윤영하급 유도탄 고속함 1부 (국방TV 2016년): 함정설계와 개발과정

무기체계의 개발은 국가에서 진행하는 것이기 때문에,

공개할 것은 공개하니까 어떤 "기계"에 대해 관심있는 사람들이 보기 좋습니다.

약 7년 전에 나온 영상이므로, 지금은 관련 제도가 바뀌었을 수 있으니까 그 부분은 궁금하면 따로 알아보세요.

 

보면서 적은 것인데, 영상에서 빼먹은 부분도 많습니다. 그 부분 보충은, 각자 시청하세요. 

 

뒷이야기를 들려주는 방송.

ㅡ 박균영 예비역 해군대령/ 방위사업청 함정사업부 PKX사업추진장 역임

ㅡ 정재수 충남대학교 함정시스템센터장/ 해군조함병과장 역임

ㅡ 이정관 한진중공업 상무

 

[첨단국가의 초석, 방위산업] 영웅의 부활, 윤영하급 고속함 1부

https://youtu.be/qFJzr3xQkSw

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PKX사업

35노트 250톤급 고속정으로 개념설계 완료 ^[각주:1]

(기본설계 중 2차 연평해전, 참수리357 큰 피해 -> PKX사업 재검토 -> 대형화, 고속화)

37노트 300톤으로 개념설계를 급거 변경해 한진중공업과 기본설계 계약.

한진중공업에서 기본설계 중 경하 440톤 최대속력 43노트로 변경해 윤영하함 건조.

(공방능력을 키우다 보니 더 큰 용적과 배수량, 더 빠른 속력을 요구받다 보니 더 큰 엔진을 담아야 해서 또 더 큰 용적, 결국 더 큰 배. 하지만 중량제한은 군이 빠듯하게 요구했고, 일반적인 설계방식과 달리, 설계에 들어가기 전에 중량(배수량)을 군이 먼저 한계짓고 그 안에서 요구받은 능력을 조선소가 구현해야 하는 어려움)

 

(개발원칙을 거스른) ROC긴급변경의 여파

미리 지정해 놓은 함정의 톤수와 속력 -> 설계, 건조 과정에서 새로운 문제점 발생

함정의 엔진은 맞춤형으로 제작할 수 없다. 
특히 고속함은, 함정의 톤수와 속력을 결정하기 전, 적정 마력의 엔진모델을 먼저 찾는 것이 원칙.

윤영하급 고속함은 충분한 사전 검토기간없이 속력과 톤수가 변경됨.
570톤급 40노트 이상의 속도에 맞는 엔진을 찾기 (굉장히) 어려웠다.
공간이 좁은 소형 함정에 가스터빈 2대, (함내 용적에 비해 큰 대형) 디젤엔진 2대 탑재.
과다한 진동 발생.. 대형 디젤엔진 2개가 문제.

실제 30노트 이상 추진가능한 대형 디젤엔진을 끼워놓은 이유는 적당한 가스터빈엔진을 찾을 수 없었기 때문. 그래서 최고속력을 내려면 디젤엔진과 가스터빈을 동시가동할 때 가스터빈쪽에서 모자란 출력을 디젤엔진이 주어야 했다(지금 단 것보다 더 출력큰 가스터빈엔진은 너무 커서 이 배에는 못 단다). 그래서 요구받은 순항속력에 필요한 것보다 훨씬 큰 출력을 낼 수 있는 대형 디젤엔진을 단 것.

사용가능한 엔진을 충분히 사전검토해야 한다는 교훈

* 일반적인 군함의 속력이 30노트, 40노트 이렇게 딱딱 정해져 있지 않고 함급마다 조금씩 다른 이유는 엔진선택문제때문이다.

* 윤영하급의 어려움은 40노트대 고속의 구현 자체가 아니다. 현대 조선공학에서 40~50노트대 속력은 어렵지 않다. 문제는 설계순서가 바뀐 것.

