인터넷이나 신문기사들을 보면 이런 주장이 자주 나오곤 합니다.
'북한의 SLBM 탑재 잠수함을 상대하려면 한국도 핵잠수함을 보유해야한다.'
지난 에피소드에서 저는 수심이 낮은 천해에서 잠수함전과 대잠수함 모두 난해하다는 것을 보여드렸습니다.
이번에는 '시끄러운 경운기'로 유명한 중국의 한급 핵잠수함을 조용하다고 알려진 영국의 트리팔가급 핵잠수함으로 수색 및 추격하는 <튜토리얼> 시나리오를 통해 잠수함의 대잠수함전이 얼마나 골치아픈지 보여드리고자 합니다.
저에겐 핵잠수함중에서도 시끄러운 녀석조차 이토록 감지가 어려운데 디젤 잠수함은 얼마나 추적하기 어려울지 생각해보는 시간이 되었습니다.
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이번 튜토리얼의 내용은 이렇습니다.
- 예인 선배열 소나의 배치
- 수렴지대를 이용한 접촉을 숙달 / 수렴지대 : 특성이 서로 다른 해수들로 인해 유난히 수동소나로 표적을 잘 감지할 수 있는 지대
- 선유도 어뢰의 운용
튜토리얼답게 먼저 설명이 좌르륵 나옵니다. 요약하자면 다음과 같습니다.
지금까지의 튜토리얼은 기본적으로 잠수함보다 시끄러운 수상함들을 상대했으나 이번 시나리오는 잠수함으로 잠수함을 상대해봅니다. 잠수함은 기본적으로 수상함보다 조용한 동시에 심도를 조절할 수 있기 때문에 추적이 훨씬 어렵다고 합니다.
트리팔가급 핵잠수함은 함수소나의 탐지거리가 긴 덕분에 현재 해역에서는 수렴지대(Convergence Zone)가 4군데나 형성되어있습니다(스크린샷의 엷은 연두색 원).
한편, 이번 시나리오에서는 표적뿐만 아니라 수생생물같은 다른 소음원들이 있으니 신중하게 식별작업에 임하라고 합니다.
지금까지의 튜토리얼에서는 ESM, 함수소나, 그 외의 수단들로 표적을 추적했습니다.
반면에 해상에서 적 잠수함을 추적하는 이번 튜토리얼에서는 예인 선배열 소나(Towed Array Sonar)를 사용하여 먼거리의 적 잠수함을 감지하는 동시에, 아측 잠수함이 더 얕은 심도에서 깊은 심도에 위치한 적 잠수함을 추적할 것이라고 합니다.
예인 선배열 소나에 대해서 좀 더 설명이 있습니다. 함수소나로는 수온약층 기준으로 같은 층에 위치한 적 잠수함만을 탐지할 수 있다고 합니다. 그러나 예인 선배열 소나가 있다면 아측 잠수함보다 아래층에 위치한 적 잠수함까지 탐지할 수 있다고 합니다.
그러므로 아측 잠수함은 함수소나로는 수온약층 위쪽을 탐지하는 동시에 예인 선배열 소나로는 수온약층 아래쪽을 탐지하기 위해서 심도를 수온약층 바로 위쪽인 344피트(104미터)를 유지할 것입니다.
이건 제가 쓰면서도 부연설명이 필요하시겠다는 생각이 듭니다.
사실 위에서 언급된 내용은 수온약층이라는 개념때문에 이를 모른다면 이해가 난해합니다. 그래서 부연설명을 드리고자 합니다.
수온약층(Thermocline)은 바람에 의해 격렬하게 움직이는 동시에 낮에는 햇빛을 받아 따뜻한 편인 표층의 바닷물과 거의 움직이지도 않는 동시에 햇빛도 받지 않는 심층의 바닷물 사이에 형성되는 경계지점입니다(그림의 II). 이 이상의 디테일은 저의 전공분야가 아니라서 잘 모릅니다.
