무기 토론방
재래식 잠수함의 추진기관, 어떻게 변할까?
안녕하십니까. maxi(김민석)입니다.
도널드 닭씨님께서 가스터빈을 잠수함에 도입하면 어떨까 하는 글을 읽고,
몇 가지 생각해 볼만한 이야기를 해 봅니다.
1.최초의 잠수함용 가스터빈 발터 기관
가스터빈을 잠수함의 추진기관에 적용하고자 했던 최초의 사례는, 현대 재래식 잠수함의 직계 선조로 불리는
나치 독일의 Type XVII 잠수함이었습니다. 스노켈 사용을 전제로 한 수중전 중심의 잠수함으로, 세계 최초의 AIP(공기불요추진)기관인
발터 기관이 바로 가스터빈 추진기관이었습니다. 발터 기관은 과산화수소를 섞은 연료로 산소와 산화제를 같이 공급하는 방법으로 추진되었으나,
그 연료 특성상 안정성의 문제로 2차 세계대전 후에는 잠수함에는 쓰이지않았습니다.
현재의 어뢰들 중 mk.48 계열 , 스피어피쉬, USGT 등과 같은 잠수함용 중어뢰들은, 아직도 이 발타 기관과 비슷한 컨셉의
추진기관을 사용하고 있습니다. (한국 해군, 독일 해군, 프랑스 해군 잠수함은 전기추진식 어뢰만 사용)
2.영국 BMT의 SSGT 잠수함
가스터빈을 잠수함에 적용한 또 다른 사례는 영국 BMT사가 2004년 내놓은 컨셉 잠수함인 SSGT 입니다.
예전 비밀에도 잠깐 언급이 되었던 잠수함으로, 핵심은 적 위협이 없을 때 고속으로 항해를 하기 위해 가스터빈을 사용한다는 것입니다.
스노클로는 필요한 산소를 충분히 공급받기 힘들기 때문에, 고속 가스터빈 항해는 잠수함의 셰일 일부를 부상시켜 공기를 흡입하여,
20노트 이상의 순항 속도를 발휘한다는 개념으로 쓰였습니다. 즉 멀리까지 가서 적과 싸워야 할 상황에서 필요한 잠수함이라는 개념입니다.
3.영국 BAE의 고래 소리를 흉내내는 AIP
한편, 영국 BAE는 차세대 잠수함 컨셉으로 여러 디자인을 내놓은 적이 있는데요, 그중에 AIP 컨셉이 대단히 특이한 개념이었습니다.
AIP의 추진기관 자체는 그냥 폐 회로 디젤엔진인데요, 즉 디젤엔진에 액체산소를 공급해서 돌린다는 가장 평범한 개념의 AIP 였습니다.
문제는 이 AIP가 소리를 줄이는 방식인데요. 특수 탄성 마스트와 특수 사이클 디젤엔진을 달아서, 소리가 나도 고래같은 바다 생물이 나는
소리로 착각하기 쉽게 만들고, 디젤 엔진의 추진 사이클도 랜덤하게 만들어 소리가 엔진에서 나는 것이 아니라고 속이는 방법이었습니다.
소리 자체를 줄이기보다는, 소리가 들려도 무심코 흘러 넘길 소리로 만든다는 개념이 대단히 참신한 개념이라 할 수 있습니다.
4.장보고-3는?
일단 배치-1은 납 축전지와 수소 저장합금을 사용한 연료전지를 사용합니다. 리튬 이온전지를 장착할 것인가, 말 것인가 논란이었던 잠수함은
장보고-3 배치2 였고요. 이전에 언급한 바 있지만 납 축전지를 그냥 리튬이온전지로 갈아끼울 수 있는 문제가 아닙니다.
가스터빈을 장착이나 고래 소리를 흉내내는 AIP도 대안으로 생각해 볼 수 있지만, 두 기술은 기술 자체의 난이도는 낮아도 다른 설계에서 많은
모험을 해야 합니다. 바로 선체 설계와 유체역학이지요. 가스터빈으로 반잠수정처럼 가는 잠수함 선체를 디자인하는 것은 대단한 도전이 될 것입니다.
하지만, 가스터빈을 장착한 장보고-3 배치2나 3가 있다면, 비록 반 잠수 상태이지만 20노트 이상으로 항해하여 다음과 같은 임무를 수행할 수 있을
것이라고 생각합니다.
-중국 항모전단에 대한 추적과 미행: 해양감시 위성이나 항공기로는 중국의 전투기나 ASAT에 쉽게 잡히겠지만, 40km 밖에서 머리만 빼꼼 내밀면서
추적하는 잠수함을 중국이 찾아내기는 쉽지 않을 것입니다. 높은 속도로 유사시 대한해협을 급히 통과해서 태평양이나 대만해협에 숨어
잠수함 전력을 보존할 수도 있고요.
