물속을 시속 800km로 질주하며 표적에게 피할 시간조차 주지 않는 충격적인 무기가 있습니다.
바로 초공동 어뢰죠. 한때 SF영화에나 나올 법한 이야기였지만, 이제는 현실이 되어 가고 있습니다.
현재 우리나라를 포함한 전 세계 주요국들이 이 게임체인저 무기의 실전배치를 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다.
물속의 토마호크, 초공동 어뢰가 뭔가요?
초공동 어뢰는 말 그대로 물속에서 초음속으로 날아가는 미사일 같은 어뢰입니다.
기존 어뢰가 시속 50-100km 정도로 항주하는 것에 비해, 초공동 어뢰는 시속 370~800km의 엄청난 속도로 물속을 관통합니다.
이런 놀라운 속도가 가능한 비밀은 바로 '초공동 현상(Supercavitation)'에 있습니다.
어뢰선도부에서 기포를 발생시켜 어뢰 전체를 감싸 엄청난 속도의 증가를 가져와 초공동 어뢰는 피격 후에야 알게 된다는 것이죠.
실제로 관측이 된다 해도 회피 기동이 사실상 불가능한 무시무시한 무기입니다.
초공동 현상의 원리, 물리학의 마법
바닷물의 밀도는 공기에 비해 약 836배 큽니다.
따라서 물속에서 움직이는 운동체가 받는 항력(저항)도 공기 중에서보다 약 836배 크다고 합니다.
이 엄청난 저항을 어떻게 극복할까요?
답은 물 자체를 이용하는 것입니다.
수중체가 수중에서 일정한 힘 이상으로 추진력을 발휘해 저항을 뚫고 전진하면 바닷물 사이 응력으로 인해 수중체 외부에 물의 압력이 포화증기압보다 낮아져 기화하면서 수중에서 수증기 방울(Cavity)이 생기게 되는데 이를 공동현상(Cavitation)이라 부른다는 것이죠.
공동현상은 3단계로 △공기방울의 생성·파괴로 큰 소음을 발생시키는 '초기 공동(Initial Cavitation)' 단계 → △공동이 몸체의 일부를 덮고 불안정하게 팽창·수축하는 '부분 공동(Partial Cavitation)' 단계 → △공동이 몸체 전체를 충분히 덮는 '초공동(Supercavitation)' 단계로 구분할 수 있다고 합니다.
마치 어뢰가 자신만의 공기터널을 만들어 그 안을 날아다니는 셈입니다.
러시아의 시크발, 세계 첫 초공동 어뢰의 탄생
어뢰의 속도를 획기적으로 증가시키기 위해 러시아에서 최초로 개발한 초공동 어뢰 '시크발'은 1977년도에 실전 배치됐다고 합니다.
구소련, 러시아는 초공동 현상을 1960년대부터 연구해 1970년대 신뢰성을 담보하기 위해서 실전배치 전까지 약 300번의 테스트를 거쳐 1970년대 말에 실전 배치했다는 것을 보면, 얼마나 치밀하고 오랜 연구가 필요했는지 알 수 있죠.
VA-111 시크발 어뢰는 바닷속 수중에서 200노트를 상회하는 370~550km/h 이상의 속력으로 항주가 가능하다고 알려져 있습니다.
하지만 초기 모델의 한계도 분명했습니다.
이러한 초공동 어뢰는 속도가 엄청나다는 장점을 제외하고는 사거리가 19km 정도로 짧고 수중에서 유도가 불가능하며 로켓모터 추진으로 소음 또한 크다는 단점이 존재했다는 것이죠.
독일의 바라쿠다, 초공동 어뢰의 최고봉을 꿈꾸다
독일은 한 걸음 더 나아가 시속이 무려 800km에 달하는 바라쿠다 초공동 어뢰를 개발했습니다.
물속에서 순항 미사일 토마호크의 속도로 움직인다는 뜻입니다. 말 그대로 '맞은 뒤에야 알 수 있는' 어뢰라고 할 수 있죠.
하지만 바라쿠다 어뢰는 프로토타입이 개발되었지만 거기서 끝나고 말았습니다.
이후 프로젝트가 폐기되면서 역사 속으로 사라졌습니다. 기술적 한계와 비용 문제가 복합적으로 작용했을 것으로 추정됩니다.