다만, 잠수함에게 중요한 요소라는 것만큼은 확실합니다.
잠수함이 수상함의 능동/수동소나에 피탐당하고 싶지 않으면, 아래 그림처럼 수온약층(노란표시) 속이나 아래로 내려가면 됩니다.
* 아예 안걸리는건 아닙니다. 정확히는 '100% 피탐당하지 않는다'보다는 피탐당하는 거리가 훨씬 짧아진다는 뜻에 가깝습니다. 마치 레이더와 스텔스기의 관계처럼 말입니다.
다만, 잠수함의 입장에서도 수온약층은 표적을 탐지하는 방해요소로 작용합니다. 위에서 상술하였던 '함수소나로는 수온약층 기준으로 같은 층에 위치한 적 잠수함만을 탐지할 수 있다'는 문장이 이제는 이해가 되실 겁니다.
함수소나로는 아래 그림에서 혼합층-혼합층 혹은 심해층-심해층만을 탐지할 수 있습니다.
그러나 예인 선배열 소나를 사용하면 아측 잠수함이 혼합층(엄밀하게는 수온약층 바로 위)에 위치해있더라도 수온약층과 심해층의 적 잠수함까지 탐지할 수 있게 됩니다.
정확히 기술하자면, 잠수함vs잠수함 대잠수함전에서 예인 선배열 소나를 탑재한 잠수함은 선수소나를 이용해 혼합층을 탐지하는 동시에 예인 선배열 소나를 이용해 심해층까지 탐지할 수 있습니다.
예인 선배열 소나는 잠수함에게 이러한 전술적 이점을 제공해줍니다.
그럼에도 불구하고 잠수함과 잠수함간의 대잠수함전(ASW)는 매우 어려운 작업이었습니다.
일단은 지시대로 북동쪽을 향해 5노트 속력에 수온약층 바로 위인 344피트(104미터)심도로 항주했습니다.
마침내 미상 잠수함과 접촉했습니다. 노란색으로 표시되어있다시피 정확한 위치는 아직 파악되어있지 않은 상황입니다.
구체적인 상황은 통제관이 설명해주었습니다. 현재 표적은 자함의 수렴지대(Convergence Zone, 엷은 연두색 원)에 위치해있기 때문에 자함에게 접촉당했습니다.
통제관은 표적과 접촉했으니 표적을 향해 접근하고 싶겠지만, 그리하면 표적이 수렴지대로부터 벗어나버려 수동소나로 표적의 정확한 위치를 특정지을 시간을 벌지 못하기 때문에 그러지 말라고 권고합니다. 실제로 시간을 벌지 않고 그냥 표적에게 접근해버리면 접촉을 영영 잃어버립니다!
통제관은 수렴지대를 이용해 표적과 충분히 접촉을 유지하라며 속력 5노트 유지 및 서쪽이나 동쪽으로 변침하라고 지시했습니다.
계속 수렴지대를 이용해 접촉을 유지했습니다. 표적을 식별하여 중국의 한급 핵잠수함임을 확인했습니다.
이때 통제관은 DB를 보며 중국의 한급 핵잠수함과 영국의 트리팔가급 핵잠수함이 방사하는 소음이 얼마나 차이나는지 확인해보라고 했습니다. 확인해보니 중국의 한급은 90년대 후반 극초저파(VLF) 수동소나 기준으로 140dB이었고, 트리팔가급 핵잠수함은 100dB이었습니다.
통제관은 이 프로그램에서 일반적인 잠수함은 120dB으로 설정되어있으며, 140dB과 100dB의 차이는 제트전투기 이륙소음과 전동드릴의 차이라고 일러주었습니다.
이제 통제관은 본론으로 들어갔습니다.
표적 잠수함을 추적하기 위해서는 일단 현재의 속력과 침로를 유지하면서 표적의 위치, 속력, 침로를 획득하라고 합니다.
