한국형 경항모(한국형 항모) 및 함재기(F-35B, KF-X 등) 내용 정리

출처#1. n.news.naver.com/article/277/0004780209

출처#2. n.news.naver.com/article/011/0003816681

출처#3. weekly.donga.com/3/all/11/2217590/1

출처#4. weekly.donga.com/3/all/11/2144255/1

출처#5. F-35B 속도낸 이유 있었다···2030 '한국형 항모' 최초 공개 - 중앙일보 (joins.com)

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ㅡ 해군의 4만t 급 경항공모합 확보사업

경항모는 갑판 길이가 짧아 수직이착륙 방식의 전투기가 필요하며 한국형 경항모에 탑재되는 전투기는 미국의 F-35B가 유력하다. 지난해 7월 경항모 소요가 결정되면서 우리 군은 수직이착륙기라는 새로운 무기체계를 운용하게 된 것이다.

 

ㅡ 선정된 핵심기술

1) 수직이착륙기 엔진에서 뿜어져 나오는 열의 온도가 1,000도 이상이고 이를 견딜 수 있는 비행갑판 코팅재

2) 함재기용 무장탄약 이송체계

3) 함재기 이착함 시뮬레이션

4) 함재기 충돌 해석(분석 시스템)

5) 비행갑판 유동분포 해석(분석 시스템)

6) 수중방사소음 저감 기술 등

 

ㅡ 경항모 핵심 기술은 개발 및 성능시험 등 2024년 개발완료예정

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ㅇ 문제점

 

1. 비용

ㅡ 경항모를 운영하기 위해서는 호위함, 전투함 등 전투단을 꾸려야 하고 이를 호위할 잠수함과 정찰자산이 필요하다.

적의 대함미사일과 어뢰 공격을 방어하기 위해서다. 미국의 핵 항모단도 니미츠 항공모함, 순양함 프린스턴함, 순양함 초신함, 핵추진 잠수함 1~2척, 대형 군수지원함 1척으로 구성한다. 문제는 비용이다.

해군은 경항모 건조에 2조원을 투자해 2033년까지 전력화한다는 계획이지만 전투단 유지비용 등을 고려하면 3~4배의 예산이 필요할 것으로 예측된다.

 

2. 기술력

ㅡ 해군은 지난 15일 국정감사를 통해 경항모는 수직 이착륙이 가능한 F-35B 전투기 20여대를 탑재할 수 있게 설계한다고 밝힌바 있다. 

F-35B 전투기가 이ㆍ착륙하기 위해서는 F-35B가 내뿜는 1000도 이상의 열을 견딜 수 있는 비행갑판이 필요하다.

방사청은 국내기술로 개발하겠다는 방침이지만 기술개발에 실패할 경우 F-35B 도입마저 무산될 수 있다.

항모의 특성상 전투기의 30%는 하부갑판 정비고에서 대기한다. 격납고에서 비행갑판으로 이동시킬 리프트 제작기술개발도 미지수다.

3. 정치권을 중심으로 경항모도입 반대의견도 나온다. 문재인 대통령은 지난해 국군의날 기념식에서 경항모를 언급하며 "최첨단 방위체계로 우리 군은 어떠한 잠재적 안보 위협에도 주도적으로 대응하게 될 것"이라고 기대감을 표명했다. 하지만 여당조차 경항모 필요성에 대한 의구심을 보이고 있다.

국방위원회 소속 안규백 더불어민주당 의원은 해군 국정감사에서 대형수송함인 독도함의 운영실태를 지적하며 "경항모 등 무기체계를 늘릴 생각만 하지말고 현재 전력을 100% 활용해야 한다"고 말했다.

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ㅇ 한국형 함재기 사업, 사출기 무시하면 안보공백 온다 [웨펀]

 

ㅡ  ‘해군용 함상 전투기’ 자체 개발 이야기까지 나오기 시작했다. 이른바 ‘KFX 네이비’다.

