주요 항만에 설치되어 수상 및 수중으로 침투하는 위협 표적을 조기에 탐지, 추적, 분류, 식별하는 임무를 수행하는
감시체계인 항만감시체계(HUSS, Harbor Underwater Surveillance System). 지난 2015년 11월 LIG넥스원은
국방과학연구소 주도로 진행 중인 항만감시체계의 체계종합/육상부, 수중부 시제 제작에 대한 계약을 체결하였다.
이번 시간에는 항만감시체계의 개발 배경과 사업 개요, 운용 개념, 향후 전망에 대해 알아보고자 한다.
(1996년 강릉 무장공비 침투사건)
항만은 물류와 교통의 허브인 동시에 영해를 수호하는 해군 전투력을 유지하기 위한 중요한 군사 요충지이다. 특히 항만으로 침투하는 수중 위협세력에 대한 감시 시스템은 필수적이다. 최근 북한의 비대칭 전력 증가와 함께 잠수함에 의한 기습도발 위험이 날로 높아짐에 따라 상시 수중감시체계의 중요성이 더욱 대두되고 있다.
북한은 잠수함으로 은밀히 침투, 작전 중인 대한민국의 해군전력을 공격할 수 있는 능력을 보유하고 있고, 2015년 8월에는 북한 잠수함 70여척이 사라져 우리나라가 촉각을 곤두세운 적도 있다. 세계 최고를 자랑하는 미국 해군 수상함들이 합동 전쟁 연습에서 한국의 잠수함에 의해 격침되는 경우가 흔할 정도로 잠수함은 현대 과학기술을 총동원한다 해도 쉽게 탐지하기 어려운 무기체계이다.
북한 잠수함 중 가장 큰 것은 로미오급 잠수함으로 현재 20척 이상을 보유하고 있다. 로미오급은 노후된데다 속도도 비교적 느리지만 대한민국의 모든 해로를 차단할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 로미오급 잠수함은 한국의 수상함 공격은 물론 대한민국 해안 어디라도 기뢰를 설치할 수 있으며, 특수부대 요원을 은밀하게 대한민국 영토 내에 침투시킬 수도 있다. 최근에는 골프급 디젤 잠수함을 응용해 설계한 신포급 잠수함으로 탄도미사일(SLBM) 발사 시험을 수행하는 등 SLBM 개발이 상당히 진척된 상태이다. 향후 몇 년 내에 SLBM을 장착한 신포급 잠수함이 전력화 될 가능성도 매우 높다. 이는 북한이 잠수함을 이용해 우리 해역에 침투, 수중 어느 곳에서도 은밀하게 탄도미사일을 발사할 수 있다는 걸 의미한다. 이에 따라 우리 군의 작전대비 태세에 상당한 변화가 불가피하며 항만감시체계를 포함한 수중감시 장비 개발이 매우 중요하다.
1990년대 후반 북한의 두 번의 잠수정 침투사건을 계기로 긴급히 항만감시체계 개발 소요가 제기됐고, 지난 2004년 최초의 1세대 항만감시체계가 전력화된 이후, 업체주도 양산사업으로 다수의 항에 추가로 전력화되어 운용되고 있다. 하지만 잠수함 성능 개선과 해상 교통량 증가 등 탐지환경이 점점 열악해지는 가운데 소요군의 새로운 항만감시체계 필요성이 대두됨에 따라 이에 2015년 11월부터 국방과학연구소 주도로 신규 체계개발을 진행하고 있다. LIG넥스원은 해양2연구센터 문상택 센터장을 중심으로 1세대 항만감시체계의 체계종합 업체로서 성공적 사업수행 능력을 인정받아 차세대 항만감시체계의 체계종합/육상부(해양2연구센터 이상혁 팀장 외 23명)는 물론 수중부(해양1연구센터 윤홍우 팀장 외 22명)시제 제작 업체로 선정되어 개발을 진행하고 있다. 2019년 12월 전력화를 목표로 개발 중인 차세대 항만감시체계는 기존에 운용되고 있는 감시장비들의 획기적인 성능 향상과 최신 소나 탐지 장비를 신규 채용함으로써 향후 항만 주변 대잠작전 및 항만방어 작전 등에 있어 효과적으로 사용될 수 있는 체계로서 역할을 담당하게 된다.
