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173. 국산무기개발 비화 - 어뢰 백상어·청상어 (16)

미국에서 중어뢰 MK-37을 연구용으로 도입, 소형 잠수함 돌고래에서 발사 시험을 갖기까지 3년이라는 짧지 않은 시간이 소요됐다. K-744 경어뢰의 개발이 진행 중이었던 까닭도 있고 연구실장을 포함해 전 연구 인력이 고작 12명에 불과했다는 사실이 무엇보다 컸다. 그렇기는 해도 이 기간은 우리 기술로 중어뢰 백상어를 개발할 수 있는 터를 닦으며 준비하는 아주 의미 있는 기간이기도 했다.

한국형 경어뢰 K-744 개발도 시험 평가 단계에 들어서 순조롭게 진행하고 있던 그 시기에 어뢰연구팀이 모방 개발-공동 개발의 단계를 거쳐 이제 우리 기술로 어뢰를 개발해야겠다는 목표를 갖는 것은 당연한 수순이었다.

다만 그것이 잠수함 발사용 중어뢰냐 아니면 수상함 항공기에서 운용할 경어뢰냐가 문제였는데 K-744의 경험을 바탕으로 경어뢰를 연구개발하는 것이 보다 수월할 수 있다는 것이 연구팀만의 판단이기도 했지만 잠수함의 핵심이면서 기본 무기인 어뢰를 갖추지 못한 돌고래 관계 부서나 해군의 분위기는 중어뢰 쪽이었다.

해군은 1980년대 초부터 1800톤급 호위함을 속속 건조, 취역시키면서 한편으로는 잠수함을 해외에서 획득하기 위해 많은 노력을 기울였다. 돌고래 1호함의 취역(85년)을 앞두고 그보다 규모가 크고 작전 역량이 높은 잠수함의 해외 도입을 비밀스럽게 추진했던 것이다.

이런 분위기 속에서 어뢰연구실장 박성희(현 2체계개발본부장) 박사를 비롯한 어뢰연구팀은 조심스럽게 중어뢰 개발을 위한 선행 연구의 필요성을 제시, 86년 국방부로부터 승인을 받아 냄으로써 중어뢰 개발의 시동을 걸게 됐다.

이때 연구팀은 중어뢰만큼은 일부 외국의 기술을 도입, 적용하더라도 국제 공동 개발이 아닌 국내 독자 개발을 염두에 뒀다. 국제 공동 개발을 할 경우 K-744 경어뢰 개발에서 보듯이 개발의 성공 확률과 신뢰성을 높일 수 있고 기술적으로도 새롭게 접하는 중어뢰의 운용 방법, 관련 주요 핵심 기술 등을 확보할 수 있는 좋은 기회가 될 수 있다.

하지만 개발 단계에서와는 달리 양산 단계가 되면 부품 가격을 부풀리거나 부품 또는 소프트웨어의 개량·개선이 필요할 때 터무니없는 기술료를 제시하기도 한다. 실제로 K-744에는 신호 처리 부품에 반도체(IC)가 처음으로 적용됐는데 시험 평가 중 그 IC에 입력된 소프트웨어에 한 줄(line)의 내용을 삽입하는 데 100달러를 요구하기도 했다.

특히 박성희 박사는 장차 중어뢰의 체계 설계와 개발을 위해 대학 등 학계에 분야별로 위탁 연구를 수행할 것, 특히 모델링 & 시뮬레이션(M&S)의 필요성을 강조해 이 분야에 관심을 두고 연구를 진행할 것을 주문했다.

70년대까지는 손으로 직접 설계 도면을 그리고, 이것으로 시제품을 만들어 직접 동작을 시험해 보는 아날로그 형태의 설계와 개발이 일반적인 연구 개발의 주류였다. 이것이 80년대 들어 컴퓨터 과학 기술의 눈부신 성장에 힘입어 세계 각국의 무기 체계 연구개발은 급속히 디지털로 전환되고 있었다.

그 디지털 연구개발 현장의 첨단 기법이 M&S로 컴퓨터의 빠르고 복잡한 계산 능력을 이용, 개발코자 하는 무기 체계의 실물이나 다름없는 모형을 만들어 그 동작을 연구해 실제 설계와 제작에 활용하는 것이다. 설계 제작 과정에서 오류를 줄이고 개발 기간도 단축시키는 장점이 있다. 물론 80년대에는 아직 모델링을 포함하지 않은 시뮬레이션 단계.

국내에서도 이 같은 첨단 기법의 연구개발이 필요하다는 사실을 인식하는 분위기였지만 이를 쉽게 허락할 수 있는 여건은 아니었다. 어뢰연구팀의 경우를 보면 경어뢰인 MK-44 모방 개발 초기에 그들은 어뢰의 전기·전자적인 동작 원리를 100% 이해하지 못하고 있었다.

미국이 제공한 설계 도면을 보면 이해하고도 남음이 있었지만 시험 중 오작동이 발생하면 그런 현상이 왜 발생했는지, 어떤 동작을 위해 왜 그만큼의 압력이 필요한지 같은 이유를 알 수 없었다.

이때 국방과학연구소(ADD)에 갓 입문한 이재명(청상어 사업 책임자) 연구원은 어뢰가 가상 적함의 음향을 수신해 발사되기까지 어떤 조건, 어떤 수학적 값에 의해 동작하는지 그 논리적인 흐름을 알고 싶었다. 전자공학이 전공이었던 그는 조선공학을 전공한 동기 기문현 연구원과 전산실의 김원경 연구원의 도움을 받았다. ‘FORTRAN’이라는 기초적인 컴퓨터 언어를 이용, 어뢰 작동 흐름도(flow chart)를 작성해 연구실 한쪽 벽에 가득 채워 붙였다.

연구원들 사이에도 ‘대단한’ 일을 했다는 평가를 받은 이 흐름도는 ‘논리 시뮬레이션’의 결과라 할 만했지만 누구도 시뮬레이션이라는 개념에 아직 익숙해 있지 않았다.

따라서 박성희 박사가 차후 어뢰 개발의 아주 초입 단계인 이때 시뮬레이션 기법을 주문한 것은 비록 그의 전공이 시뮬레이션이라고 할지라도 매우 진보적인 것이었다. 거기에는 첨단이라는 이유보다 뭐 하나 시험해 보려면 많은 돈을 들여 미국으로 가야 했을 만큼 국내의 시험 평가 환경이 극히 열악하다는 현실 인식이 깔려 있었다.

연구원들은 향후 중어뢰 개발에 있어 M&S를 적용, 설계하고 이 과정에서 소프트웨어 개발을 통해 획득한 기술을 기반으로 HILS(Hardware in the Loop Simulation)를 개발키로 동의, 준비에 들어갔다.

HILS 역시 낯선 개발 방식이지만 유도 무기(어뢰는 수중 미사일이다) 개발에서는 빼놓을 수 없는 필수적인 성능 검증 시스템. 가상 현실 속에서 가상 발사를 수행, 육상 혹은 수중에서의 실제 시험과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

< 출처 : 국방일보 신인호 기자 >

2005-08-15 19:32:27

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