한국의 도전, 국방과학연구소의 초공동 어뢰 개발
우리나라도 이 혁신적인 무기 개발에 뛰어들었습니다.
국방과학연구소 ADD가 바로 이 초공동 어뢰를 연구하고 있습니다.
이미 기반기술을 연구하고 있으며 2011년 쉬크발 연구논문을 바탕으로 국과연 연구원들의 논문이 나온 것으로 미루어 1990년대 중 후반부터 이에 대한 연구를 극비리에 진행하고 있던 것으로 보여집니다.
이어 2014년부터 초공동 어뢰를 연구하고 있다고 밝혔고, 2015년 ADEX에서 초공동 어뢰 모형과 영상을 통해 개발성과를 공개했죠.
당시 ADEX에서 ADD(국방과학연구소)는 전시장 한켠에 수중 초공동 로켓이란 안내판을 단 어뢰 모형을 전시했습니다.
초공동 어뢰 개발의 꿈을 당당히 밝힌 것입니다라는 것을 보면, 우리나라의 의지가 얼마나 확고한지 알 수 있습니다.
얼마후에는 대한민국 해군에서 800km/h의 속도로 움직이는 어뢰를 개발하고 있다는 보도가 나와 많은 관심을 받았습니다.
물론 국방과학연구소에서 개발중인 초공동 어뢰는 아직 기술실증용이다라고 하지만 상당한 진전을 이뤄 실전배치가 눈앞에 다가왔다는 것은 분명해 보입니다.
각국의 개발 현황과 실전배치 전망
현재 여러 나라들이 초공동 어뢰 개발에 박차를 가하고 있습니다.
이란이 지난 10월 초 선보인 슈퍼 어뢰인 후트(Hout) 역시 시크발의 후예입니다.
이란이 시크발을 도입해 역설계 방식으로 개발한 것으로 알려졌습니다라는 사실도 주목할 만합니다.
중국 역시 초공동 기술을 연마해 초공동 어뢰 뿐 아니라 초공동 잠수함에까지 도전하고 있다는 소식이 들립니다라고 하니, 이 분야의 경쟁이 얼마나 치열한지 짐작할 수 있죠.
러시아는 기존 시크발의 단점들을 보완하기 위해 현재 가진 단점인 무유도나 큰 소음 문제를 해결한 신형 어뢰를 개발중에 있습니다.
처음엔 고속으로 진행하다가 목표지점 근처에서 감속한다고 알려져 있죠.
미국은 초공동 어뢰 개발이 부진하거나 사업이 중단된 것으로 알려져 있습니다.
한국의 경우에도 한국이 사거리 100km와 시속 800km 바라쿠다에 준한 요건에 목표물 탐색과 유도를 할 수 있는 파괴력을 높인 차세대 초공동 어뢰 개발과 실전배치에 성공한다면 중·일이 보유한 해군함정의 규모를 극복할 수 있고 인도·태평양 지역에서 결코 무시할 수 없는 해군 전력 구축이 가능할 전망이다라고 평가받고 있습니다.
게임체인저가 될 초공동 어뢰의 미래
초공동 어뢰는 단순히 빠른 어뢰가 아닙니다.
해전의 판도를 완전히 바꿀 수 있는 게임체인저죠. 어뢰는 가공할 파괴력을 지닌 수중 공격용 무기입니다.
빠르면서도 조용하게 멀리 있는 목표물을 정확하게 타격하느냐가 어뢰의 첨단 무기능력을 가늠하는 주요 잣대다라는 것을 생각해보면, 초공동 어뢰의 등장은 수중전의 새로운 시대를 열고 있는 것입니다.
현재 각국이 개발하고 있는 차세대 초공동 어뢰들은 기존의 단점들을 극복하기 위해 노력하고 있습니다.
사거리 연장, 유도 능력 확보, 소음 감소 등이 주요 과제죠.
이런 문제들이 해결된다면, 초공동 어뢰는 정말로 바다의 지배자가 될 수 있을 것입니다.
앞으로 몇 년 내에 여러 나라에서 실전 배치가 가능한 초공동 어뢰들이 등장할 것으로 보입니다.
물속을 시속 800km로 질주하는 어뢰가 현실이 되는 날이 머지않았다는 얘기죠.
미래의 해전은 정말 다른 모습이 될 것으로 보입니다.