그러다가 표적이 수렴지대(옅은 연두색원)에서 벗어나서 접촉을 잃어버리면, 접촉을 잃어버린 지점까지 최대한 빠른 속력으로 항주하라고 합니다.
접촉을 잃어버린 지점에 도착하면 다시 5노트로 감속 및 표적이 향한 침로로 변침한 상태에서, 표적이 다시 수렴지대에 들어오면 다시 접촉을 유지하면서 표적의 위치, 속력, 침로를 다시 획득하라고 합니다.
위의 과정을 반복하여 획득한 위치, 속력, 침로를 이용하여 표적의 음영지대(Baffle, 프로펠러의 존재로 인해 수동소나로 감지하지 못하는 지역)로 들어가서 어뢰로 표적을 격침시키라는게 통제관의 지침이었습니다.
역시 통제관의 말대로 현재 자함은 예인 선배열 소나로 표적을 감지중이었습니다.
자함은 속력 5노트, 심도 344피트(104미터), 침로 동쪽을 유지했습니다.
수렴지대를 활용하여 표적의 침로, 속력, 위치를 최대한 정확하게 획득하고자 의도했습니다.
드디어 표적의 침로와 속력을 획득했습니다. 침로는 진방위 242.8도이고 속력 20노트였습니다.
그러나 아직도 위치값의 오차가 68.8해리(127km)가 넘었습니다.
결국 통제관의 말대로 수렴지대를 벗어난 표적과 자함은 접촉을 잃어버렸습니다.
마지막으로 심도까지 획득하였는데 해저면에 있는 것으로 파악되었습니다. 예인 선배열 소나가 수온약층아래까지 제대로 감지해내고 있음을 알 수 있었습니다.
보시다시피 표적이 수렴지대를 벗어나면 아예 감지가 안되고 있습니다.
다르게 생각하자면, 수렴지대가 없으면 잠수함이 잠수함을 추격하는건 기대할 수 없다고 봐야겠습니다.
참고로 수렴지대가 존재하지 않는 가장 대표적인 해역은 바로 수심이 낮은 천해입니다.
통제관의 지침은 표적과 접촉을 잃어버린 지역으로 향한 뒤에 수렴지대를 활용하여 표적과 재접촉하라는 것이었습니다.
그러나 이 방법은 이 시나리오에서는 통하지 않았습니다. 왜냐하면 표적이 어느정도 해역을 벗어나면 실패판정이 뜨면서 시나리오가 바로 종료되어버렸기 때문입니다.
이에 저는 통제관의 지침을 약간 바꿨습니다. 골자는 지난 에피소드에서 호위함을 요격했던것처럼 자함이 미리 랑데뷰지점까지 기동하는 것이었습니다.
표적의 침로 진방위 242.8도와 20노트 x 2시간 = 40해리로 첫번째 랑데뷰지점을 설정했습니다.
자함과 첫번째 랑데뷰지점까지는 47.8해리(88km) 떨어져 있었습니다.
그래서 23노트 x 2시간 = 46해리로 기동했습니다.
첫번째 랑데뷰지점에 거의 다 도착했습니다. 표적과 다시 수동소나로 접촉하기 위해 5노트로 감속했습니다.
그러나 1시간 가까이 5노트 유지하며 기다려보았으나 표적과 재접촉하는데 실패했습니다. 일단 속력 5노트 유지하며 표적의 침로였던 242.8으로 변침했습니다.
그렇게 다시 1시간을 기다리니 표적과 재접촉하는데 성공했습니다.
역시 수렴지대에서 발견되었습니다. 이렇게 잠수함은 잠수함을 공격은 커녕 추격하는 것조차 어렵습니다.
심지어 현재 표적은 핵잠수함중에서도 가장 시끄러운 한급입니다.
오차값이 많이 줄어들긴 했지만 아직도 위치값의 오차가 70km나 됩니다.