항만감시체계는 해군 군항 및 주요 항만 외해, 수로 및 내항 주변 해저에 수중침투 세력을 감시할 수 있는 센서를 단계적으로 고정 설치하여 항만시설 및 함정 파괴, 기뢰 부설에 의한 수로 봉쇄의 의도를 지닌 다양한 수중 침투 세력을 상시 감시하는 체계이다. 항만감시체계는 3단계 감시망으로 구축된다. 기뢰를 부설하기 위해 은밀하게 연안으로 접근하는 잠수함(정), 항만 침투를 목적으로 접근하는 잠수정, 군항 내부로 침투하는 수영자 이송정(SDV)이나 수영자를 단계적으로 탐지하고 식별하여 위협 표적을 지속적으로 추적함으로써 다중방책이 가능하도록 설계된다.
체계 운용 흐름도
항만감시체계 운용 개념도
항만 외곽으로부터 입구까지 적 수중 침투세력을 최초로 탐지하는 1단계는 적 잠수함, 잠수정 등의 접근을 원거리에서 탐지하기 위해 항만 외곽에 선배열음향센서를 매설하여 운용하며, 수상/수중 표적을 구분하기 위하여 해상감시레이더 등 기존의 해상감시체계와 병행하여 운용된다.
선배열음향센서는 적 수중 침투세력(잠수함？정) 탐지를 목표로 항만 외곽 해저에 매설 운용하며, 표적의 위치 추정을 위하여 다중축을 매설하여 운용한다.
음향 표적 탐지화면
1단계 감시망을 돌파하거나 연안을 따라 항만으로 접근하는 적 수중세력, 특히 소형 잠수정을 근접 탐지하는 2단계 감시망은 항만 수로에 침투한 적 수중세력을 탐지, 식별하기 위해 해상감시 레이더와 연계하여 자기 센서 및 수동음향 센서를 복합으로 구성한 자기음향센서를 매설하여 운용한다.
자기 표적 탐지화면
수영 및 개인추진기를 이용하여 항내 침투하는 적 세력과 2단계 감시망을 통과한 수중세력을 탐지하기 위한 3단계 감시망은 부두 또는 해안선에 설치된 적외선 탐지 장비와 해저고정형 능동 음탐기를 연계하여 운용한다. 항내 침투를 기도하는 수영자나 개인추진기를 탐지하기 위해 침투 수로 입구 최적지점에 능동 음탐기를 고정 설치하여 운용하며, 수면상에 노출된 수영자나 개인추진기의 주야간 탐지 및 수상표적 확인을 위해 전자광학장비를 병행 설치하여 운용한다.
수영자 탐지화면(능동음탐) 수영자 탐지화면(전자광학)
항만감시체계의 통제장치는 수상표적을 획득할 수 있는 해안감시 레이더와 각 단계별 감시용 장비를 통합하여 반경 OONM 내의 획득 표적을 종합적으로 관리, 통제하며 OONM까지의 감시상황 및 전술영역 전시 능력을 보유한다. 통제장치는 각 단계별 장비에서 획득 된 표적 간 융합 및 타체계에서 획득된 전술표적과의 융합？관리를 통한 종합 전술상황 전시가 가능하다. 또한 통제장치는 육상 통제소에 설치하여 경비정, 헬기 등 방어세력의 작전에 필요한 정보 생성이 가능하고, 육상 통제소 외에도 대상 항만을 관할하는 부대 내 필요한 곳에 전술상황을 전시할 수 있는 기능도 보유한다.
통제장치 운용
항만감시체계의 음탐환경분석 역할은 수중환경에서 표적에 대한 텀지거리를 예측하기 위한 것으로 해양환경자료(수온, 수심, 지음향)를 바탕으로 정해진 주파수 대역에 대해 선배열 센서와 자기음향센서의 방위별로 환경분석을 수행하여 음파전달손실수치를 산출한다. 산출된 음파전달손실수치 자료를 기반으로 각 센서에서 수신하는 배경소음을 이용하여 탐지거리 예측을 수행한다.
음탐 환경분석 절차
음탐 환경분석
항만감시체계의 수중부 설치는 설치 위험요소를 최소화하기 위해 수중센서 설치기술？경험이 가장 중요하다. 수중케이블 및 센서 설치를 위하여 설치환경 분석이 반드시 선행되야 한다. 해양 체계설치 환경분석은 체계설치 예상해역의 수중부 현장조사를 수행하여 획득된 데이터를 분석하여 최종적으로 수중센서 및 케이블의 매설 루트 및 육양점을 선정한다. 매설 루트 및 육양점이 최종 확정되면 선정된 매설 루트에 대해 루트의 특성에 따라 매설공법을 선정하고, 전용 매설장비(Plough, ROV, 전문잠수부)를 사용하여 수중부 설치를 수행한다. 또한 육양부 및 육상부 현지 상세 조사를 통해 단차부, 육상통신관로, 비치 맨홀 등의 위치 선정 및 설계？공사를 수행하여 체계설치를 완료한다.
