한국 해군이 무인 항공모함 도입을 위해 필요한 전자식 캐터펄트(사출장치) 개발에 착수할 것으로 보인다는 소식이 전해졌습니다.
10만 톤급 정규 항공모함 계획이 막대한 예산과 현실성 문제로 수면 아래로 가라앉을 것으로 예상되는 가운데,
무인기가 게임 체인저로 해상에서도 운영이 활발해질 것으로 보여 이를 위한 사출장치 개발이 주목받고 있습니다.
놀라운 점은 한국이 이미 보유한 자기부상 열차 기술을 활용해 독자 개발이 가능하다는 것입니다.
중국이 독일의 자기부상 열차 기술을 기반으로 항공모함용 전자식 사출장치를 완성한 것처럼, 한국도 철도기술연구원과 현대로템이 보유한 기술을 군용으로 전환할 수 있다는 분석이죠.
특히 영국이 미국에게 바가지를 당한 경험을 반면교사로 삼아 자체 개발로 방향을 잡을 가능성이 높다는 전망입니다.
무인기 시대, 사출장치가 필수가 된 이유
해군이 운영하려는 무인기는 기존 전투기급의 덩치와 무게를 가진 대형 무인기입니다.
인공지능 파일럿이 내장되어 사람의 개입 없이 독자적인 임무 수행이 가능하고 군집으로도 활용될 수 있어, 점차적으로 유인 전투기 임무를 대체할 것으로 내다보고 있죠.
KAI가 KF-21 전투기를 개발하면서 대한항공과 함께 대형 무인기를 속속 개발해 공개하고 있으며,
6세대 전투기의 핵심인 무인기를 통합하는 사업까지 빠르게 진행될 것으로 보여 이 분야에 대한 투자가 점점 더 확대될 것으로 예상됩니다.
이러한 상황에서 해군에서도 운영이 가능한 무인기 개발이 빠르게 진행될 것으로 알려져, 10톤 이상의 대형 무인기를 사출할 수 있는 전자식 캐터펄트에 대한 개발 요구가 높아지고 있습니다.
작년 하반기 독도함에서 미국에서 개발된 모하비 대형 무인기가 날아올랐지만,
짧은 거리에서도 이륙이 가능하도록 개발된 무인기를 운영할 수 있는지를 검토한 것으로 앞으로 해군에서 대형 무인기를 운영할 것임을 강하게 암시하는 사업을 진행하기도 했습니다.
미국도 인정한 전자식 사출장치의 혁신
미군이 제럴드 포드급 항공모함에서 운영하고 있는 전자식 사출 캐터펄트는 무려 40톤 이상의 완전 무장한 전투기를 빠른 속도로 사출할 수 있도록 개발된 것으로 알려져 있습니다.
수십 년 동안 운영했던 복잡하고 운영이 어려운 증기식 사출장치를 빠르게 대체하고 있으며,
기존 사출장치보다 간소화되면서 항공모함 내부 공간도 효율적으로 활용할 수 있게 되었죠.
해군이 정규 항공모함 사업을 포기한다고 해도 전자식 사출장치를 반드시 도입할 것으로 보여 방산업체들이 이를 대비하고 있으며,
이는 무인기 시대에 더 필수적인 시스템이 될 것으로 분석하기 때문이라는 예상입니다.
그러나 이전까지 제기되어왔던 미국과 영국산 사출장치가 아닌 자체 개발로 진행될 가능성이 높으며,
빠르면 내년부터 관련 사업이 진행될 가능성이 높다는 전망이 방산업계를 통해 흘러나오고 있습니다.
국방과학기술연구소를 통해 45톤급의 전자식 사출장치 확보 사업이 진행될 것으로 보고 있으며, 국내에서 100% 자체 개발하는 것으로 추진될 것이라는 분석입니다.
자기부상 열차에서 항모 캐터펄트까지, 기술의 화려한 변신
이러한 개발 사업이 가능한 이유는 한국철도기술연구원과 현대로템이 이미 오래전부터 개발한 초전도식 자기부상 열차 기술을 보유하고 있기 때문입니다.
인천공항을 연결하는 6km의 시험 구간을 건설해 장기간 자기부상 열차를 운영해봤던 경험을 확보하고 있기 때문에 전자식 캐터펄트를 자체 기술로 확보할 수 있다는 것이죠.
이는 중국이 광동에 탑재한 전자식 캐터펄트 기술이 독일에서 제공한 트랜스래피드라는 자기부상 열차 기술을 기반으로 확보했기 때문이며, 양자가 밀접한 관련 기술이 되고 있습니다.
중국이 선례를 만들면서 대한민국도 이러한 기술을 확보하는 것이 가능해 미국이나 영국에 의존하지 않아도 된다는 것입니다.
철도기술연구원은 이미 수천억 원을 투입해 자기부상 열차 시험 구간을 만들어 오랜 시간 동안 기술을 검증했으며,
그러나 상용화에 실패하면서 기술이 사장될 위험이 놓인 것으로 알려져 군용 사출장치로 연구될 경우 관련 기술과 인력을 유지할 수도 있어 적극적인 참여가 진행될 것으로 보입니다.
