탑재 공간을 특수전과 정찰 및 탐지 장비를 운반할수 있는 공간으로 개조하여 새로운 형태의 특수전 전용 잠수함인 SSGN 급으로 개조하는 리모델링 작업을 진행하고 있다.

 또한 전략 핵잠수함은 공격핵 잠수함에 비하여 함정의 작전 사용 빈도 및 강도가 현저하게 낮아서 함정의 피로도와 손상율이 극히 낮으므로 미해군은 전략 핵잠수함인 오하이오급 SSBN의 통상 수명주기인 30+년을 연장하여 42+년으로 개조하는 함 리모델링을 순차적으로 실시하고 있다.

 공격 핵 잠수함(SSN, Submarine, Nuclear Attack) 체계

 상대국의 전략 핵잠수함(SSBN)을 탐지, 추적하여 공격 및 파괴하는 공격 핵잠수함(NSSN)은 로스엔젤레스급 (Los Angeles-Class) 잠수함으로서, 미해군에서 현재까지 62척 건조되어 취역하고 있다. 공격 핵잠수함은 막강한 무장과 정교한 탐지 및 정찰 능력을 보유하고 있으며, 운항 소음을 최소한으로 정숙화하여 탁월한 생존성을 보유하고 있으며, 무한정 수중에서 작전이 가능하므로 적국의 전략 및 공격 핵잠수함과 최신예 디젤 잠수함에 대한 대잠수함전(ASW)에서 전술적 우위를 갖게 된다.

 미소의 냉전이 끝나자, 공격 핵잠수함은 전통적인 대잠작전의 수행 뿐만 아니라 향상된 전략 통신망을 이용하여, 감시,정찰 및 정보 수집 임무를 수행하며, 세계의 분쟁 지역의 작전상황에 대하여 고위 군사 지휘관에게 의사 결정에 필요한 전장 정보를 실시간으로 제공하는 역할을 병행하고 있다. 또한 기뢰전과 특수전을 수행하는데 있어서 핵잠수함은 우수한 전술적 능력을 보유하고 있으며, 미해군에서는 통상적으로 항공모함 전투전단을 보호하기 위하여 2척의 공격 핵잠수함이 배치되어 작전을 수행하여 오고있다. 핵 잠수함은 일반적으로  항모 전투단의 토마호크 순항 미사일 탑재량의 20%를 장착하고 있으며,  우수한 생존성으로 적해안의 최접근 거리에 도달하여 고속 이동과 첩보 수집 및 특수전을 수행한다.

 현재 공격 핵잠수함(SSN)의 주류는 고속으로 중무장한 로스엔젤레스급 (Los Angeles-Class) 잠수함이며 62척이 건조되어 취역하고 있다.  첫음부터 31번째 건조된 잠수함까지는 MK-48 어뢰와 토마호크 순항 미사일을 발사할 수 있는 어뢰 발사관을  25기를 보유하고 있으며, 나머지 후속 함정은 상기의 어뢰관 25기와 더불어 토마호크 순항 미사일을 발사할 수 있는 수직 발사관(VLS) 12기를 보유하고 있다. 마지막에 건조된 23척의 로스엔젤레스급 (Los Angeles-Class) 잠수함은  보다 정숙하고, 개량된 전투 통제 시스템과 남북극의 해저에서도 작전을 수행할수 있는 능력을 보유하고 있음므로, 특별히 688I(Improved 688)로 표기한다.

 로스 엔젤레스 급(Los Angeles - Class) 핵잠수함의 제원은 전장:109.8m(362ft), 폭: 10.1m(33ft), 배수톤수: 6,927 Ton, 순항속도: 25Kts 이며 승조원은 장교 13명과 승무원 121명이 근무한다. 탑재 무장으로는 21 인치 어뢰 발사관 4 기와 토마호크 순항 미사일, MK-48 어뢰 및 기뢰를 탑재하고 있다. 개량된 로스 엔젤레스급 (Los Angeles-Class) 잠수함 688I함은 배수톤수가 7,147 Ton,  승조원 125 명, 토마호크용 수직 발사대(VLS)를 12기 장비하고 있으며 개량형의 MK-48 어뢰(ADCAP)를 탑재하고 있다.