-해외 원정작전: 특수전 임무 및 지상공격임무를 위해서 값비싼 전투기나 파병보다는 저렴하게 국제사회에서 필요한 무력을 사용 가능할 것입니다.
-북한 함정 추적 및 파괴: 핵, 미사일을 밀수하는 것으로 추정하는 북한 함정을 미행하거나 유사시 특수부대 투입으로 나포하는 것이 가능할 것입니다.
그런데 가스터빈 탑재는 가스터빈 자체가 문제가 아니라 스노켈 사용이 불가능하므로 셰일과 선체를 특수하게 설계하는것이 관건입니다.
가스터빈으로 전지를 충전한 다음 잠수하는 것은 돈과 비용의 낭비이고요. 지금도 디젤엔진으로 충분히 단시간에 전지 충전을 하고,
발전기 디젤엔진보다는 전지 성능때문에 스노켈 시간이 길기 때문입니다.
결론
-가스터빈 잠수함은 2차 세계대전에 처음 제안됨
-멀리 빠르게 갈려고 가스터빈 잠수함을 영국에서 제안된 적이 있었음
-디젤 AIP의 소리를 고래처럼 들리게 하는 특수 잡음발생 장비도 고려한 적이 있음
-장보고3에 넣으면 좋겠지만 적용은 힘들지 않을까?
대표 이미지
SSGT 1.jpg
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- besthykochu (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-16 13:44:08
- 정말 해박한 무기체계 지식에 찬사와 추천을 올립니다!
저는 요즘 F-35C의 가격이 너무 비싼 점에 대해서 상당한 의문이 듭니다>
F-22가 없는 미해군에게 F-35C는 도대체 무슨 장비를 어떻게 하길래 그렇게 비싼 것인지요?
날개 좀 크게 늘려 항속거리 길게 한다고 그렇게까지 비싸지지는 않을텐데요...
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- 도날드 닭씨 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-16 15:22:17
- 갑자기 궁금해 지는 것이 기존 디젤 잠수함의 스노켈로 들어오는 공기만으로 가스터빈을 가동 시킨다면 기존 디젤엔진 대비 얼마만한 출력이 나올까 하는 부분입니다.
보통 가스 터빈이 디젤엔진보다 5~10 배 정도의 공기를 더 필요로 한다고 알고 있는데 그렇다면 기존 디젤 엔진의 1/10 정도의 출력이 나온다고 보면 될까요.
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- seoul70 (180.70.xxx.xxx)
- 2015-03-16 15:03:38
- 충전을 위해 그 조그마한 슈노켈을 수면에 내어놓고 운항하는 그 순간도 피탐성 증가로 위험하다고 해서 AIP도 도입하고 하는게 현대 디젤 잠수함인데, 하물며 슈노켈보다 훨씬 대형인 세일(가스터빈 작동용 공기 흡입을 위한)을 내놓고 항해한다는건 잠수함의 유일한
장점인 은밀성을 포기하는 거죠. 가스터빈을 포기한 이유가 다 있는거죠.
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- 길을가다 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-16 14:12:04
- 영국이 포클랜드같은 곳에 재래식 잠수함을 보낼려면 현재의 속도로는 언제 도착할지 까마득해서 SSGT같은 개념을 생각했을것 같네요.
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- 길을가다 (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-16 14:08:07
- 2차전지는 충전시간이 필요한데 잠수함에서 사용하는 대형 납축전지의 충전시간은 얼마나 걸리는지 모릅니다만 잠수함의 스노클링 시간이 짧아질려면 충전시간이 짧아져야겠죠.리튬이온 전지를 사용하더라도 납축전지보다 충전시간이 훨씬 길다면 리튬이온 전지의 충전밀도가 높더라도 비효율적이구요.역시 잠수함용 리튬이온 전지의 충전시간에 대해서는 아는게 없습니다.
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- hykochu (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-16 14:02:58
- 답변 감사합니다!
SSGT 개념은 대단하네요~
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- maxi(김민석) (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-16 13:57:14
- hykochu 님/이게 해군 F-35C 가격은 기능 문제도 있지만 해군이 의도적으로 양산수량을 줄일려는 시도를 계속 해서 오르는 것이기도 합니다.. 공군과 달리 6세대 타령이나 무인공격기 타령을 하는것도 사실 35 양산수량 줄이기의 명복으로 봐야 하지 않을까요?
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- hykochu (218.145.xxx.xxx)
- 2015-03-16 13:44:08
- 정말 해박한 무기체계 지식에 찬사와 추천을 올립니다!
저는 요즘 F-35C의 가격이 너무 비싼 점에 대해서 상당한 의문이 듭니다>
F-22가 없는 미해군에게 F-35C는 도대체 무슨 장비를 어떻게 하길래 그렇게 비싼 것인지요?
날개 좀 크게 늘려 항속거리 길게 한다고 그렇게까지 비싸지지는 않을텐데요...
