최근 북한의 탄도미사일 탑재 잠수함의 보유 여부에 관심이 집중되고 있다. 지난달 26일 미국의 정치·군사전문 웹진인 ‘워싱턴 프리 비컨’의 보도 기사 하나가 일으킨 파장의 여파 때문인 것으로 알려졌다.  

실상 북한은 지금도 잠수함 개발에 열을 올리고 있고, 잠수함 발사 탄도 미사일(Submarine-launched ballistic missile, SLBM) 개발을 추구하고 있다는 사실은 이미 오래전부터 알려진 것이다.  

전문가들은 “3000t급의 잠수함은 재래식 디젤형 잠수함으로선 제일 큰 급에 해당하며, 크기가 큰 만큼 탑재 무기나 수중에서의 작전 시간도 대폭 늘릴 수 있다”고 말한다. 즉, 상대국에 대한 위협이 훨씬 커지는 것이다.  

그러나 현재 북한이 탄도미사일 탑재 잠수함을 보유하기에는 기술적으로 넘어야 할 장벽이 너무 높다는 것이 국내외 전문가들의 분석이다. 이런 잠수함은 적어도 3000t급 이상의 골프급(Golf class) 또는 줄루급(Zulu class) 전략잠수함(SSB)으로서 수직발사체계(Vertical launching system, VLS)와 핵탄두를 장착한 탄도미사일을 확보하고 있어야 하는데 현재의 북한 잠수함 개발 기술력으론 어느 것 하나 만만한 기술이 없기 때문이다.  

그럼에도 불구하고 최근 들어 새로운 냉전 지역으로 떠오른 동북아 해역에선 그 어느 때보다 탄도미사일 탑재 전략잠수함 기술 개발 경쟁이 뜨겁게 달아오르고 있다.  

SLBM 발사 가능한 디젤 잠수함 

1968년 3월 8일 소련의 골프급 핵미사일 탑재 디젤 전략잠수함 K-129가 하와이 북서쪽 1560여 마일 떨어진 해저에서 조난됐다. 그로부터 한 달 후 K-129의 침몰을 확인한 미 해군이 발견, 인양에 성공했다.  

그리고 내부를 조사한 결과, 소련 해군 수병의 시체 6구와 핵탄두 장착 미사일 3기가 발견됐다. 이로써 미·소간에 벌어진 치열한 냉전의 현장이 적나라하게 공개됐고, 구소련의 전략잠수함의 실체도 고스란히 드러났다.  

냉전 기간 동안 치열한 군비경쟁을 벌였던 미·소 양국은 SLBM을 발사할 수 있는 전략잠수함 개발에도 예외가 아니었다. 이에 핵에너지로 움직이는 전략원잠(SSBN)이 개발됐지만 기존의 디젤 추진식 골프급 또는 줄루급 잠수함도 SLBM을 발사할 수 있는 전략잠수함으로 냉전 끝까지 살아남았다. 

골프 급은 구소련에서 개발한 디젤 추진식으론 최대급 잠수함으로 SLBM을 발사할 수 있는 수직발사관(Vertical launching tube)을 가질 수 있는 3000t급에 해당된다. 반면에 3000t급 이하의 재래식 잠수함들은 대부분 7m 미만의 2충으로 설계돼 10m 이상의 탄도미사일을 세워서 발사할 수 있는 수직발사체계(VLS)를 갖출 수 없다. 

그러나 고도의 은밀성이 보장되는 전략잠수함의 경우, 타격 목표 가까이에 접근해 핵탄두를 장착한 탄도미사일을 발사하려면 반드시 수직발사관을 가져야 한다. 전문가들은 그 이유에 대해 “잠수함 발사용 수직발사대는 좁은 공간에 다량의 미사일을 적재할 수 있고, 언제, 어느 장소에서도 발사가 가능해 현대전에서 전쟁의 승패를 좌우하는 전략적 요소다”고 말한다.  

수직으로 어느 방향도 타격 가능  

초기에 함정용 특히 잠수함용 수직발사체계(VLS)를 갖추는 데는 많은 시행착오를 거쳐야 했다. 그 이유는 전략잠수함의 경우, 발사관이라는 연통을 내부에 장착해 탄도미사일을 발사하는데 통상 음속의 2배 이상으로 날기 때문에 발사 시에 엄청난 화염을 내기 때문이다. 

이때 후폭풍으로 내뿜는 엄청난 화염은 발사관이 있는 잠수함 자체에도 치명적인 위험을 줄 수 있다. 이에 다양한 발사 기술이 고려됐는데 콜드 런칭(Cold launching)과 핫 런칭(Hot launching)방식의 두 기술이 현재까지도 대세를 이루고 있다.  

콜드 런칭은 기존의 방식과 달리 미사일이 스스로 로켓을 점화시켜서 발사관을 빠져나오는 것이 아니라 먼저, 압축공기를 이용해 바닥판을 순간적으로 위로 튀어 오르게 한다. 이때 미사일은 외부로 튕겨나간다.  

수면위로 올라간 미사일은 즉시 자체적으로 로켓을 점화시켜서 목표를 향해 날아가게 된다. 소형 미사일보다 중량이 훨씬 큰 핵탄두 미사일의 경우에는 화약 카트리지를 이용하는 가스 발생기로 발사시킨다.  

핫런칭(Hot Launching) 방식은 기존의 미사일 발사 방식처럼 로켓을 점화시켜서 발사한다. 전문가들은 “핫 런칭 방식은 반드시 로켓에서 분사되는 화염이 위로 향하도록 화염배출구를 역류시키도록 설계돼야 한다”고 지적한다. 이를 위해 공간이 부족한 잠수함의 특성상 두 개의 발사관이 가운데 있는 하나의 화염배출구를 공유하면서 축차적으로 발사된다.  

미사일이 발사되면 후미 노즐에서 분출되는 화염은 발사관 사이에 있는 통로를 통해 위로 역류해 솟아오른다. 따라서 화염에 직접 노출되는 미사일 발사대 바닥 부분의 설계는 강력한 고열, 고압가스 등을 견뎌야 하고, 변형이나 삭마 등의 유지 보수에도 신경을 써야 한다.  

물속에서 발사돼 곧장 수면 위로 오른 SLBM은 즉시 전후좌우로 방향을 틀 수 있어야 한다. 이는 목표물을 향해 방향을 잡기 위해서다. 이때 가장 큰 문제는 처음의 큰 관성을 제어해 원하는 목표 방향으로 자세를 틀 수 있어야 한다. 

이를 위해 전략잠수함에서 발사된 SLBM의 경우, 미사일의 방향을 급격히 전환하기 위한 방향 조절용 핀(Fin), 미사일 전면부에 방향 조절용 추력 장치 및 삼각형의 델타 윙, 추력편향 장치 등이 설치돼있다.