호주해군 세계최대 디젤잠수함 Collins급-사진추가 및 설명
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호주해군 세계최대 디젤잠수함 Collins급
세계최대(잠항시 3350톤, 수상주행시 3050톤)의 디젤-일렉트릭 추진식의 잠수함인 콜린스級 건조사업은 호주해군의 안작급 프리기트함 건조사업과 함께 호주해군의 야심찬 전력강화 사업의 핵심요소로 진행중이다.
호주가 기존의 60년대에 획득되어 70년대에 대폭적인 전투기능의 Upgrade를 거친면서 훌륭히 그 역할을 수행해온 오베른級 잠수함을 대체할 새로운 잠수함을 획득하기위한 계획을 수립했을때, 호주해군은 현존하는 잠수함중 최고의 성능을 가진 3000천급의 대형 디젤-일렉트릭 추진식의 잠수함을 호주경제에 미치는 파급효과와 유지-관리상의 이점등을 고려하여 해외 유수 잠수함업체과의 협력하에 호주내에서 건조하기로 결정했다. 호주는 그때까지 잠수함을 건조해본 경험이 전무한 상태였다.
이당시 여러곳의 잠수함 제작업체들이 입찰에 참여하여 스웨덴의 코쿰스사가 잠수함건조를 위한 주계약자로 선정되었다.
호주당국은 호주내에서의 호주해군용 잠수함의 건조를 위하여 코쿰스의 모그룹인 셀시우스그룹과 호주(혹은 호주의 외국지사)이 참여한 호주 잠수함 회사(Australian Submarine Corporation - ASC)를 설립하였다.
이런 배경하에 개발된 호주해군의 Type 471 콜린스급 잠수함 본체에 대한 설계는 당연히 코쿰스가 주도적으로 진행하였으며, 전투시스템은 보잉의 호주지사인 보잉 호주(Boeing Australia)에 의해 진행되었다.
건조는 계획된대로 남호주의 아델라이드에 위치한 호주 잠수함 회사(Australian Submarine Corporation)에서 실시되었으나, 다만 1번함의 함수부와 탈출용 타워부는 스웨덴에서 제작되어 호주로 운반/조립되었다.
콜린스급 잠수함의 시험은 보잉 호주(Boeing Australia)에 의해서 설계되고 설치된 '호주해군 스털링 수중 자기측정/처리 설비(HMAS Stirling underwater magnetic measurement range and treatment facility)'에서 실시되었다.
콜린스급의 건조는 코쿰스사의 최신형 잠수함인 고틀랜드급 잠수함 건조경험이 바탕이 되어 모듈러식 건조등의 기술이 그대로 적용되었다.
콜린스급은 향후 30년간 호주해군에서 활동 할 예정으로 연안초계및 대양초계, 장거리 공격등의 임무를 수행 할 수 있으며, 대부분의 기간동안을 잠항상태에서 60일간 보급없이 활동 가능하다. 그러나 스노팅(Snorting)에 의존하지않고 지속적으로 잠항할 수 있는 기간은 4노트로 주행시 약 87시간이다.
설계
콜린스급 잠수함은 고장력탄소강재로 건조된 단일선체구조(실제로 내부는 중앙부의 탈출용 용기에 의해 전방가압선체와 후방가압선체 두개로 나누어진다.)로 길이 78m, 직경 8m, 배수량 3050톤급으로 디젤-전기발전식의 추진체계를 가진 잠수함중에서는 최대급의 크기이다.(편집자 註 : 미해군에서는 '지나치게 크다.'라고 표현하고 있다.)
콜린스급은 6개의 주요부로 구성된다.
콜린스급 선체의 재질은 고장력 탄소강의 일종인 Bissalloy 690이며, 이밖에 핀등에는 화이버강화 플래스틱이 사용되었다. 또한 1번함인 콜린스함을 제외하고 모든 콜린스급 잠수함에는 무반향 타일이 붙여졌다. 콜린스호는 추후에 장착될 예정이다.
한편 후방의 방향타부는 ×자형으로 구성되어 높은 기동성을 보장한다고 한다.(독일의 214형도 ×자형으로 되어 있지만, 솔직히 +자형에 비해 무슨 장점이 있다는 것인지는 모르겠다.)
콜린스급 잠수함에는 6명의 사관을 포함하는 42명의 승무원이 거주 할 수 있는 공간이 있다.