또다시 접촉을 잃었습니다.
다음 랑데뷰지점은 표적침로 242.2도 및 20노트 x 3시간 = 60해리로 설정했습니다.
자함과 마지막 랑데뷰지점까지는 122.23해리(226km)나 떨어져 있었습니다.
침로는 254.1도였고 자함은 32노트 x 3시간 = 96해리 항주해야했습니다.
랑데뷰지점까지 26.3해리나 부족했지만 제가 할 수 있는 최선이었습니다.
역시 랑데뷰지점에 도착하지 못했습니다.
그냥 탐지라도하고 다시 시도해보자는 마음으로 15노트까지 감속했습니다. 그런데?
니가 왜 거기서 나와????
감속하보니 대략 3해리(5.5km)정도에서 갑자기 표적이 나타났습니다.
이 지경이 되도록 서로가 서로를 못봤던 겁니다!!!
저는 바로 스피어피쉬 중어뢰 1발을 발사하라 명령했습니다.
트리팔가급에는 타이거피쉬 중어뢰와 스피어피쉬 중어뢰가 있었습니다. 타이거피쉬는 수상함, 스피어피쉬는 대잠에 특화된것으로 보였습니다.
스피어피쉬의 가장 큰 특징은 12해리를 80노트(148km/h)라는 엄청난 속도로 항주할 수 있는 점이었습니다.
스피어피쉬 중어뢰가 유선유도되며 맹렬하게 달려갔습니다.
스피어피쉬 중어뢰가 자체 시커로 표적을 감지해냈습니다.
그리고 명중!
표적이 격침판정되어 시나리오가 종료되었습니다.
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보셨다시피 잠수함과 잠수함간의 교전은 수온약층이니 수렴지대이니 같은 원리부터가 골치아플뿐더러, 그 원리를 실제로 적용하는 것도 난관이 많습니다.
이미 써놓은 사항이지만 이 시나리오는 가장 시끄러운편인 중국의 한급 핵잠수함을 추격했습니다.
하지만 저는 놓칠뻔했을뿐만 아니라 갑자기 코앞인 3해리에서야 운좋게 발견했습니다. 발견하기 전까지는 서로가 서로의 존재를 모른채 나란히 헤엄치고 다닌셈입니다.
그런데 핵잠수함보다 더 정숙성이 뛰어난 디젤잠수함을, 그것도 수렴지대가 형성되지 않는 서해같은 천해에서 추적해야한다는 상황은 굳이 강조하지 않아도 될 거 같습니다.
심지어 제가 한급을 추적하기 위해 돌아다닌 거리만해도 한 300km정도 되었습니다. 이보다 더 좁은 해역에서는 매우 곤란할 것입니다.
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아무튼 잠수함의 세계는 뭔가 교묘한 지점들이 많고 파고들것도 많아서 무척 재미있는거 같습니다.
댓글
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작성자_Arondite_ 작성시간 21.07.19 오홍...뭔가 머리속에 여러가지가 떠오르는데 정리가 안되네요. 늙었내벼...흠...
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작성자델카이저 작성시간 21.07.19 1. 말씀하신 문제 때문에 요즘에는 온도층 위에서 돌아다니는 애들 찾기 위해서 위성을 쓴다더군요.. 원리는 저도 잘 모르겠는데..
2. 말씀대로 찾기 힘드니까 옛날 구소련이나 미국이 했듯이 원잠 가지고 북한 잠수함 기지에 죽치고 앉아 있다가 나오면 미행한다...는 시나리오 아니겠습니까? 우리가 얼마나 원잠을 뽑을 수 있느냐는 별개로...
3. 사실 유구한 전통 중에 하나는 북한의 무기가 대한민국의 존망을 위협하는 심대한 위협이기 때문에 국가가 전력을 기울여서 대항 무기를 도입해야 한다..는 것이기도 합니다.