 시울프 급(Sea Wolf- Class) 핵잠수함은 냉전시대의 말기에 소련의 수중 전력과 기술발전에 대항하여 수중 전력에 있어서 소련에 대한 전술적인 우위를 선점하기위하여, 로스 엔젤레스급 잠수함의 대체함으로 계획된 잠수함이다. 작전시 고속 극도의 저소음으로 운항하도록 설계되었으며, 중무장을 장착한 공격 핵잠수함으로 설계되었다. 선체의 설계 특성으로는 모듈러 개념을 도입한 개방형 설계 구조를 채택하였으여, 선체의 수명주기 동안 발전하는 미래의 첨단 개발 무기 체계 및 첨단 기술을 채택할 수 있는 여유 공간과 체계를 확보하고 있다. 소나의 탐지 능력을 획기적으로 향상시켜 생존성을 높이고 선체의 기동성을 확보하여 수상에서 초고속인 35Kts의 속도로 작전 할수 있으며 현존하는 잠수함중 음향 소음이 가장 낮은 수준으로, 수중에서 20Kts로 연속 항진 할 수 있다. 잠수심도는 610m 이상 잠항 작전이 가능하며, 남극이나 북극해의 빙하속에서도 작전이 가능한 탁월한 능력을 갖는다.

 시울프 잠수함은 전장이 107.6m(353ft)이며, 선폭: 12.2m(40ft),배수톤수:8,060 Ton 이며 25Kts의 작전 속도로 운항하며 승조원은 장교13 명과 승무원 121 명이다.  30 인치 어뢰 발사관이 8기가 설치되어 있으며, MK-48 ADCAP  어뢰, 토마호크 미사일과 개량된 기뢰를 보유하고 있다. 전투체계는 록히드 마틴사의 BSY-2가 초기에 설치되었으나 레이돈사의 AN/BYG-2체계로 교체되고 있으며, 탑재된 토마호크 미사일은 대지 공격용으로 사정 2,500Km의 TAINS( Tercom INS) 탑재 무기체계로서 발사후 함정과 미사일간 양방향 위성 통신이 가능하여 목표물 공격 결과를 영상으로 전송할수 있다. 대함 공격용으로는 사정 130 Km의 하푼 대함 미사일을 탑재하고 있다.

 최신예 MK-48 ADCAP 어뢰는 사정거리가 38-50 Km 로서 수상함 및 잠수함의 공격에 사용되며, 유선 모드와 무선 모드를 사용하여 목표물에 유도할수 있으며 척당 50 여기가 탑재되어 있다. 적함으로부터 공격해오는 수중 음향 무기를 방어하기 위하여 어뢰 기만기(Torpedo Decoy)와 전자전 장비인 ECM 이 선수 측면에 설치 되어 있다. 소나 시스템은 다양한 능동 및 수동 탐지소나가 설치되어 있으며, 광역, 협대역 및 배열 소나로 구분되어 음향 탐색 자료가 신속하게 통합 처리된다.

 시울프급 핵잠수함은 1989 년에 최초로 1번함이 발주되었으며, 초기에는 20여척을 건조하는 계획을 하였으나 1997년 시울프 함이 취역한 이래 냉전이 종식되어, 1998년 Connecticut, 2005년에 지미 카터호를 마지막으로 건조를 중단하였다. 이후 새로운 국제질서에 따른 위협에 대응하고 연안작전 및 특수전 능력을 향상하기 위한 새로운 개념의 핵잠수함 계획인 버지니아급(NSSN, Virginia – Class) 핵잠수함 계획으로 대체 되었다.  