추진체계
콜린스급은 Type V18B/14 4행정식의 터보차져 디젤엔진 3기가 있다. 이 디젤엔진은 각각 1475kW의 출력을 낸다. 발전기는 프랑스 Jeumont Schneider의 1400kW, 440V급의 발전기 3개가 장착된다.
메인모터는 수냉식으로 5250kW의 출력을 내는 것이 장착된다. 발전기등 전원계통의 파괴시의 비상시 추진은 MacTaggart Scott의 DM 43006 유압식 모터를 사용한다.
동력원으로부터 전달되는 회전력은 한개의 샤프트를 통해 Skew Back식의 프로펠러를 회전시킨다
각 엔진은 분리된 배기 시스템을 가지고 있으며, 각각의 배기시스템은 두개의 배기구를 가지고 있으며, 핀상부에 마치 호이스트실린더처럼 신장/수축되는 기능을 가진 Snort 배기장치(수중에서 수상으로 뽑아져 배기가스를 뽑아내는 장치)와 외피에 표면 배기장치가 있다.
이 잠수함에 폭 넓게 적용된 통합 함정 관리/모니터링 시스템(Integrated Ship Control Management and Monitoring System)은 조함과 함내장비기능-기동,배수,출력,추진-에 대한 모니터링을 제공한다.
이 시스템은 충분한 용량을 가진 두세트의 데이터버스에 의해 연결된다.
콜린스급은 10노트의 속도로 수상주행시 11500마일, 10노트의 속도로 스노팅(Snorting)주행시 9000마일을 주행 할 수 있다. 잠항시 최고속도는 20노트이다.
무기
콜린스급 잠수함은 영국의 오베른급 잠수함과 같은 종류의 미사일과 어뢰를 적재하고 다닌다. 이것은 기존에 호주가 보유중인 영국의 오베른급 대잠잠수함과의 무기체계 호환성을 위한 선택인 것으로 여겨진다.
그러나 무장의 수량은 훨씬 더 증대되어 콜린스급은 22발의 대함미사일과 어뢰를 적재할 수 있으며, 최대 44발까지의 기뢰를 어뢰적재대에 수납할 수 있다.
어뢰
콜린스급 잠수함은 533mm(21인치) 어뢰발사관을 6개 가지고 있다. 이것은 콜린스급 잠수함의 설계사인 코쿰스가 그들의 최신형 잠수함인 고틀랜드급의 어뢰발사관을 어뢰 자체 프로펠러 추진식으로 개발한것과 달리 압축공기에 의한 발사 메카니즘을 가지고 있다.
콜린스급은 Gould Mark 48 Mod 4 유선유도식의 어뢰를 적재한다.
이 어뢰는 액티브/패시브식의 호밍방식을 가지고 있으며, 267kg의 탄두를 가지고 있다. 최대사정거리는 시속 55노트로 주행시 38km, 40노트로 주행시 50km이다
미사일
대함미사일은 보잉의 하푼 함대함미사일로 이 미사일은 액티브 레이더 추적식이며, 마하 0.9의 속도로 30km범위내의 수상표적을 227kg의 탄두로 박살 낼 수 있다.
전투시스템
적 잠수함이나 수상전투함을 탐지/추적/판별을 종합적으로 수행하기위해 장비된 전투시스템은 함정의 두뇌에 해당하는 것으로 특히 전자병장의 역할이 증대된 오늘날에는 병기의 핵심적 성능 그 자체라고 해도 무리는 아니다. 전통적으로 잠수함의 전투시스템은 기능상이나 운용상의 요구보다는 하드웨어적 구성요소 - 즉 소나등의 센서류와 ESM과 같은 각종 전자병장 - 에 따라 맞추어지는 경향이 있다. 이에 비해 콜린스급 잠수함의 전투시스템은 애초부터 운용요구사항에 맞추어 전투시스템을 갖추고 거기에 따라 각종 하드웨어적 요소를 배치하는 개념을 도입했다. 즉 호주해군의 콜린스급 운용 요구상황에 따라 개발된 전투시스템의 필요상황에 따라 소나의 종류와 배열을 결정하는 식의 설계 개념을 도입한 것이다. (개념은 훌륭했지만, 이런 개념을 가지고 탄생한 콜린스급의 전투시스템은 기대치에 미치지 못하는 성능을 보이고 있어, '교체'까지도 거론되고 있는 듯 하다.)