 

 

ROC 결정과정
1) (당시) 조함단의 건조가능성 검토
2) 장기계획 반영
3) 조함단의 개념설계
4) 해군의 ROC 사업계획안을 합참에 건의
5) 합참이 ROC를 최종확정해 중기계획으로 전환
6) 해당 사업연도에 조선소와 계약해 발주

 

개념설계: 윤영하함의 경우 2차연평해전의 여파로 ROC급거 변경.

해군의 함정 전력증강 고려사항: 작전운용능력 충족, 경제적인 함정운용

해군은 40노트 이상을 요구하게 됐는데, 가스터빈만 넣으면 배수량부담을 덜 수 있지만 유지비가 너무 든다. 그래서 디젤엔진을 넣고, CODAG운용을 위한 감속기어도 넣은 것이 배수량 증가 곧 ROC변경을 불렀고, 이미 결정된 사업에서 ROC가 기준을 넘었으면 다시 합참까지 올라갔다 와야 하니 사업지연.

 

함정설계과정
1) 개념설계
2) 기본설계
3) 건조 진행

ㅡ 개념설계는 가장 중요한 포인트만 잡는 글자 그대로 개념설계로 여기서 ROC, 윤영하급의 경우 속력과 톤수 결정.

ㅡ 기본설계과정에서 여러 변수가 발생. (경하중량이 300톤+-10% -> 400톤+-10% 증가.. 2차 연평해전의 교훈 반영, 거주성 개선을 위해)

ㅡ 그래서 해군은 모든 기본설계단계를 끝내고 ROC를 결정하자고 건의.. 합참은 ROC결정 전에 조선소와 계약하는 건 이상하지 않냐했지만 2016년 현재 해군요구대로 개정했다고. (함정에만 적용. 타 무기체계는 탐색개발 전에 단계가 있고 탐색개발 다음에 계약하는데, 그 탐색개발이 함정의 기본설계에 해당한다고 여기서는 말함. 영상 41분께 참조.^[각주:2])

 

경하중량(경하배수량) 결정 문제

ㅡ 모든 함정 설계 건조시 경하중량 관련 문제가 발생.

ㅡ 해군 사정상 대부분의 함정이 어느 정도 다목적성을 띠게 되는데, 개념설계과정에서 중량은 추정치로 결정.

ㅡ 실제 기본설계로 들어가면 꽤 차이나기 마련이다. ROC에서 중량제한을 없애거나 더 넓은 범위를 잡아야 한다.

 

ㅡ 독도함 건조때 경하중량 결정과정

ㅡ 해군: 대대급 상륙작전 지원 가능한 함정건조사업 추진

ㅡ 설계팀: 개념설계 결과 1만 5천톤급은 필요하다는 판단

ㅡ 합참: 예산문제로 1만톤 이상은 어렵다.

-> 해군: "대대급 상륙작전을 지원할 수 있는 만톤급 상륙함을 짓겠습니다"하고 사업승인

-> 기본설계해보니 당연히 안 돼서 1만 5천톤으로 변경.

 

ㅡ 과거에는 해군 조함단이 해군의 요구에 따라 개념설계했는데, 개념설계가 배수량기준을 확정할 만큼 상세하지 않았을 것이다. 그런 가운데 개념설계때 ROC를 정하고 사업을 진행하면 당연히 어려움이 생긴다. 그래서 실제 배수량확대요구가 비일비재했는데, 이걸 두고 합참에서는 "해군이 사업통과를 위해 작은 배수량을 써놓고 본사업들어가면 배를 키운다"고 오해(?)했다고. 
ㅡ 2016년 기준으로는 조선소 등에 선행연구를 발주해 과거 개념설계를 대신한다.

 

1. 최고속력의 하한이 35노트, 경하배수량의 상한이 250톤이라고 읽으면 될 듯. [본문으로]
2. 합참이 '이상하지 않냐'고 반박한 것은, 타 무기체계에서는 탐색개발까지의 협력업체가 본개발사업에서 떨어지기도 하기 때문에 그런 것일까? 예를 들어 전투기용 AESA레이더사업은 LIG가 탐색개발했지만 본개발은 한화가 가져갔나 그랬을 것이다. [본문으로]