 신형 공격 핵잠수함, 버지니아 급(NSSN, Virginia – Class) 건조 계획은 1990년대에 작성된 미해군의 바다로 부터의(From the Sea), 바다로 부터의 전진(Forward… from the Sea) 개념에 부응하도록 전통적인 미 해군의 대양작전 능력과, 특수전과 연안 해역에서의 작전을 망라하는 복합적인 모든 전투 영역에서 전략 및 전술적인 우위를 확보하기 위한 신개념의 잠수함 세력을 창설하려는 계획이다. 정규전과 비정규전에 대응하여 전략 및 전술적 우위를 확보하기위하여 지금까지의 다양한 첨단 기술을 종합 적용하며, 미래의 기술 발전을 고려하며, 동시에 경제성 있는 함정 건조를 지향하는, 유일한 미 해군의 1990 년대 주요 대형 프로젝트이다. 미해군은 이 신형 핵 공격잠수함 프로젝터를 통하여 미래 지향의 핵 잠수함 설계 개념을 제공하는 의도를 가지고 있다.

 지금까지의 대형함 건조 개념과는 다르게 작전 능력을 유지하면서도 소형의 선체를 지향하고, 시울프 급에 접근하는 소음에 대한 정숙성을 확보하고, 아울러 자기 및 음향 스텔스 능력을 보유하는 특수전 겸용의 미래형 선체를 설계하는 것을 프로젝트의 목표로 한다. 미래의 새로운 위협을 분석하여 임무를 설정하고, 상용자재(COTS)를 사용하여 수명 주기 동안의 정비 및 보급 비용을 줄이며 운항 중 개발된 첨단 기술을 즉시 수용 할수 있는 개방적인 공간 설계 개념을 채택하여 작전 능력을 확보함과 더불어 융통성과 경제성을 향상시켜 구매 및 유지 비용을 획기적으로 저감 시켰다. 신형 공격핵 잠수함의 2005년 기준 가격은 약 23억 달러로 추정된다.

 신형 핵잠수함 계획(NSSN)으로 건조된 최초의 잠수함은 버지니아(Virginia, SSN774) 로서 2004년 취역하였으며, 이후 건조된 동 게열의 신형 공격 핵잠수함들을 버지니아 급(Virginia – Class) 이라고 명명하고 있다. 2006년에 텍사스(Texas, SSN775), 2007년에 하와이함 등을 따라서 30여척을 건조할 계획이다.  설계 단계에서부터 작전성능, 수명주기 운용의 효율화와 정비 및 보급 비용을 절감하기 위한 절차를 마련하였다. 미해군에서는  미래의 선형 발전 추세를 고려하고,  함정의 설계팀, 해군의 작전 운용팀, 보급 및 정비 팀과 캐드 설계와 가상 현실 컴퓨터 기술자들이 참여하는 종합적인 생산 체계 개발팀(IPPD, Integrated Production and Process Development)을 구성하여 최적의 설계안을 도출하여 기초 설계를 완성하였다. 주요 설계 및 전술적 특성으로서는 독립적인 모듈 설계와 저가의 효율적인 하부 시스템을 구성한다. 또한 C3I 체계에 연동하여 함정별 분산 데이터 처리가 가능하도록 전 함정 체계가 개방형 구조를 채택하고 있으며, 모든 장비와 항해 및 전투체계가 Fly-by-Wire 체계로 연동 되어 있다.

 주요 제원으로서 전장이 114.91m(377 ft), 함폭이 10.36m(34 ft)이며, 배수톤수는 7,300 ton 이다. 특히 음향 소음을 획기적으로 감소시켜 소음수준을 시울프급의 수준으로 유지하고 있으며 이는 소련의 제 4세대 잠수함인 Akula 급과 대등한 수준이다. 이러한 소음저감을 위하여 Anechoic Coating, 격리된 공간 구조(Isolated Deck Structure), 추진기의 재설계와 소나돔을 개량하였다. 주요 탑재 무장으로는 토마호크 미사일 발사를 위한 수직 발사대가 12기 장치되어 있으며, 533mm 어뢰 발사관이 4기 설치되어 있다. 수중 발사 하푼 미사일과 MK-60  CAPTOR 기뢰를 탑재하고 있으며, 특수전 요원을 운반하는 ASDS를 운용할수 있다. 특히 재래식의 잠망경 대신에 전자 광학 마스트를 이용하여 TV 영상, 적외선 영상 및 레이져 거리 측정기를 이용하여 각종 영상 및 전자 정보를 실시간 수집 영상으로 전시할수 있으며 마스터를 사용하지 않으므로 종합 전투 상황실(CIC, Combat Information Center)을 함 중앙부로 이동하여 전투 체계의 생존성을 향상시켰다.