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답댓글 작성자cjs5x5 작성자 본인 여부 작성자 작성시간 21.07.19 3. 그런 주장은 언제든지 제기 될 수 있습니다. 하지만 그런 주장들의 문제는 우리가 지불해야하는 비용과 우리가 얻을 수 있는 효용을 따져보지 않는다는 점에 있습니다.
우리나라와 미국은 지난 정상회담에서 '한반도 비핵화'에 대한 공약을 재확인한 바 있고, 우리가 핵을 이용할시 미국과 IAEA등에 통보하는 것이 '동맹의 징표'라고 못박아둔 상황입니다. 이런 상황에서 고농도 핵연료 농축을 필요로 하는 전략병기를 도입하려면 유무형의 정치적 대가를 지불할 수 밖에 없습니다. 반면, 우리가 얻을 수 있는 효용은 크지 않다는 것이 제가 작성한 본문의 내용입니다.
저는 굳이 우리나라가 핵잠수함을 운용할 필요가 없다고 생각합니다. 특히 북한의 SLBM 탑재 잠수함을 감시하는 용도로는 말입니다. 북한의 SLBM은 우리뿐만 아니라 미국 본토를 향한 안보위협이니까요.
저라면 미국에게 이렇게 말할겁니다.
'우리는 당신네 잠수함들이 북한 영해에서 마음껏 작전하도록 협조할테니, 미 본토를 타격할 수도 있는 북한 잠수함은 당신들이 핵잠수함으로 1차 마크하고, 우리는 북한 잠수함을 수상함 등의 대잠세력으로 2차적으로 상대하겠습니다.' -
답댓글 작성자cjs5x5 작성자 본인 여부 작성자 작성시간 21.07.19 2. 실제로 미국 잠수함이 콜라반도의 소련 잠수함기지 90마일(144km)쯤에서 추적하다가, 근거리에서 양측 잠수함이 서로에 대한 접촉을 잃어버려 충돌을 일으킨 사례가 있습니다. 이 정도로 잠수함이 잠수함을 추적하는 작업은 매우 어렵습니다.
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잠수함 충돌사고(5)
1993년 3월 20일 미국 잠수함 USS Grayling(Sturgeon급 SSN)과 러시아 잠수함 K-407 Novomoskovsk(델타4급 SSBN)은 러시아 해군 기지 Severomorsk 해군기지 북쪽 90마일 근해(Kola반도 인근)에서 충돌했습니다. 이때 미잠수함은 러시아 잠수함을 추적하던 중이었습니다.
Novomoskovsk는 훈련중이었는데 할당된 훈련구역 상단에 도착하자 남쪽으로 변침하였고 이때 심도는 74미터, 속도는 16~18노트 였습니다. 변침 20분후 선체가 찢어지는 충돌소음을 들었고 곧이어 소나에서 잠수함 표적소음을 들었습니다. -
답댓글 작성자cjs5x5 작성자 본인 여부 작성자 작성시간 21.07.19 cjs5x5 Grayling은 표적을 155~165도 방향에서 접촉하다 갑자기 소실하자 접근하기 위해 증속하여 소실방위로 접근하였습니다. 그리고 표적소음을 다시 접촉하였을 때는 1,000미터 이내의 근거리 였습니다. 긴급 회피를 위해 수면쪽으로 심도를 바꾸고 침로를 바꾸었지만 Grayling의 하부와 Novomoskovsk 상부는 충돌하였습니다.
양측 인명손실은 없었고 양측모두 경미한 선체손상이 있었습니다.
이 사고는 1년 전 러시아 근해에서 USS Baton Rouge와 러시아 Kostroma가 충돌한 시점이며 미국 클린턴과 러시아 옐친간 정상회담을 일주일 앞둔시점이었습니다.
수중에서 잠수함이 잠수함을 접촉하고 추적하는 것이 얼마나 어려운지를 보여주는 사례입니다.
출처 : Kommandant Choi