독일, 이탈리아 해군의 Type 212A 잠수함
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독일 해군의 U31함이 정박중인 모습 개 요 독일 해군은 1970년대부터 취역하여 현재화 개량을 통해 사용 중이던 Type 206A 잠수함을 대체하기 위해 PEM 연료전지를 탑재한 신형 잠수함 4척을 도입하기로 결정하였다. 이것은 기존의 잠수함이 천해 또는 협만에서 작전중 고난도 기동시 축전지 충전을 위한 스노클 시간에 제한을 받았고, 대잠세력의 증가와 기술의 발달로 잠수함 탐지 능력이 향상됨에 따라 신형 잠수함인 Type 212A를 개발하게 된 것이다. 이에 따라 1987년에는 이 잠수함에 대한 기술검토가 종료되었으며, 1990년에 함특성, 탐지회피성, 수중작전 지속성, 전투능력 및 자함 보호 등의 건조사양에 대한 개념을 정립하였다. 하지만 예산확보의 문제로 인해 건조시기는 계속 지연되다가, 1994년 6월에 의회를 통과하였다. 이에 1994년 7월 6일 HDW(Howaldtswerken-Deutsche Werft)사와 TNSW(Thyssen Nordsee Werke)사로 구성된 “ARGE U 212” 컨소시엄과 계약을 체결하였으며, 당시 4척의 계약 가격은 총 16억 달러였다. “ARGE U 212” 컨소시엄은 건조과정에서 기술적, 산업적, 조직적 임무를 수행하기 위한 전체 조정, 통제 및 감독임무를 수행하였다. 건조는 제작사마다 2척씩 할당되어 1번함 U31함과 3번함 U33함은 HDW사에서 건조하였고, 2번함 U32함과 4번함 U34함은 TNSW사에서 건조하였다. Type 212A 잠수함 4척의 취역으로 인해 기존 Type 206A 잠수함 4척을 대체하였고, 현재 독일 해군은 Type 206A 잠수함 10척을 운용 중이다. 독일 해군의 U32함의 셰일부 독일 해군용 Type 212A의 1번함인 U31함의 건조는 1998년 7월에 착수하였으며, 2003년 3월 20일 진수하여 2004년 3월 취역하였다. 2번함인 U32함는 2005년 4월 20일 해상시험에 들어가 같은해 7월 취역하였다. 3번함인 U33함은 2004년 9월 진수되었으며 해상시험 뒤인 2006년 1월 31일에 취역할 예정이다. 4번함인 U34함는 2005년 7월 진수되었다. 이들 4척의 잠수함은 독일 제1잠수함대 기지인 Eckernforde에 배속되어 있는 Type 206A 잠수함 4척과 교체되어 배속될 예정이다. 또한, 이탈리아 해군에서도 현재 운용하고 있는 Sauro급 2척의 후속으로서 Type 212A 2척의 건조를 개시하였다. 이것은 1996년 4월 22일 독일과 이탈리아가 맺은 잠수함 공동생산에 따른 양해각서(MOU)에 의한 것으로, 1997년부터 이탈리아 La Spezia에 위치한 Fincantieri 조선소에서 건조하게 된다. 이곳에서 제작된 부위와 독일 HDW 조선소에서 건조된 부위는 해상으로 수송하여 Muggiano사에서 조립하게된다. 이탈리아 해군의 1번함인 S-526 Salvatore Todaro함의 건조는 1999년 7월 3일부터 시작되었으며, 2005년 취역하였다. 2번함인 S-527 Scire함은 2006년 취역할 예정이며, 추가 건조를 위한 2척은 아직 선택사항에 남아있다. 한편 독일 해군은 2006년 9월 22일에 batch 2로 추가적인 2척의 Type 212A 잠수함을 계약했다. 이 잠수함은 이전 batch 1 4척에 사용된 것보다 향상된 최신 장비를 탑재하게 되며 각각 2012년과 2013년에 인도될 예정이다.
독일해군의 U33함이 정박중인 모습 구 조 Type 212A 잠수함은 수상배수량 1,450톤, 수중배수량 1,830톤, 전장 56m, 직경 7m으로, 길이와 폭의 비(L/B)는 8보다 약간 작은 물방울형에 가까운 유선형으로, 잠항타는 함교에 장비되었다. 이렇게 짧고 통통한 형상의 잠수함은 수중에서 좌우/상하 운동성이 모두 뛰어나다는 특징이 있다. 그러나 유체역학상 안정하지는 않기 때문에 선체 통제에는 복잡하고 비싼 장비를 사용해야하는 단점이 있다. 독일과 이탈리아 양국에서 건조되는 잠수함은 기본적으로 동일하나, 이탈리아는 사령탑(conning tower)에 잠수부 배출구를 만들고 독일의 경우에는 어뢰 발사관을 설치하는 등 세부적으로는 약간의 차이가 있다. 또한 압력선체는 독일해군용으로 자성치를 최소화한 스테인레스강을 사용하였으며, 이것은 자성에 의한 탐지를 어렵게 하고 기뢰대항에 이점이 있다. 이탈리아 해군용은 스테인레스강 대신 고장력강을 사용하였으며 이 때문에 안전잠항심도는 더 깊어졌다고 한다. 그외에도 잠수함의 피탐지율을 감소시시키기 위해 기관실을 전체적으로 방음용 캡슐로 처리하고 내부 격벽을 설치하였으며 기관실의 모든 장비는 진동 흡수용 일체식을 사용하였다. 또한 흡수기능과 방음 기능 구비하였으며, 선체 표면의 용접 부위와 출입구 덮개의 이음새는 정밀 처리로 국부적 와류의 발생을 최소화하였다. 또한 선체면의 사면화로 능동 소나에 대한 피탐지율을 감소시키고 스크류와 방향타의 효율성 증대로 기동시 와류 발생을 감소시켰다. 함수는 특별히 강도가 높게 설계되었으며 서로다른 직경을 가진 2개의 실린더로 구성되어 구형을 이루고 있다. 함미는 작은 직경으로 되어있고 자유충수구역을 가진 두번째 외부선체로 둘러싸여 있다.
