[논문]함정 및 해상무기 연구개발 이야기 (4)

송준태

함정 및 해상무기 연구개발 이야기 (4) 원문보기

송준태 (국방과학연구소)

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문제 정의

앞글에서 이미 소개한 바와 같이, 나는 수중익선과 고속 활주선의 개발건조에 참여하는 행운을 가졌는데, 이에 더하여 1984년 국내 최초 50노트급 수륙양용 공기부양선 개발건조에도 참여할 기회를 갖게 되었다. 따라서 이번 글에서는 국내 최초로 50노트급 고속 수륙양용 공기부양선을 개발건조하는 과정에서 내가 겪었던 얘기를 중심으로, 한국해군 대형수송함 독도함에 탑재된 LSF-II급 고속상륙정을 개발건조하기까지 국내개발 공기부양선의 발전과정을 소개하고자 한다.
따라서 우리나라 조선산업 및 방위산업의 미래를 대비하기 위해 특수선형 선박에 대해 체계적으로 그리고 지속적으로 연구개발 활동을 할 수 있도록 우리나라 여건에 부합하는 연구개발체제를 구축하는 것이 매우 시급하다고 생각된다. 이 자리를 빌려 함께 고민하며 지혜를 모아갈 것을 호소하고자 한다.

제안 방법

1984년 11월경 건조공작이 완료된 후, 12월까지 건조자 시운전(Builder'sTrial)을 실시하였다.
이는 12M급 및 15M급 공기부양선의 운용경험을 통해, 고속으로 항주하는 공기부양선을 안전하게 조종하기 위해서는항공기처럼 체계적인 조종훈련이 필수적 조건이라는 것이 확 인되었기 때문이었다.LSF-I급 고속상륙정은 최대속력이 60 노트를 상회했으며 남해 및 서해 해역에서 각종 합동작전을수행하였다. 다만 추진기관 및 부양기관 등의 잦은 고장과 군수지원체계의 미비로 정비 및 수리가 원활하지 못하였다.
한진중공업은 2002년 12월부터 2004년 5월까지 기본설계를 수행하였고, 총 2척에 대한 상세설계 및 건조공작은 2004년 12월에 착수하여 2007년 4월에 완료하였다. 건조 후 시운전 단계에서는 미 해군 LCAC급 고속상륙정 Pilot 교관을 초빙하여 실제 운용성능의 점검과 함께, 승조원에 대한 함 조종 교육을 실시하였다.미국 교관의 평가를 통해 최고속력 및 내항성 등 기동성능은 물론 탑재능력 측면에서도 미 해군의 최신 LCAC급 고속상륙 정과 대비하여 전혀 손색이 없음을 확인할 수 있었다.
때문에 연안 가까이 파도가 잔잔한 상태에서 독수리-II호는 편안한 항해를 할 수 있었다.그러나 군산항에서 오후 늦게 출항하는 바람에 날이 저물고 있으므로,인근 작은 어촌에서 머문 후, 다음날 아침에 계속 항해하기로 하였다. 독수리-II호는 수륙양용이므로 작은 자갈로 이루어진 어촌 해변 위에 정박하기 위해 해변을 향해 천천히 전진하였다.
한진중공업 개발팀은 LSF-I 고속상륙정의 운용과정에서 발생한 문제점과 개선요구 사항들을 반영하여 함수 및 함미 램프(Ramp)를 설치하고, 추진 및 부양체계를 통합하여 운용하도록 함으로써 탑재성능과 조종성능을 향상시켰다. 또한 복수개의 노즐형 함수추진기(Bow Thruster)를 적용하여 함 통제능력을 개선하였다. 독도함에 탑재운용이 가능하도록 제원은 전장 28M, 전폭 15M이며, 만재 배수량은 155톤으로서 전차 1대 탑재와 상륙군 24명 또는 상륙군 150명이 탑승할 수 있으며, 40노트 급으로 고속항해가 가능하다.
그럼에도 독수리-II호는 약간의 경사가 있는 해변 자갈밭 위를 전진하여 안전하게 내려앉을 수 있었다. 어촌 주민이 놀라워하는 가운데 수륙양용선박의 특성을 유감없이 발휘하였으므로, 기분 좋게 어촌에서 하루 밤을 지내고, 다음 날 안면도 안쪽에 위치한 천수만을 거쳐 태안반도 인근 외해를 지나 종합시험장으로 항해하였다. 때마침 외해에는 바람이 불면서 서해 특유의 날카로운 파도가 일고 있었다.
가장 큰 관심사항은 계약서에 명시된 최고 속력 50노트의 달성여부를 확인하는 것이었다.이를 위해 진해만 백암-흑암 등대에 위치한 해군함정 속력측정용 MilePost에서 항주시험을 실시하였다. 공인된 거리의 백암-흑암 등대를 직선항로로 항주하여 기준시간 안에 통과해야 50노트를 공식적으로 인정받을 수 있었다.
다행히 매우 성공적이었다.이후 마산 앞 바다에서 수차례 해상시운 전을 실시하였고, 이를 통해 발견된 크고 작은 기술적 문제점들을 수정 보완하여 최종적으로 건조공작을 완료하였다.

대상 데이터

드디어 선박 인도일을 하루 남긴 1985년 1월 27일 공식적인 인수 시운전을 실시하게 되었다. 가장 큰 관심사항은 계약서에 명시된 최고 속력 50노트의 달성여부를 확인하는 것이었다.