 연안 작전을 위한 기뢰 탐지 및 제거를 위한 무인잠수정(UUV)을 확보하고 있으며, 전투체계로서 CCSMk-2, AN/BYG-1 시스템을 Fly-by-Wire 방식으로 운용하고 있으며, 전술 통신망으로 위성통신 Sub-HDR 체계와 SHF, EHF 극 초단파 통신 체게를 갖추고 있다. 또한 특수전 수행을 위한 장비로서 무인잠수정과 특수전 요원 운반 모듈인 ASDS 체계를 탑재하고 있으며, 특수전 전용발진 및 회수 공간인 Lock-Out/Lock-In 체계을 위한 여유 공간을 확보하고 있다. 

 미래의 미해군 핵잠수함 전력 발전 방향

 기본적으로 미래의 잠수함 세력에 대하여 예상되는 위협의 종류와 강도에 따라 미래 핵 잠수함 전력의 대응 체계도 결정된다. 핵심 군사 기술의 국제적 확산과 발전하는 무기체계의 성능과 더불어, 국지적인 연안 해역의 전장화 가능성은 미래의 미 해군 대응 태세에 비대칭 위협과 비 정규전 대응 태세의 증가를 요구하고 있다. 이러한 미래의 도전에 능동적으로 대처하기 위하여 미 해군에서는 통신/네트워크 전장, 각종 탐지 센서, 무인 잠수정 관련 기술, 특수전 능력 및 요원 통제, 신형 공격 핵 잠수함(NSSN, SSGN), 모듈 설계 및 개발 기술 적용체계 등과 같은 잠수함 기술 분야에 대한 미래의  첨단기술을 개발하고 있다.

 통신 및 네트워크 관련 잠수함 기술 개발 분야로는 잠수함 전력이 참여하는 협동전장과 네트워크 중심 전장(Network Centric Warfare) 개념에 필요한 요소인 정보, 무기, 센서를 통합하는 기술들이 있으며, 미래의 잠수함은 정보수집, 조기경보, 대잠전(ASW), 수상전, 각종 공격작전 등의 다양한 작전 성능이 요구된다. 미래의 전장에서는 함정 및 무기체계와 센서가 하나의 종합된 시스템으로서 각각 분산 처리 및 센서 신호 융합과 데이터 통합을 통한 종합적인 전장 상황의 판단이 요구된다.

 이러한 미래 잠수함의 성능에는 지금까지의 국지적이고 폐쇄적인 현재의 잠수함 통신체계는 보다 개방적이고 잠수함의 운항 상태 인 잠수 심도나 속도에 무관한 통신 운용이 요구된다. 이미 인터넷(IP)을 기반으로한 협대역(Narrow Band Width)에 대한 연구가 진행 중이며, 고밀도 전송 안테나와 광대역 통신 시스템을 이용한 수심과 속도에 무관한 첨단 가변안테나의 개발이 진행 중이다. 수중통신 문제는 과학계의 난제로서, 수중을 투과하는 데이터 교환과 통신 체계의 출현은 무인시스템, 네트워크 중심전(NCW)과 미래의 전장에 혁신적인 변화를 예고하고 있다.

 잠수함에 사용되는 각종 센서는 전자기 분야와 음향 분야에 이르는 광범위한 영역을 포함하고 있으며, 미래의 첨단 기술전에 투입되는 미래의 잠수함 체계에는 혁신적인 센서 시스템의 개발을 요구한다. 주요한 첨단 센서 기술 개발 분야로는 상용기술의 적용(ARCI, Acoustic Rapid COTS  Insertion), 고주파 소나, 가변 배열 소나(Conformal Sonar Array), 전술 수중환경 정보(STED, Submarine Tactical Environmental Data), 정보, 정찰,감시 및 추적센서, 무인 잠수정(UUVs) 등이다.

