- 오른쪽으로 선회 중인 트라팔가급 3번함 HMS 타이어레스(Tireless). 음향흡수 타일로 덮혀진 특유의 투박한 외형이 인상적이다. <출처: 영국 국방부>
개발의 역사
영국은 유럽 국가이면서도 유럽 대륙에 속해 있지 않은 섬나라다. 이러한 지리적인 여건에 따라 프랑스, 독일과 달리 영국은 해군력을 중요하게 생각한다. 2차 대전 당시 유럽 대륙의 대부분이 독일에게 점령을 당하였지만 섬나라인 영국은 항복하지 않았다. 사실 2차 대전에서 영국이 버틸 수 있었던 요인 중에서 해군력이 가장 컸다. 독일 해군의 잠수함이 대서양에서 활약하였지만 사실상 영국의 해군력에 비할 바는 아니었다. 치열한 해상대결 끝에 1943년 중반부터 대서양에서의 전세가 역전되기 시작하였고, 1944년부터는 독일 해군 잠수함의 활동이 크게 줄어들었다.
- 영국 해군 최초의 공격형 원자력추진 잠수함 HMS 드렛노우트함(S101) <출처: Dreadnought Association>
이처럼 해군력을 중시하는 영국은 냉전의 시기에도 소련 해군의 진출에 적극적으로 대응하였다. 소련의 지리적인 여건상 유럽지역에 주둔하는 북방함대, 발틱함대, 흑해함대는 대양으로 진출할 때 반드시 영국 근처를 지나가야 한다. 북양함대가 북대서양에서 남하하려면 GIUK(그린랜드~아이슬란드~영국) 차단선을 통과해야하며, 발틱함대의 경우에도 덴마크 해협을 지나면 영국 근처를 지나가야 한다. 흑해함대가 지중해에서 인도양으로 진출하려면 수에즈 운하를 지나야 하고, 대서양으로 진출하려면 지브롤터를 지나야 한다. 이러한 소련 해군의 약점을 잘 알고 있는 영국은 2차 대전 이후 경제적인 어려움에도 불구하고 막강한 해군력을 계속 유지하였다. 2차 대전 초기에 독일 해군의 비스마르크(Bismark) 전함을 추격, 격침하는 과정에서 영국 해군은 항공모함의 가치를 극적으로 체험한 바 있다.
영국 해군의 함대 잠수함
독일 해군이 해상 전투함과 분리하여 잠수함을 개별적으로 운용하는 공세적인 방어전이라면 영국 해군은 항모기동함대를 중심으로 공격적인 해상작전을 전개하였다. 따라서 영국 해군의 잠수함은 홀로 은밀하게 활동하는 방식이 아니라 기동함대의 일부로 편성되어 함대의 항로를 방해하는 적 함정을 추적, 공격하는 공세적인 성격이 강하다. 이러한 배경으로 영국 해군은 다른 국가에서 공격 잠수함(attack submarine)으로 부르는 함종을 함대 잠수함(fleet submarine)이라고 부른다. 영국 해군의 이러한 잠수함 운용개념은 특히 1950년대에 원자력추진 기관이 실용화되면서 더욱 활발해졌다. 디젤 엔진과 달리 외부 공기가 전혀 필요 없는 원자력추진 잠수함은 수중에 계속 머물면서 공세적인 작전을 펼치기에 부족함이 없었다. 특히 소련 해군의 잠수함이 대서양으로 남하하기 힘들면서 안전한 북극해의 빙하 아래에 잠복하는 경우가 늘어나자 영국 해군의 공격원잠은 북극해까지 진출하여 소련의 잠수함을 추적하였다.
- 트라팔가급이 취역하기 이전에 영국 해군의 주력 공격원잠이었던 스위프트슈어급 <출처: 영국 해군>
냉전 시기에 공격원잠으로 작전을 전개하던 영국 해군은 1970년대에 경제사정이 어려워지자 아끼던 항공모함을 포기하였지만 공격원잠은 계속 유지하려고 노력하였다. 1963년에 영국 해군 최초의 원자력추진 잠수함인 드레드노트(HMS Dreadnaught, S101)함이 취역한 이후 밸리언트(Valiant)급, 처칠(Churchill)급, 스위프트슈어(Swiftsure)급을 거치면서 기술적으로 계속 발전하였다. 스위프트슈어급을 대체하기 위해 개발된 트라팔가(Trafalgar)급은 영국 해군의 5세대 공격원잠이다.