독일 해군의 U34함의 진수식 자유충수구역에는 연료전지 추진체계를 가동하기 위한 수소 및 산소 탱크와 예인소나를 감기위한 윈치가 설비되어 있으며, 압력선체 내부에는 추진장치가 설비되어있다. 압력선체 전부는 외부선체의 하부와 그대로 연결된다. 큰 직경으로 인해 함내를 2중내압격실로 설계하였으며 근무 장소와 침실을 구분하였다. 이에 따라 전투 정보실은 지속적으로 간섭을 받지 않고 작전을 할 수 있다. 승무원은 장교 5명을 포함하여 27명이 된다. 함수쪽 공간을 상·하 격실로 구분하여 승조원들의 거주 공간을 폭넓게 확보하였고, 전 승조원은 각자의 침대를 가지고 있으며 이 침실은 예비 어뢰를 탑재할 경우에는 조금 협소해진다. 거주실 하부는 2개 격실로 나누어진 축전지실로 구성되어 있다. 6문의 어뢰발사관과 압력사출체계는 압력선체 전부에 위치하고 있고 자유충수구역으로 된 함수 외부선체로 싸여있다. 압력선체 하부에 실린더형 소나 DBQS-40이 장착되어있다. 함 외형은 수중항해에 적합하게 설계되었으며, 음향, 레이다, 자기, 적외선 및 압력 노출을 최대한 감소시켰다. 또한 적의 소나음에 대한 반향음을 최소화 시키기 위해 외부선체에 흡음제를 부착하였다. 함수잠항타는 함교탑에 설치하였고 함미타는 X형타를 장비하였다.
Type 212A 잠수함 구조도 장 비 전투체계 1970년대 중반부터 이미 독일과 노르웨이는 공동으로 Type 210 잠수함 프로젝트를 실시해 왔다. 비록 노르웨이가 6척의 ULA급 잠수함(Type 207, TNSW사, 1989-1992년 취역)을 건조함에 따라 Type 210 잠수함은 건조되지 않았지만, 두 나라간의 정부계약은 유효하여 공동 생산의 원칙에 따라 노르웨이의 전투체계를 도입하게 되었다. 이에 따라 Type 212A 잠수함은 노르웨이 Kongsberg Defence&Aerospace사의 MSI-90U 전투체계를 설비하게 되었다. 소나, 잠망경, ES, 항해장비 등 모든 센서와 어뢰체계 및 함조종자료는 통합되어 하나의 데이터 버스라인을 통하여 공유된다. 이 라인을 통해 센서자료들이 수집되어 분배되며, 일부 정보들은 별도로 훈련과 시뮬레이션을 위해 사용된다. 센 서 수상 센서로는 Daimler- Benz Aerospace사의 FL 1800U ESM 체계와 Kelvin Hughes사의 Type 1007 항해 레이다를 탑재한다. STN Atlas Elektronik사의 DBQS-40 통합 소나 체계에는 원통형 하이드로폰 배열(CHA 중주파수, 수동 탐지)과 수동 측거 소나(PRS), 인터셉트 소나(CIA), 측면 배열 소나(FAS-3, 저주파수 및 중주파수), 예인 소나(TAS-3, 수동 탐지 및 식별용 저주파수), 기뢰탐지 시스템(MAS), 자체 발생소음 감시 시스템 및 TAU 2000 대어뢰 체계 등이 포함된다. 통합 통신 시스템에는 HF, VHF, UHF, VLF 및 Inmarsat-C, UHF SATCOM, GMDSS 장비 등이 포함되어 있다. 항해 장비에는 관성장비 및 고도장비, EM Log, 항해 레이다, 에코사운더, GPS 등이 포함된다. 이전의 잠망경은 프리즘과, 오목, 볼록 거울로 구성된 순수한 광학체계였지만 최근의 잠망경은 TV 광학체계에다 레이저와 온도조절장치가 부착되어있다. Type 212A 잠수함에는 Zeiss사에서 제작한 SERO 14/15가 설치되었다. 탐색잠망경 SERO 14는 적외선 감시카메라, ES, GPS 센서가 부착된 원거리 탐지장비가 부착되어있다. 공격잠망경 SERO 15는 원거리표적에 대한 시각확인이 가능하며 레이저 거리측정기가 부착되어있다.