성능/효과

이에 따라 코리아타코마사는 12M급 공기부양선을 개량하여 15M급 공기부양선 응급병원선을 탄생시켰고, 1987년 1월부터 91년 12월까지 4척이 건조되어 전남, 경남, 경기 및 충남지역에서 1척씩 운용되었다. 15M급 응급병원선은 12M급 공기부양선과 달리 추진용 공기 프로펠러와 조종용 타(Rudder)를 하나에서 두 개로 늘렸고, 공기분사장치(PuffPort)도 2개에서 4개로 늘림으로써, 공기부양선의 핵심성능인 조종성능을 향상시킬 수 있었다.다만 일반선박 관공선 운용에 익숙했던 승조원들이 고속의 공기부양선 응급병원선을 능숙하게 운용하여진가를 발휘하기까지 승조원에 대한 훈련 및 경험축적에 많은 시간이 소요되었다.
특히 화포 무기체계의 성능을 시험평가하기 위해서는, 해상으로 발사하기 이전에 시험장 앞 해상에서 어로작업을 하는 어선들을 안전해역으로 신속하게 소개(疏開)시켜야 한다. 당시 시험장이 보유한 선박의 속력이 빠르지 않아 새로운 대책이 요구되었는데, 초기에는 헬기의 도입운용 방안이 검토되었으나, 빈번한 안개 등 지역기후 특성을 고려하여가능한 한 최고속력을 발휘하는 선박을 새로 확보하기로 결정되었다.이에 따라 당시로서는 국내 최고속력인 50노트를 발휘할 수 있을 것으로 기대되는 수륙양용 공기부양선을 발주하기로 하였고, 1983년 12월 코리아타코마사와 50노트급 12M 공기부양선 개발건조계약이 체결되었던 것이다.
드디어 왕복 항주 시 바람의 영향을 받아 54.8노트 및 46.8노트, 그리하여 평균속력 50.8노트를 기록하였다.
건조 후 시운전 단계에서는 미 해군 LCAC급 고속상륙정 Pilot 교관을 초빙하여 실제 운용성능의 점검과 함께, 승조원에 대한 함 조종 교육을 실시하였다.미국 교관의 평가를 통해 최고속력 및 내항성 등 기동성능은 물론 탑재능력 측면에서도 미 해군의 최신 LCAC급 고속상륙 정과 대비하여 전혀 손색이 없음을 확인할 수 있었다.아래 사진에 LSF-II급 고속상륙정이 항주하는 모습을 제시하였다.
우리나라에서 특수선형 선박을 개발하기 위한 노력은 1960년대 말부터 비교적 일찍 시작되었다. 본 기고문 첫 번째에서 소개한 바와 같이 해군공창에서 국내 최초로 개발한 30톤급 고속정은 수중익선이었고, 두 번째로 소개한 국내 최초 전투용 고속정인 어로지도선과 학생호는 고속 활주선이었다. 앞글에서 이미 소개한 바와 같이, 나는 수중익선과 고속 활주선의 개발건조에 참여하는 행운을 가졌는데, 이에 더하여 1984년 국내 최초 50노트급 수륙양용 공기부양선 개발건조에도 참여할 기회를 갖게 되었다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

공기부양선의 종류에는 무엇이 있는가?

공기부양선은 잘 알려진 바와 같이, 영국 Christopher Cockerell경(卿)이 1959년 5월 세계최초로 유인시험선을 건조하여 49노트의 속력으로 시험항해에 성공함으로써 실용화되었다. 공기부양선은 수륙양용 공기부양선(Air Cushion Vehicle 또는 Hovercraft)과 수상전용 공기부양선(또는 표면효과선, Surface Effect Ship)으로 나누어진다. 아래 그림에 제시한 바와 같이, 수륙양용 공기부양선은 선체하부의 공기부양실을 유연한 재질의 스커트(Skirt)가 감싸고 있어, 부양팬에 의해 공급된 공기에 의해 높아진 공기압력으로 선체가 부상(浮上)하게 되고, 이 때문에 수상이나 평평한 늪지대 및 육상에서 운항할 수 있다.

1987년 한국해군이 영국교관을 초청하여 공기부양정의 조종훈련 교육을 실시한 까닭은 무엇인가?

한국해군은 영국교관을 초청하여 정장 등 승조원들에게 약 2개월간 조종훈련 교육을 이수시킨 후 실제 운용을 하였다. 이는 12M급 및 15M급 공기부양선의 운용경험을 통해, 고속으로 항주하는 공기부양선을 안전하게 조종하기 위해서는 항공기처럼 체계적인 조종훈련이 필수적 조건이라는 것이 확인되었기 때문이었다. LSF-I급 고속상륙정은 최대속력이 60 노트를 상회했으며 남해 및 서해 해역에서 각종 합동작전을 수행하였다.

수륙양용 공기부양선의 운행원리는 무엇인가?

공기부양선은 수륙양용 공기부양선(Air Cushion Vehicle 또는 Hovercraft)과 수상전용 공기부양선(또는 표면효과선, Surface Effect Ship)으로 나누어진다. 아래 그림에 제시한 바와 같이, 수륙양용 공기부양선은 선체하부의 공기부양실을 유연한 재질의 스커트(Skirt)가 감싸고 있어, 부양팬에 의해 공급된 공기에 의해 높아진 공기압력으로 선체가 부상(浮上)하게 되고, 이 때문에 수상이나 평평한 늪지대 및 육상에서 운항할 수 있다. 선체가 부상하게 되므로 공기 프로펠러로 추진하게 되는데, 선체저항이 대폭 감소되므로 고속 발휘가 가능하다.

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