 

ㅡ 수직이착륙 버전인 F-35B의 성능이 사출기 이함 방식인 F-35C보다 크게 떨어지는데 반해 가격이 매우 높아 효용성이 떨어지므로, F-35B보다는 사출기 이함 방식의 함재기가 필요하다는 주장을 제기하며 여기에 KFX 네이비 개발 필요성을 슬쩍 끼워 넣었다.

F-35B 가격이 비싸 이 기종을 도입하면, 선체 가격과 헬기 등 전체 사업 비용이 10조 원에 육박하게 되니, 차라리 그 돈으로 정규 항모를 건조해 거기다 KFX 네이비를 얹자는 주장이다.

 

ㅡ 해군이 F-35B를 운용하는 STOVL(Short Take Off and Vertical Landing) 방식의 항모를 포기하고 CATOBAR(Catapult Assisted Take Off But Arrested Recovery) 방식의 정규 항모를 도입한다는 전제.

STOVL

사실 선체 형상을 STOVL에서 CATOBAR로 바꾸는 것은 큰 문제가 되지 않는다.

해군은 이미 4년 전, 대우조선해양이 수행한 7만 톤급 CATOBAR 항공모함의 기술 검토 자료를 가지고 있다.

당시 대우조선해양은 선체 형상과 배치, 추진기관, 심지어 승조원 숫자와 인건비를 비롯해 건조비와 수명주기비용까지 계산해 놓고 있었기 때문에 해당 자료를 활용하면 선체 형상 변경 문제는 별 어려움 없이 해결할 수 있다. 

출처 : 유용원의 군사세계

ㅡ 문제는 함재기다.

CATOBAR 방식의 항공모함이 도입할 수 있는 함재기는 F-35C와 F/A-18E/F, 프랑스의 라팔 등이 고려될 수 있다.

그러나 6세대 전투기가 곧 나오는 마당에 F/A-18E/F나 라팔과 같은 4.5세대 전투기를 도입할 이유가 없기 때문에 당연히 함재기는 F-35C가 되어야 하지만, 여기에 뜬금없이 ‘KFX 네이비’라는 모델이 튀어 나온 것이다.

함재기는 비전문가가 봤을 때 외형상 육상용 전투기와 별 차이가 없어 보이지만 완전히 다른 항공기다.

주요 부품의 재질부터 골격 설계, 비행 제어 소프트웨어에 이르기까지 육상기와 너무도 다른 특성을 가지는 것이 함재기다. 

우선 주요부에 대한 방염 대책이 적용된다.

육상에서 운용되는 공군기와 달리 함상에서 운용되는 함재기는 염분에 의한 부식과 부품 성능 저하가 매우 빠르게 진행되기 때문에 주요 부품의 방염 기준이 육상기와 다르게 설정된다. 

넓디넓은 비행장이 아닌 비좁은 항모 갑판에서 운용되기 때문에 모듈화와 폴딩(Folding) 설계도 필수다.

항모 격납고는 격납고이자 정비고, 보급창 역할을 해야 하므로 항상 좁다.

이 때문에 함재기로 설계되는 항공기들은 모듈화를 통해 손쉽게 분리될 수 있어야 하고, 폴딩을 통해 자신의 체적을 최대한 줄여야 한다. 

함재기는 모듈화‧폴딩이 가능해야 하는 것은 물론, 육상기와는 비교할 수 없을 정도로 튼튼한 골격과 랜딩기어(Landing gear)를 가져야 한다.

30톤급 함재기가 증기 사출기를 통해 발진할 때 사출기에 걸려 있는 랜딩기어에 걸리는 순간 하중은 9톤급이다.

이 순간 하중은 랜딩기어를 통해 기체에 그대로 전해지는데, 랜딩기어와 전방 기체 설계가 제대로 되어 있지 않으면, 사출과 동시에 기체 전방 동체가 뜯겨 나갈 수 있다. 이 때문에 함재기는 더 두껍고 튼튼한 랜딩기어를 사용하며, 기골 역시 육상용 항공기에 비해 더 튼튼하게 설계되어야 한다.