이탈리아 해군의 Type 212A 잠수함 추진기관 디젤 발전기는 MTU사의 과급기를 갖춘 디젤엔진 1대와 Piller사에서 제작한 발전기로 구성되어 있다. 이 두 엔진 및 발전기는 잠수함용으로 개발된 것으로 무게와 체적이 작으면서도 짧은 스노클 시간에도 높은 출력을 낼 수 있다. 스노클 시간동안 생성된 에너지는 수중작전을 위한 축전지에 저장된다. 출력은 한축의 7엽 스크류로 전달되는데 이 프로펠러는 회전수를 줄이면서 캐비테이션 소음을 제거하며 저소음에서도 높은 속력을 낼 수 있다. 단 독일용 사진에서는 6엽 스크류를 탑재한 사진도 공개된 바 있어 스크류의 경우는 확실하지 않다. 전지는 기존의 납축전지가 아닌 나트륨/황산의 고에너지 전지로, 연료전지용 연료원은 실린더 형식의 탱크내에 수납하고 기계실 부분의 내압선체 주위에 장비된다. Simens사에서 제작한 Permasyn 모터는 1대로 전기추진용 영구자석 모터이다. Siemens사의 Permasyn 추진전동기는 이전의 전동기에 비해 크기가 40% 정도에 불과하고, 효율이 더 높으며 소음 발생이 적다. Type 212A 잠수함에는 연료전지 AIP(Air Independent Propulsion) 시스템이 장비될 예정으로, 저속, 저소음 수중지속 항해시에 사용될 것이다. 독일은 AIP 시스템을 장비한 Type 212A 잠수함은 수중체재능력이 기존의 디젤 잠수함에 비해 5배까지 증가한다고 주장하고 있다. Siemens사의 PEM(Polymer-Elektrolyt-Membran) 연료전지는 각각 300kw에서 40kw 출력을 가지며 스노클없이 긴 수중항해가 가능하다. 연료전지는 액체산소(LOX)와 수소를 화학적으로 반응시켜 전기를 발생시키고, 각 연료전지는 9개의 모듈로 구성되며, 수소와 액체산소는 함미의 압력선체와 외부선체 사이에 설치된 탱크에 저장된다. 수소판은 적은 압력(3bar 이하)으로 약 80℃에서 약 65%의 출력을 발생시킨다. 이것은 스털링기관, 폐회로 디젤엔진 또는 폐회로 증기터빈 등 다른 AIP체계와 비교하여 회전 운동이 없고 다른 추가구조가 필요하지 않는다. 또한 낮은 온도와 적은 압력으로 작동이 가능하여 높은 출력을 얻을 수 있고 예열시간은 적다.
이탈리아 해군의 Type 212A 잠수함 무 장 Type 212A 잠수함은 모두 6문의 어뢰발사관을 보유하고 있으며, 이 어뢰발사관은 모두 수압식 램 방식이다. 이러한 수압식 램 발사관이 자주식(swim-out) 추진 방식이나 공기 압축(direct-air) 방식을 사용한 수출형 잠수함인 Type 209나 Type 214와 가장 큰 차이점이라고 볼 수 있다. 수압식 램 방식은 독일과 이탈리아가 공동으로 개발한 것으로 신뢰성이 높고 다양한 무기체계를 사용할 수 있으며, 자주식 어뢰발사관보다 방출범위도 확장이 가능하지만, 그만큼 중량이 크고 관리가 어려우며 고유의 특성 신호를 가지고 있다. 그러나 기존의 공압식(direct-air) 발사관이 성공적인 발사를 위해서 잠수 깊이를 제한 받고, 발생한 공기 기포로 인해 큰 소음이 발생하는 데다, 탑재한 압축 공기량이 제한적인 것에 비하면 그만큼 다른 방식에 비해 수압식 램 발사관이 유리한 것임은 틀림 없다. Type 212A 잠수함에는 STN Atlas Elektronik사의 DM2A4 중어뢰를 탑재한다. 이 DM2A4 중어뢰는 광섬유에 의한 유선 유도 방식이며, 206A급에 탑재중인 DM2A3어뢰를 개선한 것이다. DM2A4는 수상, 수중표적과 전투가 가능한 다목적 어뢰이며, 운용가능심도는 300미터까지이다. 옵션에 따라 한 모듈에서 4개 모듈의 ZnAg0 콤팩트 배터리를 설치할 수 있다. 그중 "four-stack"형은 배터리 모듈을 4개 갖추고 있어 50노트의 속력에 90km의 사정거리를 가지고 있다. 다만, 일반적으로 사용되는 중속으로 항행한 후에 고속으로 전환해 명중하는 과정에서는 사정거리가 50km이다. 이 어뢰는 배터리의 활성화가 빨라서 어뢰 발사관에 장전하고 나서 10초 후에는 발사가 가능하게 되는 점이 특징이다. DM2A4 어뢰는 함부르크 근처의 Wedel 공장에서 양산 중이다.
함수부에 위치한 어뢰발사관 6문
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