공격력과 생존성의 향상
트라팔가급의 가장 큰 특징은 공격원잠이면서도 전력원잠에 뒤지지 않는 타격능력을 보유하고 있다는 점이다. 영국 해군은 스위프트슈어급 중에서 4척을 개조하여 토마호크(Tomahawk) 순항미사일을 처음으로 탑재하였다. 코소보 내전 당시 토마호크 순항미사일을 실전에 투입한 영국 해군은 아프가니스탄 및 이라크 전쟁에서도 중요한 지상타격 무기로 사용하였다. 토마호크 순항미사일의 가치를 인식한 영국 해군은 트라팔가급 공격원잠부터 기본 무장으로 탑재하고 있다. 트라팔가급은 사거리가 1,700 km에 달하는 토마호크 블록(Block) IV 순항미사일을 탑재하며, 전략원잠에 뒤지지 않는 전력을 가진다.
- 해상기동훈련 중인 HMS 트렌천트함.영국 해군 잠수함 특유의 복잡한 외형이 돋보인다. <출처: 미 해군>
생존성을 높이고자 트라팔가급은 능동식 소나(active sonar) 탐지에 대비하여 음향이 반사되지 않는 특수 타일(anechoic tiles)로 선체를 감싸고 있다. 이러한 특수 타일은 강력한 초음파 파동을 자체에서 흡수하여 다시 반사하지 않는다. 그리고 수동식 소나(passive sonar) 탐지에 대비하여 선체에서 발생하는 소음을 줄이도록 설계되어 있다. 특히 잠수함에서 대부분 사용하는 프로펠러(propeller)를 대신하여 펌프 제트(pump jet) 추진방식을 채택한 점이 대표적인 소음절감 노력이라고 할 수 있다. 고속으로 회전하면서 물거품과 잡음을 만드는 프로펠러와 달리 펌프 제트는 구동장치가 잠수함 내부에 설치되어 소음 발생이 거의 없다.
- 수면으로 부상하고 있는 HMS 탈렌트(Talent)함 <출처: 영국 국방부>
건조와 실전배치
트라팔가급의 선도함인 트라팔가함(HMS Trafalga)은 1977년 4월 7일에 건조계약이 체결되었고 1979년 4월 25일부터 건조가 시작되었다. 1981년 7월 1일 진수식을 마친 트라팔가함은 의장 공사와 해상시험을 거쳐 1983년 5월 27일에 취역하였다. 개발과정에서 다양한 신기술이 많이 적용된 트라팔가급은 비용이 계속 증가하였고, 선도함이 취역할 무렵에는 1척의 가격이 2억 파운드까지 상승하였다. 비용이 크게 상승하자 건조예산의 승인과정에서 논란이 많았다. 그러나 항공모함이 없는 상황에서 영국 해군의 전력을 유지하기 위해서는 공격원잠의 필요성이 인정되었고, 1983년 5월부터 1991년 10월까지 7척이 취역하였다.
- 기지에서 출항 중인 HMS 트라팔가(Trafalga)함 <출처: Brian Burnell at wikimedia.org>
1980년대 후반에 캐나다 정부는 10~12척의 공격형 잠수함 도입을 추진하면서 트라팔가급 공격원잠을 후보로 검토하였다. 그러나 높은 가격으로 인하여 도입을 포기하고 말았다. 참고로 선도함인 트라팔가함의 명칭은 1805년에 프랑스와 스페인 연합함대를 물리친 트라팔가 해전의 승전을 기념하여 붙여졌다.
- 해상작전 중에 영국 해군의 멀린(Merlin) 대잠헬기와 접촉하는 HMS 터뷸런트(Turbulent)함 <출처: 영국 국방부>
특징
선체
냉전이 한창이던 1970년대에 설계가 시작된 트라팔가급은 전형적인 공격형 원잠으로 정숙한 항해성능과 더불어 막강한 타격력을 가진 점이 특징이다. 특히 북극해의 빙하에서 소련의 원자력 잠수함을 추적할 수 있는 항해성능은 본래의 공격임무를 수행하기에 충분하다.
- 얼어붙은 북극해에서 작전 중인 HMS 타이어레스(Tireless)함. 트라팔가급은 북극해 작전을 염두에 두고 개발되었다. <출처: 미 해군>
트라팔가급의 선형은 물방울형이 아닌 궐련(cigar)형으로 설계되었다. 내압선체의 단면은 원형이지만 선체의 외부는 직선을 많이 사용하여 다른 잠수함과 구별되는 매우 독특한 외형을 가지고 있다. 그리고 선체의 외부는 소음을 줄이도록 음향흡수 타일(anechoic tile)로 덥혀 있다. 선체의 강도는 수심 300m까지 잠수할 수 있다. 선체의 내부는 앞쪽부터 어뢰실, 거주구역, 전투통제실, 원자로, 기관실의 순서로 배치되어 있다. 그리고 원자력추진 잠수함이니만큼 방수구역과 방사선 차단벽으로 완전하게 구분하고 있다.