즉, 처음부터 함재기 전용을 고려하지 않고 설계된 KFX를 함재기로 개조하려면 기골부터 동체 구조 설계를 완전 재설계에 가까운 수준에서부터 시작해야 한다.
 
그렇게 함재기 개조를 한다고 해서 문제가 끝나는 것이 아니다.

사출기와 강제 착함 장치도 만들어야 하고, 이러한 장치들을 조합해 육상 실험도 충분히 거쳐야 한다.

우리가 F-35C와 미국의 EMALS(Electromagnetic Aircraft Launch System)를 구매한다면 미국이 이러한 실험과 운용요원 교육훈련을 일정 부분 지원해줄 수 있겠지만, 함재기도 독자 개발하고, 그 함재기에 맞는 사출기도 따로 개발한다면 모든 것을 우리가 스스로 해결해야 한다.

 

 

ㅡ 사출 및 강제 착함 장치는 50년 넘는 CATOBAR 항모 건조 및 운용 경험을 가진 프랑스조차 미국제를 수입해 쓰고 있고, 우리보다 항공 기술력에서 우위에 있는 중국조차 이 문제를 해결하는데 40년 가까운 시간이 걸렸다.

중국은 1985년 호주의 퇴역 항모를 구매해 증기 사출기를 뜯어보며 CATOBAR 항모의 구조와 운용 방식, 기술적 특성에 대해 연구를 시작한 뒤 브라질 해군에게 큰돈을 주고 함재기 함상 운용 노하우를 배우는 한편, 우한에 모형 항모를 만들어 놓고 이곳에서 10년 가까이 사출 및 회수 시스템에 대한 연구 개발을 수행해 최근 겨우 관련 개발 일정을 마쳤다.

ㅡ KFX는 기본적으로 4.5세대 전투기다.

이 전투기가 완성돼 배치되는 2030년대 중반이면 미국과 일본, 중국, 러시아가 6세대 전투기 양산을 시작할 시기다.

지난 1980년대 초, 세계 각국이 4세대 F-16을 도입할 무렵 한국 홀로 3세대 F-5를 대량 면허생산 해 수십 년 뒤처진 공군력이 두고두고 문제가 되었던 사례가 또다시 반복될 수 있다는 것이다.

ㅡ 성능만큼이나 가격도 큰 문제다.

KFX 네이비를 도입할 나라는 한국뿐이다. 당연히 규모의 경제라는 것은 기대할 수 없고, 도입 수량도 많아 봐야 40대 안팎이 될 것이다. 수백 대 양산 물량을 확보한 F-35C나 F-35B에 비해 획득, 유지 모든 면에서 비쌀 수밖에 없다.

가격과 성능 모든 면에서 합리적이지 못한 ‘KFX 네이비’ 이야기가 나온 것은 오직 ‘국산’이라는 타이틀 때문이다. 

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ㅇ 7조원대 한국형 경항모, 자칫하면 中해군에 박살난다 [웨펀]

 

ㅡ 정부는 이른 시일 내에 이 항공모함 건조를 시작해 2029년까지 진수시키고, 2032년께 실전에 배치한다는 구상을 가진 것으로 전해졌다.

이 사업에는 건조비 1조 8000억 원으로 추산되는 3만t 이상, 4만t 미만의 만재배수량을 가진 선체로 등장할 전망이며, 탐색개발과 체계개발, 함 건조에 2조 원 이상, F-35B 전투기 20대(작전배치 12대 + 예비 8대)와 해상작전헬기 8대를 도입하는데 5조 원 등 7조 원 이상의 비용이 소요될 것으로 전망된다. 

 

ㅡ 즉, 이 항모는 대일(對日) 용도 성격이 짙다는 얘기다. 

 

ㅡ 공군용 F-35A나 해군용 F-35C와는 구조와 성능, 가격이 완전히 다르다. 
미 국방부의 최신 계약 자료를 보면, 14차 저율초도 생산분 기준으로 공군용 F-35A는 1대에 7790만 달러, 해군용 F-35C는 1대에 9440만 달러다. F-35B는 1억 130만 달러로 가장 비싸다.