콜린스급 전투시스템의 주요 하드웨어적 요소로는 소나 어레이, 레이더, 전투관리시스템, 지령 Plot, 전술 소프트웨어, 무기관제/발사등을 들 수 있다.
콜린스급 잠수함의 전투관리 시스템의 주개발자는 보잉社의 호주지사인 보잉 오스트레일리아이다. 콜린스급의 전투시스템에 대해서 미해군은 낮은 평가를 내린바 있다. 현재 보잉 오스트레일리아에는 한국계로 보잉사 직원인 이준호씨가 Systems Test Team Leader로 근무하고 있다. 이준호씨의 말로는 현재 Next Generation Combat System으로의 Upgrade가 진행중이라고 한다.
어쨌든 보잉 오스트레일리아에서 개발한 전투시스템은 아래와 같은 회사들의 참여에 의해서 개발되었다.
▷Boeing - 전체시스템 개발 총괄
▷Thomson Marconi - 소나, 음향처리기, 소프트웨어의 통합화
▷Lockheed Martin Librascope - 사격관제, 디스플레이, 조종용 콘솔
▷Computer Sciences - 전술소프트웨어, 육상시험기지
▷Scientific Management Associates - 병참지원
전투시스템은 Barco Display Systems의 MPED9651 고해상도 19인치 컬러 모니터에 의해 통합된다.
대응수단
콜린스급 잠수함은 Strachan&Henshaw의 수중 시그날/디코이 사출기(submerged signal and decoy ejectors, SSDE)를 두개 장착하고 있으며, 아르고사의 AR-740 ESM(electronic support measures) 유닛을 갖추고 있다.
SSDE는 음향발신식 디코이를 발사하여 수중 음파 탐신에 의해 잠수함을 추적하는 적어뢰를 헷갈리게 하는 장치이다.
AR-740 ESM에 대해서 Naval technology 싸이트에서는 잡다하게 설명하고 있지만(그게 Naval technology의 장점이자 단점이다. 각 부품단위별로 제조社에 대한 정보를 제공하고(그 싸이트의 주목적이기도 하다.), 각 장치의 작동에 대해서도 꽤나 자세히 설명하지만, 그러다보니 왜 그렇게 하는지에 대한 설명은 부족한 경우가 많다. 그러나 Army-Technology, Airforce-Technology, Naval-Technology, Mine-Technology등을 제공하는 Net Resources 싸이트는 각 무기체계에 대한 설명방식에 있어서 매우 독특한 방식 - 각 부품별 제조사 소개에 철저하다. - 을 택하고 있고, 나름대로 유용하다고 평가 할 수 있다. 물론 오류는 있다. 그러다보니 애초 Net Resources를 벤치마킹한 내 홈페이지 역시 잘못된 정보를 그대로 답습하는 경우도 있다.) 내가 알기론 한마디로 적 함정으로부터 발신되는 레이더 신호를 잡아서 그 적 함정의 위치및 상태를 파악케 하는 장비이다. 적에게 들키지않기위해 레이더의 작동을 끄는 경우가 많을 것으로 예상되는 현대의 수상함이나 잠수함에는 필수적으로 갖추어져 있는 장비이다. 그러나 잠수함의 경우 ESM을 가동시키기위해서는 아마도 ESM안테나를 수면위로 끌어올려야하는 단점이 있는 것으로 (개인적으로) 알고 있다.
콜린스급의 ESM 안테나는 잠망경위와 ESM 마스트위에 장착된다.
센서류
I 밴드에서 운용하는 항법레이더는 켈빈 휴즈(Kelvin Hughes)의 Type 1007로 안테나 유니트, 송/수신기, 디스플레이로 구성된다.
이 레이더의 안테나는 잠수함의 마스트에 장착되어 완전 가압 테스트를 받았다. 송/수신장비는 25kW의 출력을 가지며 9410기가헬츠에서 작동된다.(이게 기술적으로 어떤 의미가 있는지는 모르겠다. 좋다는 건지 그렇다면 어째서 좋다는건지...)
콜린스급 잠수함은 Pilkington Optronics사의 CK043 수색 잠망경과 CK 093 공격 잠망경을 가지고 있다. 이 잠망경들은 열영상장비, 영상증폭기, 저광량 텔레비젼 센서등과 통합되어 있다.