- 잔잔한 바다에서 항해 중인 HMS 탈렌트(Talent)함. 선체를 둘러싸고 있는 음향흡수 타일을 확인할 수 있다. <출처: 미 해군>
북극해에서 작전할 때 얼음을 깨고 부상할 수 있게 세일(sail), 조향타(fin)가 견고하며 잠항타는 접을 수 있다. 스위프트슈어급보다 커진 선체 내부에 토마호크 순항미사일을 추가로 탑재할 수 있는 공간을 확보하고 있다.
기관
원자력추진 기관은 영국 롤스로이스(Rolls-Royce)에서 제작한 PWR1 원자로를 사용하여 고온으로 가열한 증기로 GEC 터빈을 구동하는 방식이다. 선도함인 트라팔가함은 일반적인 프로펠러를 사용하지만 2번함부터 펌프 제트 방식으로 추진한다.
- 항해 중인 HMS 토베이(Torbay)함의 모습에서 펌프 제트 특유의 항적을 확인할 수 있다. <출처: 영국 국방부>
원자력 기관이 정지할 경우에 대비하여 별도로 2대의 디젤엔진을 탑재한다. 비상시에는 디젤엔진으로 발전기를 구동하여 발생하는 전기를 사용하여 비상용 전기 추진기를 구동한다. 비상용 전기구동기는 평소에 선체 내부에 격납하며 비상시에만 외부로 펼쳐서 사용한다. 실제로 2000년에 타이어레스(HMS Tireless, S88)함이 항해 중에 원자로 냉각회로가 고장이 나는 사고가 있었다. 이때 원자로 가동을 중지한 채로 비상용 디젤엔진을 가동하여 자력으로 귀환하였다.
전투체계
트라팔가급은 BAE 시스템즈(BAE Systems)에서 개발한 잠수함통제체계(SMCS, Submarine Command System)와 링크 11(Link 11) 데이터링크(datalink)를 탑재하고 있다. 영국 해군이 독자적으로 개발한 전술정보 전투체계인 SMCS는 1983년에 트라이던트(Trident) 탄도미사일을 탑재하는 뱅가드(Vanguard)급의 전투체계로 개발이 시작되었다.
- 수면 위로 보이는 트라팔가급 공격원잠의 잠망경 마스트 <출처: 영국 국방부>
1세대 SMCS를 개량한 2세대 SMCS는 전술임무를 수행하는 스위프트슈어급, 트라팔가급에 탑재하도록 개발되었다. 기본적으로 유닉스(UNIX) 시스템과 같은 상용전자기술을 기반으로 개발하여 개발비용을 절약하고 있으며 입수한 정보를 실시간으로 처리하여 시각적으로 표시한다.
소나(sonar)
선체의 앞쪽(bow) 내부에 대형 능동/수동 저주파 소나를 탑재하고 있다. 잠수함에 따라 마르코니(Marconi) 2072형, 플레시(Plessey) 2020형, 마르코니/플레시 2074형 소나가 탑재되어 있었다. 그리고 함미에는 페란티(Ferranti) 2046형 능동 저주파 견인식 소나를 탑재하였다. 이후 성능개량을 하면서 모두 페란티/톰슨(Ferranti/Thomson) 2076형 소나로 교체되었다. 2076형 소나는 함수 소나, 측면배열 소나, 견인식 소나를 모두 포함하는 통합형 소나 체계이며 적 함정뿐 아니라 기뢰까지 탐지 가능하다.
- HMS 트라이엄프(Triumph)함의 세일 부분으로 선체를 덮고 있는 음향흡수 타일을 확인할 수 있다. <출처: netmarine.net>
무장
공격형 원잠인 트라팔가급의 주요 무장은 토마호크 블록 IV 순항미사일과 스피어피시(Spearfish) 중어뢰이다. 5문의 21인치 (533 mm) 중어뢰발사관을 가지고 있는 트라팔가급은 순항미사일과 중어뢰를 최대 30발까지 탑재할 수 있다. 토마호크 순항미사일은 별도의 발사장치가 아닌 중어뢰발사관을 사용하여 발사한다. 중어뢰발사관에서 사출된 순항미사일은 부스터(booster)를 사용하여 수면 위로 상승하며 순항고도에 이르면 내부의 터보팬 엔진(turbo fan)을 사용하여 비행한다.
- 수면 위로 발사되는 토마호크 순항미사일 <출처: Raytheon>
토마호크 순항미사일은 미 해군의 중요한 무기체계로 영국에만 유일하게 수출하였다. 장거리 정밀타격이 가능한 토마호크 순항미사일을 항상 탑재할 수 있는 트라팔가급은 종전에 하푼(Harpoon) 대함 미사일을 탑재하던 스위프트슈어급과 비교할 때 공격력이 크게 향상되었다.