이 가격은 기체와 엔진을 합쳐 최소한의 비행이 가능한 전투기 그 자체 가격(Unit cost)만 의미하므로, 가장 복잡한 구조를 채택해 부품과 유지비용이 가장 높은 F-35B의 전체 도입 가격(Program cost)은 최소 2억 달러 이상에 달할 것으로 추정된다. 

ㅡ F-35B는 F-35 시리즈 중에 가장 비싸지만, 수직 이착륙이 가능하다는 점 외에는 모든 면에서 가장 떨어지는 성능을 가지고 있다.

정규 항공모함용 F-35C가 1100km의 작전반경을 갖는 데 반해 F-35B의 작전반경은 833km에 불과하며, F-35C가 8.1t의 무장 탑재 능력을 갖는 데 반해 F-35B의 무장 능력은 6.8t에 그친다. 

ㅡ 결정적으로 F-35B의 내부 무장창은 A/C형보다 작기 때문에 항공모함 탑재 전투기에게 반드시 필요한 핵심 무장 2종류를 운용할 수 없다.

바로 벙커버스터 역할을 맡을 2000 파운드급 폭탄과 공대함 미사일인 JSM(Joint Strike Missile)이다.

이 무장을 탑재할 수 없는 F-35B는 북한의 지하화된 시설을 효과적으로 파괴할 수도, 주변국의 군함에 대한 공격 임무도 수행할 수 없다. 

ㅡ 1000파운드 폭탄 2발을 싣고 북한 영공에 들어가서 폭격을 했다면 전속력으로 도망쳐야 한다. 내장 기관포가 없어 북한 전투기가 따라붙으면 꼼짝없이 당할 수밖에 없기 때문이다.

결국 STOVL 방식 경항공모함에 탑재된 F-35B가 할 수 있는 것은 공대공 미사일 4발을 내부 무장창에 달고 최소한의 함대 방공 임무만 지원하는 수준에 그칠 수밖에 없다.

7조 원을 들여 이런 전력을 사올 생각이라면 차라리 이지스 구축함 4~5척을 더 사 오는 것이 전력지수가 더 높을 것이다. 

 

ㅡ 일본은 공식 발표 배수량 2만7000t, 실제 배수량은 4만t급에 육박할 것으로 추정되는 이즈모급 헬기항모를 지난 6월부터 JMU(Japan Marine United) 조선소에서 항공모함으로 개조하기 시작했다. 
공식적으로 일본은 이 항공모함에서 12대의 F-35B 전투기와 8대의 SH-60K 해상작전헬기 등 20대의 함재기를 운용할 예정이지만, 방위성 안팎의 개조안(案)을 살펴보면 항모로 개조된 이즈모는 격납고에 최대 14대, 갑판에 최대 14대 등 최대 28대의 F-35B 탑재가 가능하다. 

ㅡ 일본은 40대의 F-35B 도입을 확정했으며, 이들은 항공자위대가 13대를 도입하는 E-2D 조기경보기와 실시간 데이터링크를 통해 NIFC-CA(Naval Integrated Fire Control-Counter Air)를 구현함으로써 압도적인 원거리 공격 능력을 보유할 전망이다.

 

 

ㅡ 한국형 항모가 독도에서 일본 해상자위대와 붙는 2030년대 중반의 상황을 가정해 보자.

일본은 E-2D 조기경보기와 P-1A 해상초계기를 이용해 한국형 항공모함 탑재 F-35B 전투기의 초계 반경 밖에서부터 한국 항모전단을 탐지·추적할 수 있다.

일본 항모에서 발진한 F-35B는 자신의 레이더를 켤 필요도 없이 E-2D와 수상 전투함에서 전송한 한국 F-35B 위치를 확인해 200km 밖에서 미티어 공대공 미사일을 대량으로 쏟아 붓고 이탈할 것이다. 
한국 전투기들이 우왕좌왕하는 동안 일본의 또 다른 항모에서 발진한 F-35B들은 외부 파일런에 JSM 미사일을 주렁주렁 달고 와서 한국 해군 항모전단에 대량의 스텔스 미사일 공격을 퍼부을 것이고, 싸움은 30분이면 끝날 것이다. 