철도기술연구원이 수천억 원을 투입해 기술이 완성되었지만 막대한 비용으로 상용화가 어려울 것으로 보여,
투자 비용을 회수하기 위해서라도 방산 기술로 전용되는 데 찬성할 것으로 보입니다.
영국의 쓰라린 경험이 한국의 기회가 되다
미국은 영국이 요구하는 전자식 사출장치를 개발해 주는 대가로 막대한 비용을 요구한 것으로 알려졌으며, 이 때문에 직접 개발로 사업 방향을 변경한 것이 확인되었습니다.
미국 제너럴 아토믹스사가 독점하고 있는 전자식 사출 시스템은 한 세트를 항공모함에 설치하는 데 수천억 원을 요구한 것으로 알려졌죠.
퀸 엘리자베스 항공모함에 사출장치 세 개를 적용하는 비용으로는 과도하고 유지보수 비용까지 높게 요구한 것으로 알려져 영국 해군이 도입을 포기한 경험을 가지고 있습니다.
이 때문에 한국 해군도 시간이 필요하지만 독자 개발로 나설 것으로 보이며, 25톤급의 각종 무인기를 사출할 수 있는 시스템을 요구할 가능성이 높다는 전망입니다.
이미 무인용 항공모함 사업에 적극적으로 참여를 선언한 한화오션이나 현대중공업이 철도기술연구소와 MOU를 추진하는 것으로 보여 전자식 사출장치 개발 사업이 내년부터 본격화될 가능성이 높다는 분석입니다.
해군에서 필요로 하는 20톤급의 전자식 사출장치는 자기부상 열차 기술을 활용해 수백억 원 대에서 개발이 가능할 것이라는 점도 미국과 영국 제품을 굳이 비싸게 도입할 필요가 없다는 분석입니다.
2030년대 무인 항공모함 시대를 향한 첫걸음
그러나 기존에 운영되고 있는 독도함이나 마라도함에서는 전자식 사출장치를 장착하기 어려워 대형 함상 전투기를 운영하려면 5만 톤급 이상의 신형 항공모함을 건조해야 할 것으로 예상됩니다.
이는 영국 해군이 경험한 데이터를 반영할 것으로 보기 때문이며,
대형 무인기를 사출시키기 위해서는 최소 120m 이상의 활주로가 필요하고 폭도 40m 이상이 넓어야만 동시에 두 대를 사출할 수 있어 신형 군함을 새로 건조해야 할 것으로 예상됩니다.
그러나 사출장치의 기술은 자기부상 열차를 확보하면서 충분히 5년 내 개발이 가능해 2030년대 중반이면 신형 무인 항공모함을 해군에서 운영할 수 있을 것으로 예상됩니다.
여기에 기존에 운영되고 있는 독도함은 고정익 무인기가 아닌 회전익 무인기를 운영할 수 있는 전용함으로 활용하면 항공모함 전력을 크게 확장할 수도 있어 해군이 전력을 보강하는 데 큰 도움이 될 것으로 전망됩니다.
실제 국방과학연구소에서 개발하고 있는 해군용 무인 전투기는 길이 15m 이상, 날개폭은 22m 정도로 공군용보다는 저속에서 비행 안정성을 확보해야만 하기 때문에 익면적을 높이기 위해서 날개폭을 키운 모델을 개발하고 있습니다.
이륙 중량은 15톤급 수준으로 25톤급의 사출장치로 운용이 가능할 것으로 예상됩니다.
자기부상 열차에서 일정 구간 급가속 기술을 확보하고 있으며,
인명 피해가 없는 무인기의 경우에는 유인기보다 더 극한의 조건을 적용할 수 있어 100m 정도의 짧은 거리에서도 고속으로 무인기를 가속시킬 수 있으며, 이 때문에 더 강력한 사출장치를 확보할 것으로 예상됩니다.
작년 하반기부터 독도함에서 무인기를 시범적으로 운영하는 기술을 시험하면서 해군이 무인용 항공모함 사업에 주력하고 있다는 점이 확인되고 있는 가운데,
미래 전쟁에 적극 대응하기 위해서 빠르게 사업을 진행할 경우에는 전자식 사출장치 기술을 빠르게 확보할 것으로 보입니다.
여기에 유무인 통합 기술이 완성될 경우에 보라매 전투기도 요함에서 운용될 가능성이 높아져 해군이 대형 항공모함 사업까지 부활시킬 것이라는 예상이 나오고 있어,
전자식 사출장치를 독자적으로 개발할 경우 상당한 이점을 제공할 것으로 보입니다.
무인기를 해군에서 적극적으로 도입해 운영할 것으로 예상되고 있는 가운데 전자식 사출장치 개발 사업이 본격화될 것으로 보여 주목받고 있습니다.