- 잠수함에 탑재되고 있는 스피어피시 중어뢰 <출처: BAE Systems>
재래식 공격무기인 스피어피시(Spearfish) 중어뢰의 사거리는 26 km/65노트, 31.5 km/50노트이다. 공격 시 최대속도는 55노트이며 300kg 탄두를 탑재하고 있다. 보통 잠수함의 수중 속도가 30 노트 정도이므로 스피어피시에 포착된 적 함정은 공격을 피하기 힘들다.
동급함 (뱅가드급, 총 7척)
- 대서양에서 미 해군 군수지원함과 나란히 항해하고 있는 HMS 토베이(Torbay)함 <출처: 미 해군>
함번 | 함명 | 착공 | 진수 | 취역 | 건조 | 비고 |
S107 | 트라팔가 (Trafalga) | 1979.4.25 | 1981.7.1 | 1983.5.27 | 비커스 조선소 (Vickers Shipbuilding and Engineering) | 2009년 퇴역 |
S87 | 터뷸런트 (Turbulent) | 1980.5.8 | 1982.12.1 | 1984.4.28 | 비커스 조선소 (Vickers Shipbuilding and Engineering) | 2012년 퇴역 |
S88 | 타이어레스 (Tireless) | 1981.6.6 | 1984.3.17 | 1985.10.5 | 비커스 조선소 (Vickers Shipbuilding and Engineering) | 2014년 퇴역 |
S90 | 토베이 (Torbay) | 1982.12.3 | 1985.3.8 | 1987.2.7 | 비커스 조선소 (Vickers Shipbuilding and Engineering) | 2017년 퇴역 |
S91 | 트렌천트 (Trenchant) | 1985.10.28 | 1986.11.3 | 1989.1.14 | 비커스 조선소 (Vickers Shipbuilding and Engineering) | 현역 |
S92 | 탈렌트 (Talent) | 1986.5.13 | 1988.4.15 | 1990.5.12 | 비커스 조선소 (Vickers Shipbuilding and Engineering) | 현역 |
S93 | 트라이엄프 (Triumph) | 1987.2.2 | 1991.2.16 | 1991.10.12 | 비커스 조선소 (Vickers Shipbuilding and Engineering) | 현역 |
- 연안에서 물결을 일으키며 항해 중인 HMS 타이어레스(Tireless)함 <출처: 영국 국방부>
운용현황
- 석양을 배경으로 항해 중인 HMS 트라이엄프(Triumph)함 <출처: 영국 국방부>
트라팔가급 공격원잠은 모두 7척이 취역하여 구형 스위프트슈어급 6척을 대체하였다. 후속함인 아스튜트(Astute)급 공격원잠 7척이 순차적으로 취역하면서 4번함까지 퇴역하고 5번함 이후 3척만 현역에 머물고 있다.
- 수면으로 부상하여 수에즈 운하를 통과 중인 HMS 트라이엄프(Triumph)함 <출처: 영국 국방부>
트라팔가급 5번함은 2019년, 6번함은 2021년, 7번함은 2022년까지 현역에 머물다가 퇴역할 예정이다. 후속함인 아스튜트급은 3번함까지 취역하였으며 현재 4번함이 해상시험 중이다. 트라팔가급 공격원잠은 영국 해군 잠수함의 모기지인 데본포트(Devonport)에 배치되어 있다.
제원
- 함명: 트라팔가급
- 함종: 원자력추진 공격잠수함(SSN)
- 배수량: 4,816톤(수상), 5,292톤(수중)
- 전장: 85.4m
- 전폭: 9.8m
- 흘수: 9.5m
- 최대속도: 32노트(수중)
- 승조원: 130명 (사관 18)
- 주기관: 롤스로이스 PWR 1 원자로 × 1, GEC 증기터빈 × 2(15,000 마력), 1축 추진(펌프 제트), WH Allen 터보 발전기 × 2(3.2MW), Paxman 디젤발전기 × 2(2,800마력), 비상용 전기모터 × 1, 비상용 추진기 × 1
- 무장(미사일): 토마호크 블록 IV 순항미사일 × 20(최대)
- 무장(어뢰): 21인치(533mm) 어뢰발사관 × 5, 스피어피시 유선유도 중어뢰 × 20(최대)
- 방어체계: SSE Mk.8 기만발사기 × 2 (2066형 어뢰기만기, 2071형 어뢰기만기 발사용)
- ESM: 탈레스 UAA4
- 레이더: 켈빈 휴즈(Kelvin Hughes) 1007형 항해레이더
- 소나: TUSL 2076형 통합형 소나체계, TUSL 2077형 수중통신 소나체계
저자 소개
이재필 | 군사 저술가
항공 및 방위산업 분야에 대한 깊은 관심과 실무적 경험을 바탕으로, 군용기와 민항기를 모두 포함한 항공산업의 발전과 역사, 그리고 해군 함정에 대해 연구하고 있다. 국내 여러 매체에 방산과 항공 관련 원고를 기고하고 있다.
