돌고래 연구팀이 수행한 개념설계 내용과 고심한 부분을 좀 더 알아보자. 가장 중요한 분야 중 하나는 역시 압력선체다.

잠수함 선체는 압력선체(pressure hull)와 외부선체(external hull)로 이루어지는데 그중에서 압력선체는 잠수함이 물속으로 잠수할 때 작용하는 수압을 지탱하는 선체며, 외부선체는 압력선체를 유선형의 형태로 외부에서 감싸면서 수중에서의 물에 의한 저항을 줄여 주는 선체를 말한다.

당시에 참고할 수 있던 소형 잠수함의 압력선체는 수에 따라 3개 형으로 나눌 수 있었다.

첫째는 독일 타입 21 잠수함과 같이 상하 2개로 설계, 하부 압력선체는 중량이 무거운 주 추진 배터리실로 사용하고 상부는 거주 및 조종·지휘통제실로 사용하는 경우다. 둘째는 네덜란드 돌핀(Dolfijn) 잠수함의 경우로 세 개의 압력선체 형태인데 하부 2개는 주 추진 배터리실과 추진 기관실로 사용한다. 셋째는 한 개의 압력선체로 설계하지만 독일 206 잠수함과 같이 단일선체(single hull)로 밸러스트 탱크를 선수미 외부선체에 두는 경우와 구소련의 위스키(Whisky) 잠수함과 같이 이중 선체(double hull)로 밸러스트 탱크를 양현 외부선체에 두는 경우가 있다.

“모두 장단점이 있습니다. 첫째 경우는 무게 중심을 부력 중심보다 많이 내릴 수 있어 안정성 면에서 좋으나 수중에서 성능이 우수한 함형으로 설계하기에는 적절하지 못합니다. 주로 고민한 경우가 세 번째인데 이 역시 단일선체로 할 때 공간을 효율적으로 사용할 수 있으나 선체의 길이가 길어지고 이중선체로 할 경우 수상 안정성이 좋은 반면 선각이 무거워져 중량 조정에 어려움이 따릅니다.”(김두기 박사)

압력선체의 직경을 결정하는 데 있어서도 고려해야 할 요소들이 매우 까다롭고 어려웠다.

206 잠수함과 같이 늑골(肋骨 frame ： 압력선체에서 외판을 원주 방향으로 보강하는 기능을 가짐) 간격을 50cm 수준으로 하고 장비를 늑골과 늑골 사이에 넣을 것인지, 그렇지 않으면 늑골 간격을 줄이고 장비를 늑골 위에 놓을 것인지 하는 사항이었다.

특히 얼마의 간격을 두고 강력늑골(king frame)을 설치해야 하기 때문에 통풍관 및 배관작업에 어려움이 있으며 강력늑골로 인해 승조원의 통행에 지장을 주거나 주 배전반과 같이 길이가 긴 장비 설치시 간섭을 일으키는 경우가 있으므로 설계에 이를 고려해야 하는 어려움이 있다.

또 승조원의 체격과 신장, 압력선체 하부에 탑재될 주 추진 축전지의 높이와 통풍 공간을 어느 정도로 할 것인지 하는 문제도 압력선체의 직경을 결정하는 데 주 고려 요소가 됐다. 신장 면으로만 보면 키 몇 cm의 승조원이 몸을 굽히지 않고 자유롭게 통행이 가능하게 하며, 선미 기관실부에서는 비상 조타기가 있는 선미 끝단까지 큰 불편 없이 접근이 가능하게 할 것인지 하는 것이었다.

압축공기·유압·해수·청수(淸水)·디젤유 및 공기 조화 시스템이 포함되는 함 작동 장치 분야에서는 시스템별로 얼마나 큰 용량으로 설계하는 것이 돌고래에 적합하며 균형을 이룰 수 있나를 두고 우선 검토했다. 또 어떤 시스템을 적용해 장비를 구동시키는 것이 제일 효과적이며, 각 장비에 따른 전력 소모량을 얼마로 제한할 것인지, 함내 통풍은 어떻게 해야 하고 얼마의 범위로 온도와 습도를 조절해야 하는지 등도 중요한 고려 요소였다.

무장 분야에서 어뢰 발사관은 중량이 가볍고 수심에 무관하게 발사 가능한 자항식(swim-out) 어뢰 발사관으로 결정했으나 기뢰 부설 장치 쪽은 수직배열·경사배열·수평배열 등의 방식을 두고 보다 많은 검토를 벌였다.

“선체 양쪽 현측부에 길이 방향으로 기뢰를 탑재, 자유낙하식으로 부설하는 장치를 우선 고려했는데 외부선체의 중앙 평행부가 너무 길어지고 선형 설계에 무리가 생겨 균형 있는 설계가 되지 못했습니다. 그래서 탑재 가능한 공간과 중량 면을 다시 참작, 경사지게 설치하면서 자유낙하식으로 자중에 의해 부설하는 방안을 강구했습니다.”(한광섭 책임연구원)

연구팀은 조종실 앞 압력선체 선수 끝단까지를 거주구역으로 배치했다.

비록 소형 잠수함이지만 승조원 거주성만은 500~1000t급 잠수함과 유사토록 했으며 거주구역에는 승조원용 2층 침대, 화장실 및 세면대, 취사장 및 냉장고, 오디오 및 비디오 장치를 갖추도록 했다.

이 밖에 연구팀은 추진 및 전기 장치, 항해·통신 및 음탐 장치 등의 연구 내용 등과 함께 개념설계를 마치고 결과 보고서를 작성했다.

25매로 된 개념설계 도면집을 비롯해 탑재 장비 명세서와 설계사양서, 돌고래 개발 및 시험평가를 위한 계획판단서, 돌고래 최고 수준 소요서(38p) 및 소요예산(50p) 등이 포함됐다. 그리고 해군의 작전평가를 받기 위해 1978년 11월7일 해군본부로 이송했다.

< 출처 : 국방일보 신인호 기자 >