독일에 의존하고 있던 잠수함의 핵심기술을 개발해버린 한국

잠수함은 모든 해양 운송체계들중에서 가장 조밀한 구조를 가지고 있으며 잠수함은 치명적이며 은밀한 최고의 전쟁무기입니다.

깊은 바다에 조용히 잠항중인 잠수함은 모든 군함에게는 악몽과도 같습니다. 따라서 잠수함의 이러한 효력은 여러 전쟁에서 이미 증명되었습니다.

하지만 이런 최고의 전쟁무기에게 유일한 적은 적군의 잠수함이 아니라 바다 그자체입니다. 깊은 바다속의 압력은 잠수함을 박살낼 수도 있습니다.

깊은 바다에서 승무원들을 지켜내는 것은 잠수함의 압력선체입니다.

이 압력선체의 설계 고도화를 위해 지난 2019년에 국내 업체들이 뭉쳤습니다.

대우조선해양과 철강사인 포스코, 그리고 한국선급(KR)은 잠수함의 원천기술을 확보하기 위해 공동 연구개발 협약을 체결했습니다.

국내에서 유일하게 잠수함용 특수강을 공급하는 포스코의 HY강재를 기반으로 대우조선해양 산업기술 연구소와 포스코 철강솔루션 연구소, 그리고 한국선급 연구본부가 공동으로 연구에 참여했습니다.

협약은 오는 2021년까지 3개의 대과제 및 7개의 세부과제 수행을 통해 잠수함 설계 원천기술을 확보한다는 내용을 담고 있었습니다.

잠수함 압력선체는 외부 수압을 견디는 구조물로 승조원의 작전 수행 및 거주를 위한 공간입니다.

잠수함은 운항중 잠항과 부상을 반복하게 되는데 이러한 운항 조건에서 압력선체 용접부에 피로가 발생하지 않는 것이 중요합니다.

피로는 물체가 작은 힘을 반복적으로 받아 균열되고 파괴되는 현상을 말합니다.

그래서 잠수함의 압력선체의 피로설계 기술은 깊은 바닷속에서 작전을 수행하는 잠수함의 생존을 좌우하는 필수 기술로 꼽히고 있습니다.

압력선체는 잠수함의 잠항심도를 결정하는 가장 중요한 설계인자이며 또한 승조원과 탑재장비를 감싸며 외부 압력을 차단합니다.

압력선체의 재질과 중량 및 형상은 잠수함의 속력에도 큰 영향을 미칩니다.

따라서 잠수함 전체 중량의 38%~42%에 달할 정도로 큰 비중을 차지하는 압력선체는 그래서 잠수함 설계중에 핵심으로 꼽히고 있습니다.

209급 잠수함

우리나라는 1980년대에 독일 HDW 조선소로부터 209급 잠수함 9척과 214급 9척을 도입하는 과정에서 재래식 디젤잠수함 기술면에서 세계 최고 수준의 독일의 기술을 이전을 받아 핵심 부품제조 및 설계 기술을 확보했습니다.

이천톤급 이하의 일반 디젤잠수함에서 3000톤급 이상의 중형 잠수함으로 도약하려면 단순히 배수량과 크기가 대형화하는 측면뿐만 아니라

더 깊이 잠수함 능력을 갖추도록 잠수함의 재질과 엔진 및 구성품이 달라집니다.

그중에서 수압과 충격에 견딜 수 있는 특수함급강인 압력선체 제작 기술이 관건입니다.

국방과학연구소와 포스코는 공동으로 자체 개발한 HY80을 209급 잠수함 7번함인 이순신함 압력선체에 처음으로 사용했습니다.

3천톤급 도산 안창호함부터는 크롬과 몰리브덴을 첨가하고 니켈을 0.25% 더 함유한 HY100을 사용했습니다.

HY100강은 최대 잠항심도가 610m로 214급 잠수함의 압력선체 외관과 프레임 건조에도 사용되었고 도산안창호함의 압력선체에도 적용되었습니다.

또한 들리는 소문에 의하면 도산 안창호함의 외부선체는 HY-100강으로 이루어져 있고, 내부선체는 HY-130강으로 이루어져 있다는 소문도 있습니다.

도산안창호함의 잠항심도를 600m이상이라고 말하는 이유는 HY 100을 사용하여 건조한 미국 시울프급의 최대 잠항심도는 약 600m로 알려져 있으며 HY-80으로 스펙다운된 버지니아급의 최대 잠항심도는 약 480m이므로

HY-100

HY 100을 사용한 시울푸급의 잠항심도가 약 600m이므로, 그보다 강한 HY-130을 일부사용한 도산 안창호함의 최대 잠항심도를 600m 이상일 것으로 추정하고 있는 것입니다.

아마 일본 소류급 잠수함의 잠항심도인 650m에 버금갈 것으로 추측됩니다.

한때 우리나라가 잠수함을 독자개발한다고 하자 독일의 HDW는 한국의 잠수함 프로젝트를 ‘깡통프로젝트’라고 부른적도 있었지만 우리나라는 그동안 독일에 의존하고 있었던 피로설계 기술을 개발했다라는 밝힌 것입니다.

이처럼 2019년에 시작된 대우조선해양과 포스코, 한국선급(KR)의 공동 연구는 피로설계 기술확보에 초점이 맞추어져 있었으며

지난 13일에 대우조선해양은 경남 거제 옥포조선소에서 '잠수함 압력선체 피로설계 고도화 및 성능평가 기술개발' 완료보고회를 열었다고 지난 13일에 밝혔습니다.

대우조선해양 등 3사는 지난 2019년 업무협약을 시작으로 2년간의 연구 끝에 피로설계 선도 개발과 피로해석 절차개발 파괴역학 기반 평가 등 3개 대과제 및 10개 세부과제를 수행했다라고 밝혔습니다.

대우조선해양 등 3사는 잠수함 전용 특수강인 HY강재의 고유 특성을 고려한 피로설계 기준 개발 및 관통 균열 발생 메커니즘을 규명하는 등 잠수함 피로설계 원천기술을 확보하는 성과를 거뒀습니다.

박두선 대우조선해양 조선소장는 "포스코와 한국선급 관계자들의 적극적인 기술교류와 협력 덕분에 국내에서 유일하게 잠수함 피로설계 원천기술을 확보하게 됐다"며

"향후 국내 잠수함은 물론 해외 수출 잠수함까지 순수 국내 기술력으로 건조해 세계 시장에서 독보적인 잠수함 경쟁력을 인정받을 것으로 기대한다"고 말했습니다.

따라서 우리나라는 잠수함의 피로설계 기술을 확보하여 국내 잠수함 및 수출 잠수함 모델에 다양하게 적용해 대응력이 한층 높아질 것으로 보입니다.