 기뢰전은 연안 해역에서 가장 효과적인 해상 방어 수단이며, 현재까지 역사적으로 볼 때 저가의 기술로서 가장 효과적인 무기체계의 하나로 인식되고 있다. 미래의 첨단 잠수함 전력에게도 다양한 기뢰는 가장 현실적인 위협이 되므로, 첨단 기뢰의 위협에 대한 방어 기술의 개발이 필요하다. 연안 해역에서의 복잡한 지형과 음향 환경은 각종 음향 센서의 성능을 제한하므로, 원거리에서 기뢰를 탐지하는 고주파 소나의 개발, 무인 잠수정을 이용하여 기뢰를 수색, 소해하는 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다.

 수중무인 잠수정(UUVs)은 첨단 센서와 무장을 탑재하고 있에 잠수함의 접근이 어려운 연안 해역이나 위험 지역에서의 작전이 가능하다. 그러므로 잠수함과 무인 잠수정의 적절한 통합 운용은 잠수함의 작전 반경을 확장할수 있으며, 승무원에 대한 위험성을 현저하게 감소시킬수 있다. 미래에는 기뢰전 뿐만 아니라 공격 어뢰의 요격, 정보 및 정찰, 해저 지형 감시 및 지도작성등에 광범위하게 사용될수 있다. 기뢰전용으로는 (장거리 기뢰정찰선)LMRS과 가변임무 무인잠수정(MRUUV) 등이 미래 기뢰전의 대안으로 잠수함에 탑재된다.

 특수전 요원 이동 기구(ASDA)는 잠수함과 작전 해역과의 거리가 멀고 잠수함의 운항이 어려울 때 침투요원을 보호하며 이동하는 장비로 장거리 특수 작전에는 필수적인 장비이다. 로스엔젤레스 급의 잠수함 6척, SSGN 과 버지니아급 핵잠수함 모든함에 탑재 될것이다. SSGN 계획은 냉전이 끝난후 미국의 핵전력 평가에서 폐기하기로 계획한 오하이오급 전략핵잠수함 4첵에 대하여 기존 투자의 활용도를 고려하여 다용도 전술 잠수함(SSGN)으로 개조하는 계획이다. 잠수함의 개조를 통하여 154기의 토마호크 미사일을 탑재하고, 66명의 특수전 요원의 수송과 수중에서의 요원들을 파견 귀환할수 있는 장치를 부착하며, 다양한 임무의 수행을 위한 인원 수송과 장비의 설치를 위한 여유 공간을 마련하여 함정 운용의 효율성을 높이고 있다.

 모듈개념 선체설계는 잠수함 마스터의 철거와 변조, 선수프레임의 교환, 함정 중심 기능의 변환 등을 통하여 작전 상황에 대응하는 잠수함의 구조와 임무를 재정립하는 혁신적인 설계 방식으로, 고성능 시스템을 저비용으로 확보하는 경제적인 개념이다. 199년 미국의 국방과학위원회 핵잠수함 분과위는 2020년 까지 첨단 디젤 잠수함의 건조보다 버지니아급 핵잠수함의 건조를 승인하고 이에 따른 지속적인 추가 기술의 연구 개발을 확인 하였다. 아울러 미래의 잠수함 체계는 어뢰나 수직발사대 등 특정 무기 위주의 장비 개발을 지양하고 잠수함의 미래의 성능에 대한 융통성에 중점을 둘 것을 요구하엿다. 잠수함의 전통적인 소음 감소나 추진체계의 중점 개발 보다 네트워크 전장의 연결성(Connectivity), 센서 체계의 개발과 해저작업 능력의 개발을 제안하며 미래의 잠수함 설계시, 무기체계의 재 배치, 연구 개발 및 획득, 신형 잠수함의 성능 검증등에 미 해군과 DRAPA에 혁신적인 개념의 발전을 요구하였다.

 아울러, 이것은 미해군의 미래의 잠수함 체계에 대한 혁신적인 개념의 정립과 기술 개발을 통하여 신무기체계 개발에 대비하고, 재난, 군사작전, 전투 손상 및 선체 결함에 대한 신속한 복구를 가능하게하는 종합적이고 지속적인 기술 개발을 요구하는 것이다.(konas)

 송광섭(월간조선 미국통신원)
 출처:월간조선닷컴 http://monthly.chosun.com/