차세대 잠수함 음향표적강도 기준치 정립 방안 연구

Abstract

현대 전장에서서 무기체계가 점점 첨단화되고 다양화됨에 따라 함정의 생존성에 영향을 미치는 특수성능의 중요성이 대두되고 있다. 함정의 생존성은 피탐지율이 직접적으로 관련되는데, 고도로 발전된 탐지 시스템의 개발로 적의 탐색 장비에 감지될 확률을 감소시키는 스텔스 기술은 함정의 생존성 향상에 있어서 가장 중요한 기술 중 하나이다. 함정의 특수성능에는 레이다 반사면적(Radar Cross Section, RCS), 음향표적강도(Acoustic Target Strength, TS), 적외선신호(Infra Red, IR), 수중방사소음(Underwater Radiated Noise, URN), 함내 소음, 충격(Shock), 진동(Vibration) 등이 있다. 과거에 순항거리, 최고속력 등 기본성능과 무장 등의 전투성능을 만족하는 것이 목표였지만, 최근에는 이러한 특수성능의 관리를 통해서 함정의 생존성을 향상시키는 것이 함정 설계/건조의 중요한 목표라고 할 수 있다. 수중방사소음 등 함정 설계/건조시 특수성능 기준치를 설정하여 관리하고 있다. 현재 해군에서 수상함의 경우 수중방사소음, 함내소음 등은 기준치를 설정하고, 설계시 실측을 하는 등 엄격하게 특수성능에 대한 관리가 이루어지고 있다. 레이다 반사면적(RCS)과 적외선 신호(IR) 또한 최근 스텔스 함정이 키워드로 떠오르면서 중요한 특수성능 중 하나로써 기준치를 설정하여 관리하고 있는 상황이다. 잠수함은 은밀성을 이용하여 적 해군전력 및 핵심 시설타격 등 주요 임무를 수행 할 수 있는 해군의 중요한 비대칭 전력이다. 은밀성이 강조되는 잠수함은 수중에서 작전을 수행하는 특성이 있기 때문에, 수상함의 특수성능과는 조금 다르게 수중방사소음(URN)과 음향표적강도(TS)가 가장 생존성에 영향을 미치는 특수성능이다. 따라서 이 두 특수성능을 어떻게 관리하느냐에 따라 잠수함의 생존성이 결정된다고 할 수 있다. 그 중 음향표적강도는 잠수함의 생존성, 기술적 건조가능성, 작전운용성 등에 영향을 미치는 중요한 특수성능이다. 현재 대한민국 해군에서는 209/214급 잠수함의 음향표적강도 실측 자료나 해석결과 등 관련 자료가 거의 확보되지 않고 있다. 기준치 또한 관련 자료가 부족하여 설정하지 않고, 설계 목표치라고 할 수 있는 성능지향수준만 설정하고 시험평가 수행시 자료에 의한 평가만 실시하는 등 이에 대한 관리 미흡한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 잠수함 음향표적강도에 영향을 미치는 각 요소들과, 처음으로 능동소나방정식에 작전개념을 적용하여 대한민국 해군 잠수함의 음향표적강도 기준치를 설정하였고, 해석을 통해 실제 운용 잠수함의 음향표적강도를 분석하여 감소방안을 분석함으로써 차세대 잠수함의 음향표적강도 기준치 정립 및 관리 방안을 제시하였다.