최초의 항만감시체계 전력화 이후, OO개 항에 항만감시체계 설치를 위한 후속항 사업을 업체 주도로 수행한 LIG넥스원은 체계종합 업체로서 OO개 항에 전력화 완료 및 OO개 항에 대한 사업을 추가로 진행하고 있다. 특히 LIG넥스원은 항만별 설치, 운용환경 변화에 따른 대응, 센서 설치와 관련된 해양조사, 운용 편이성 및 정비성을 고려한 하드웨어 설계？제작, 사전 위험 예측 및 효과적인 위험관리, 시험평가 계획수립 및 시험평가 수행 등 체계개발에 준하는 양산사업을 수행함으로써 현 분야에서의 독보적인 체계개발 능력을 확보하였다. 소요군 수락시험 시 탐지 장비의 요구 성능 및 군운용 적합성 100% 충족은 물론 탐지 성능 측면에서 만족도가 매우 높았다. 전력화 이후 지속적인 후속 기술 지원 및 소요군 교육 등을 통해 실소요군의 운용능력 향상에 기여하였고, 소요군의 품질 만족도 제고를 통한 신뢰를 이끌어 낼 수 있었다. 국방과학연구소 주도의 새로운 항만감시체계 체계개발에 있어 기존 체계 성능을 뛰어넘는 장비 설계 및 제작, 최신 소나 탐지장비 개발 등 체계종합 분야뿐만 아니라 수중부 센서 제작까지 수많은 도전과제들이 산재해있다. LIG넥스원은 국방과학연구소와의 유기적인 업무 협력은 물론 독보적인 기술력과 노하우, 참여 연구원들의 책임감을 바탕으로 성공적인 항만감시체계 개발을 완수하고자 한다. 이를 통해 향후 LIG넥스원은 센서 제작부터 체계종합까지 수중감시와 관련된 전 분야를 아우를 수 있는 종합군수업체로서 위상을 확고히 하고자 한다. 앞으로도 LIG넥스원의 항만감시체계라고 하면 일단 믿고 쓸 수 있는 LIG넥스원의 명품 무기체계로 거듭날 수 있기를 기대한다.
해양2연구센터 문상택 센터장, 해양사업부 박한준 팀장
“2000년 항만감시체계 때부터 사업에 참여하여 지금에 이르렀습니다. 플랜트 사업이라할 만큼 대형 프로젝트인데다, 높은 기술적 난이도와 복잡한 진행 프로세스에 무척 힘들었습니다. 수많은 불면의 밤을 보내며, 차세대 항만감시체계의 체계종합 업체로서 무한한 책임감과 부담감이 있는 반면, LIG넥스원이 축적한 기술력과 노하우를 바탕으로 향후 해외 수출의 물꼬를 틀 수 있도록 최선을 다하겠습니다.”
“항만감시체계를 진행하면서 숱한 난관이 있었습니다. 해양 조사와 환경 분석, 그를 통해 최적의 위치를 찾고, 설치에 이르는 과정의 험난함은 이루 말할 수 없을 정도입니다. 연구원들의 고생이 참 많았습니다. 초창기 국방과학연구소의 기술 자문과 지속적인 관심이 큰 힘이 됐습니다. 한편으론 오랜 시간동안 아무 사고 없이 잘 진행해왔다는 점에서 뿌듯함을 느낍니다. 앞으로도 차세대 항만감시체계의 성공을 향해 달려가겠습니다.”
“2000년에 입사하면서 처음 맡게 된 사업이 항만감시체계입니다. 당시 1세대 때는 신입일 때라 선배들과 국방과학연구소 담당자 분들의 도움을 많이 받았었습니다. 15년이 지난 지금은 프로젝트를 주도적으로 진행해야 하는 위치에 섰습니다. 제 목표가 있다면 1세대 못지않은, 아니 그보다 훨씬 멋지고, 차별화된 차세대 항만감시체계를 개발하는 것입니다. 지켜봐주십시오.”
“2011년 입사해 심하게는 연간 120박의 출장을 나가며 온몸으로 이번 사업에 참여하고 있습니다. 선배들이 이뤄놓은 1세대 항만감시체계를 넘어서야 한다는 부담감과 책임감을 두루 느끼고 있습니다. 물론 선배들의 업적이 있었기에 지금의 항만감시체계PM이 있는 것이겠죠. 앞으로 갈 길이 멀지만 스스로 만족하고, 소요군 또한 대만족할 수 있는 차세대 항만감시체계를 개발하는데 일조하겠습니다.”
왼쪽부터 항만감시체계PM 김용국 선임연구원, 이상혁 팀장, 최창호 수석연구원, 해양2연구센터 문상택 센터장