ㅡ 중국을 상대로 했을 경우도 마찬가지다.

한국형 항공모함이 배치된 2030년대 중반에 중국은 기존의 랴오닝과 산둥은 물론 현재 건조 중인 8만t급 정규 항공모함과 곧 건조가 시작될 10만t급 핵추진 항공모함을 운용하고 있을 시기다.

이 항모에는 J-15뿐만 아니라 J-20 또는 FC-31을 기반으로 한 스텔스 전투기들과 스텔스 무인 공격기들이 다량으로 탑재될 예정이다. 
이들은 KJ-600 조기경보기와 정찰위성에서 확보한 한국해군 항모 전단의 위치를 바탕으로 초음속 대함 미사일 공격을 먼저 퍼부은 뒤 함재 전투기의 숫적 우위를 이용해 대대적인 공습으로 한국 해군 항모전단의 숨통을 끊어놓을 것이다. 

 

이런 관측이 과장이나 망상으로 들리겠지만, 이 시나리오는 2015년 필자가 해군과 함께 수행한 항공모함 선행 연구인 ‘차세대 첨단함정 건조 가능성 검토 연구’ 보고서에 실려 있는 시뮬레이션 결과다.

당시 연구에서는 중국·일본의 건함 계획과 해·공군 항공전력 배치 현황을 수 개월간 수집하고, 미국 싱크탱크인 랜드(RAND) 연구소의 전투기 교전비 등의 자료를 종합해 가상 교전 시뮬레이션을 수행했다.

그 결과 STOVL 방식의 경항공모함은 임무 수행은 고사하고 생존 자체가 불가능하다는 결론이 도출됐다. 

당시 연구에서는 12대 규모의 함재기로는 F-35B보다 성능이 우수한 F-35C라고 하더라도 종합작전능력 충족률이 37%에 불과하며, 최소 32대의 F-35C와 조기경보기를 확보해야만 종합작전능력 충족률이 89%에 근접한다는 결과가 나왔고, 이러한 사실은 해군에도 보고됐다. 

그러나 해군의 반응은 충격적이었다. 해군 고위 장교들은 F-35B와 F-35C가 어떤 차이가 있는지조차 알지 못했다.

 

그들은 “사업비 6조~7조 원짜리 계획서와 11조~13조 원짜리 계획서를 올리면 어느 쪽이 통과되겠느냐”면서 “항모도 좋지만, 사업이 가야 할 것 아니냐”고 주장했다.

또 “우리가 대형 항모를 가지면 주변국이 반발하며, 주변국을 자극하면 사업이 못 간다”고 말하며 연구진이 제시한 항모 대신 2~3만t급의 경항모를 다시 제시해 보고서에 반영해달라고 압박했다.

이에 반발하자 보고서는 결국 7만t급 CATOBAR(Catapult Assisted Take Off But Arrested Recovery) 방식 정규 항공모함인 1안, 4만t급 CATOBAR 방식 중형 항공모함인 2안의 결론만 도출했다.

 

ㅡ 결국 해군은 이 보고서를 사장(死藏)시켰고, 새로운 용역 연구를 주어 입맛에 맞는 경항모 사업안을 끌어냈다.

북한을 상대로 효과적인 공격 능력을 발휘하지 못하고, 중국과 일본을 상대로 제대로 된 전투 자체가 불가능한 이런 배를 갖겠다는 것은 청와대의 ‘반일 프레임’을 이용한 지지도 끌어올리기, 그리고 여기에 편승한 해군의 ‘사업만 가면 된다’는 과욕 때문이다.

 

ㅡ 이런 욕심들이 만나 선체와 함재기까지 합쳐 7조 원으로 추산되는 막대한 국민 혈세가 들어가는 대한민국의 첫 항공모함을 평시에는 ‘대형 행사함’, 전시(戰時)에는 ‘움직이는 표적함’에 불과한 반쪽짜리로 만들려 하고 있다.