소나
콜린스급은 Thomson Sintra의 Scylla 액티브/패시브식 함수부 장착 Array 소나를 가지고 있으며, 패시브식의 측면 Array, 인터셉트 Array, 거리 Arrey를 가지고 있다. 톰슨 신트라의 평면형 소나 어레이는 piezo-electric polyvinyl difluoride 재질로 된 평평한 판넬로 만들어 진다.
Polyvinyl difluoride 어레이는 10kHz까지의 저주파수를 사용하여 삼각측정법에 의해 거리를 분석하기 위한 충분한 기초 데이터를 제공한다.
콜린스급 잠수함은 신장/수축식의 패시브형 towed array 소나를 가지게 될 것이다. 이것은 톰슨 마르코니 소나(Thomson Marconi Sonar)사에 의해서 공급되는 Kariwara형이 장착될 것으로 보인다.
Kariwara형은 릴(reel)형으로 어레이 라인을 감거나 풀어서 사용하는 것으로 호주 국방연구센터에서 개발되었으며, 호주해군이 보유한 세척의 오베른급 잠수함에서 테스트 되어 왔다. 카리와라 어레이의 콩 길이는 450m이상이며, 50m길이까지 늘어뜨려진 상태로 잠수함에 견인될수 있다.
콜린스급의 드러난 문제점
콜린스급은 건조당시부터 호주의 방위상태를 고려할 때 지나치게 대형의 잠수함이 아니냐는 의문이 제기되어 왔다. 실제로 미해군은 콜린스급 잠수함이 동력계통의 부조화로 지나치게 소음이 크며, 보잉-호주에 의해 개발된 전투시스템의 성능이 떨어지는 것으로 평가하고 있다.
이에따라 호주 국방장관인 존 무어장관은 1999년 3월 개발및 시험운항 과정에서 드러난 콜린스급 잠수함의 많은 문제점에 대해 재검토 하기로 결정하고 전 영국 「Defence Procurement」의 책임자였던 말콤 매킨토시 박사와 전 BHP의 책임자였던 Chief Executive 존 프리스콧씨를 지명하여 콜린스급 잠수함 프로젝트의 진행상황을 체크하고 프로젝트의 성공적 완수를 위한 제안 리포트를 작성하여 제출하도록 요청했다.
7월 공개된 두사람의 Report에는 '아래'와 같은 단점들이 열거되어 있었다.
▷전투시스템이 부적절하며 최신의 경향을 반영하고 있지않다.
▷디젤엔진의 잘못된 설계와 제작으로 피스톤과 크랭크샤프트의 파열을 유발했으며, 부적절한 기계장치, 선체, 프로펠러 디자인으로 인해 소음이 크게 발생한다.
▷프로펠러 블레이드에 균열이 발생한다.
▷잠망경의 진동문제와 조악한 영상표시.
▷성능이 떨어지는 통신 시스템.
그 리포트는 콜린스급 프로젝트전반에 걸쳐 '아래'와 같이 건의 했다.
▷전투시스템을 새로 찾아볼것. - 기존에 개발되어 있는 것을 구할 것.
▷주 계약자 - 호주 잠수함 회사 - 에 압력을 가하여 플랫폼의 성능부족을 보완하도록 할것.
▷아울러 호주잠수함회사의 감독관의 지위를 격상도록 할것.
이런 평가를 충족시키기위하여 무어 장관은 가능한한 빨리 콜린스급 잠수함이 제대로 운용될 수 있도록 성능을 향상시키기위한 호주해군과 미해군 협력 프로그램을 위해 호주정부는 8000만달러를 지출할것이라고 밝혔다.
이 프로그램은 여러가지의 새로운 프로펠러 설계와 선체 개선방안에 대해 테스트를 수행 할것이며 미해군 잠수함에서 사용중인 최신형의 전투시스템을 적용할 수 있는지 여부도 테스트 할 계획이다.
앞서의 레포트에서는 전투시스템의 개선을 위해 애초 호주해군이 계획하던 것보다 새로우면서도 간단한 기존제품에 근거한 것을 6척의 콜린스급에 장착하는데 척당 50만달러의 부가비용이 소요될 것이라고 밝힌바 있다.
무어 장관은 이미 호주정부는 기존의 높은 수준의 잠수함 건조 표준을 참고로하여 제작할 것이며, 최소한의 기간연장과 최소한의 비용을 들여서 기존의 콜린스급에 대한개발계획을 성공적으로 이끌기로 결정 했다고 밝혔다.
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