이대로 가면 이 항모는 정권의 ‘안보 업적’이 아니라 ‘안보 참사’로 역사에 남을 것이다.

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ㅇ F-35B 속도낸 이유 있었다···2030 '한국형 항모' 최초 공개

ㅡ ①평갑판 ②더블 아일랜드 ③웰독 제거
미국 해군의 강습상륙함인 아메리카함(LHA 6)과 영국 해군의 항모인 퀸엘리자베스함과 유사

 

ㅡ 4만5000t급의 아메리카함

스텔스 수직이착륙전투기인 F-35B 라이트닝Ⅱ, MV-22 틸트로터기, CH-53K 수송 헬기, AH-1W/Z 공격 헬기,

MH-60 다목적 헬기를 탑재. 상륙작전 때 배에 탑승한 1600명 넘는 해병대를 이들 항공기에 태워 뭍으로 실어나르거나, 적의 공격으로부터 엄호한다. 미 해군은 아메리카함에 F-35B 20대와 MH-60 2대만을 실어 경항모 역할을 맡길 계획.

리프트팬 방식으로 가동하는 방식(공기를 아래로 내뿜는 장치)

ㅡ 6만5000t급의 퀸엘리자베스함

F-35B를 비롯해 AW159 와일드캣 다목적ㆍ대잠 헬기, AW101 수송ㆍ조기경보 헬기를 싣는다.

F-35B의 경우 최대 24대를, 격납고와 갑판에 욱여넣는다면 36대까지 각각 태울 수 있다.

스키점프대 방식

ㅡ 해군의 경항모는 아메리카함을 닮아 평갑판이다. 엘리자베스함은 스키점프대를 갖췄다.

육상 기지보다 활주로가 짧은 항모는 캐터펄트(사출기)로 함재기를 쏘다시피 하늘로 띄운다.
그런데 중형 항모(4만t급) 이하의 항모엔 사출기를 설치할 공간이 부족하다.

그래서 함재기가 전속력으로 갑판을 질주한 뒤 스키점프대에서 도약하는 방식으로 이륙한다.
그런데 아메리카함과 퀸엘리자베스함은 똑같은 F-35B를 운용하지만, 평갑판과 스키점프대에서 갈린다.

 

ㅡ 아메리카함의 아일랜드(함교)가 1개인 반면 해군의 경항모는 2개다.

퀸엘리자베스함도 2개다. 또 퀸엘리자베스함과 같이 스텔스 설계를 적용했다.

1개의 함교는 항해를 전담하며, 또 다른 1개는 항공관제를 맡는다.  

ㅡ 항공기를 격납고에서 갑판으로 오르내리는 엘리베이터는 2개 모두 우현에 있다.

당초 좌ㆍ우현에 1개씩 두려고 했지만, 우현으로 몰았다.

이렇게 하면 갑판을 좀 더 넓게 쓸 수 있는 장점이 있다.

하지만, 우현은 적의 공격에 취약해질 수 있다는 게 단점이다.

 

ㅡ 해군의 경항모는 웰독이 없다. 아메리카함도 웰독이 없다.

웰독은 상륙함에서 상륙작전 때 문을 열어 바닷물을 들어오게 해 상륙정이나 수륙양용 사륙장갑차를 띄울 수 있는 공간이다. 격납고를 키워 항공기 정비도 할 수 있고, 항공유도 더 많이 실을 수 있으며 더 빠른 속도로 이동가능.

 

ㅡ 조기경보기 혹은 조기경보 헬기는 없음. 

이탈리아 카보우르함처럼 구축함이나 전투기를 이용해 초계작전 투입.

KDDX의 다기능 위상배열(AESE) 레이더 탑재 계획

근접방어 시스템(CIWS)과 함대공 유도탄 방어유도무기(SAAM)을 갖출 예정.

 
ㅡ 2033년 경항모 진수에 앞서 F-35B를 먼저 도입예정