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제목 원잠보다 연료전지용 잠수함이 어떨까요? 2018-05-24 20:22:43
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조회:3380     추천:29
개인적으로 원자력 잠수함(원잠)에 대해서 곰곰히 생각해보았습니다. 원잠이 있으면 좋기는 하죠. 그런데… 우리(한국)에게 과연 원잠이 필요한지, 원잠이 아니면 대체수단이 없는 것인지에 대해서 원잠의 장단점을 살펴보았습니다. 우선 원잠의 장점이라면 긴 잠항시간/상대적으로 빠른 속도/연료의 긴 수명/산소와 식수공급 등이 있습니다. 단점으로는 고비용/큰 소음/방사능/복잡한 운용 및 유지관리/연료교체의 어려움 등이 있습니다. 그렇다면 우리는 원잠의 장단점을 동시에 해결할 수 있는 다른 방법을 가지고 있을까? 하며 주위를 둘러보게 되었습니다. 연료전지(일반적인 연료로서 수소)가 괜찮겠더군요. 그러나 현재의 연료전지는 대개 유산소발전방식이네요. 작동방식이 친환경 무산소, 기왕에 이산화탄소를 먹고 산소를 배출하는 방식이면 더욱 좋겠죠. 무산소 연료전지스택(fuel cell stack)은 아직 미개척분야죠. 원잠도입이 당장 급한 문제는 아니므로 작전요구성능을 충족시키는 잠수함개발에 대해서 여러 고안을. 해봐야 하겠죠. 또한 아무리 원잠이 장시간 가동된다고 하더라도 최장 30일~60일 정도입니다. 밀실환경, 그런 것도 있지만 밥은 먹고 살아야 하니까요.

원잠과 연료전지용 잠수함(편의상 전잠)을 상호비교하자면, 우선 원잠의 30일~60일간 긴 잠항시간은 전잠에서 그에 상응하는 연료적재량을 더 늘리고 발전효율을 높이면 됩니다. 원잠의 빠른 속력은 대출력 전기모터나 변속기, 아니면 워터제트(water jet)를 사용해볼 수도 있겠죠. 원잠의 산소공급은 전잠에서 무산소연료전지스택을 사용 또는 물의 전기분해로 조달, 전잠의 난방은 연료전지에서 발생되는 높은 온도의 열을 이용하면 됩니다. 그밖에 다양한 응용물리학을 적용하면 될 것으로 압니다.

간략한 정리는 다음과 같습니다.

연료전지스택으로부터 전기와 고온(high temperature)이 발생되므로 전기충전으로 추진모터를 기동, 난방수 공급, 열교환기를 통한 무소음냉난방, 정수기나 해수담수화장치를 통한 식수공급, 열전소자로 해수전기분해 및 산소공급, 경우에 따라서는 스팀 보일러(steam boiler)에 의한 고온증기로 터빈(turbine)을…

배터리용량… 참고로 축전지 공간은 무조건 크게 할 필요는 없습니다. 전기의 소비량>생산량이 되지 않도록 축전지로 버퍼링(buffering)을 해주면 되고, 연료전지로부터 전기를 얻어 소비량<생산량이 되도록 해주면 되겠죠. 축전지의 공간이 지나치게 크면 그만큼 연료탑재량이 저하되므로 필요한 용량으로 합니다. 그러나 만약읉 위해서 여유용량을 둘 수는 있겠죠.

사용한 핵원료, 10만년 뒤…
올린 날짜: 2017년 09월10일
https://m.youtube.com/watch?v=03k4fdSEc6Y

부실한 연료전지, 부정통과가 된 그 구체적인 내용.
올린 날짜: 2018년 03월24일
https://m.youtube.com/watch?v=_X0Z2f0XnUk

연료전지는 워낙 미성숙된 분야라서 그런지 낮은 완성도를 보이는 등 상용화가 그리 수월하지 않네요. 그러나 잠수함에 친환경/저(무)공해/무소음이다보니 꾸준히 연구해볼만한 가치는 있을 것 같습니다.
ID : 이슬레이
2018-05-24
21:17:46
연료전지만을 동력으로 사용 하려는 특수전용 잠수함은 500톤급으로 이미 계획되어 있는걸로 알고 있습니다.
ID : 시진뻥
2018-05-29
23:36:45

프랑스의 바라쿠다, 미국의 씨울프, 영국의 아스튜트 등에서 확인할 수 있듯이
최근의 원잠들은 소음문제가 부각되지는 않습니다.

오히려 우리나라와 이탈리아에서 건조한 재래식 잠수함인
214급이 소음문제로 큰 곤욕을 치루었습니다.

연료전지의 한계는 파워 입니다.
현용 연료전지 잠수함들의 파워 관련 성능이
우리나라의 경우 밀덕들에 의해 과장되어 있는 상황인데
연료전지 추가 잠수함이나 순수 디젤 잠수함이나
최고속도의 운용시간은 큰 차이가 없습니다.

디젤기관 운용 시의 최고 속도와
연료전지의 최장 운용시간의 개념이 짭뽕되면서
판타지 수준의 성능을 가진 획기적인 잠수함 쯤으로 왜곡되어 있는데
연료전지는 고속기동용이 아니기 때문에
대잠전에서는 의미없는 시스템이라고 봐도 무방 합니다.

쉽게 말해서 미국, 영국, 프랑스가 전부 원잠을 운용하는 이유가 뭘까를 생각하면 답 나옵니다.

마찬가지로 중국과 러시아가 디젤잠수함도(?) 운용하는 핵심적인 이유를 생각하면
원잠이 있어야 하는 이유는 어렵지 않게 생각해낼 수 있을 겁니다.

연료전지를 추가한 디젤잠수함이 덴마크를 중심으로한
얕은 바다이고 해협수준의 좁은 해역인 발트해를 전장환경으로 하는
독일과 스위덴에서 개발되었다는 탄생배경을 보면,
같은 천해인 서해가 잠수함의 무덤이 될 수 있다는 평가 등을 생각할 때
연료전지 잠수함의 한계 또한 극명하게 이해될 수 있을 것 입니다.
ID : 시진뻥
2018-05-29
23:42:17
사람들의 기본적인 심리는
'여우와 신포도'의 우화에서 처럼
내가 갖지 못할 처지의 대상에 대해서는
"저건 신포도일거야"로 이해하려고 얘 쓰게 마련이고,
반대로 내가 갖게 될성 싶은 대상에 대해서는
"얼쑤 ~ 우리 것은 좋은 것이여! " 하게 마련인데,
밀덕들 또한 이런 심리구조에서 자유로울 수 없으니
연료전지 잠수함은 과잉 수준으로 빨아 대고,
반대로 원잠은 과잉 수준으로 까는 것은 당연하다고도 볼 수 있습니다.

그러나 객관적인 팩트는 심리적 특성과는 다를 수 밖에 없는 것이 현실이고,
그것을 받아 들이지 못하는 것이 바로 현실부정 아닐까 싶습니다.
ID : 시진뻥
2018-05-29
23:47:24
아래는 한국일보 2017년 10월 25일자 [오피니언] 에 실렸던 글 중 일부 입니다.

『 ... 현재 해군이 보유한 손원일급 잠수함의 잠항능력은 2주다. 그것도 속도를 5노트 이하로 낮췄을 때의 이야기지, 비상사태가 발생하여 20노트 이상의 전속주행을 하면 불과 몇 시간 만에 배터리가 방전돼 버린다. 동해 1함대를 출발하여 북한 마양도기지까지 항해시간 왕복 1주일에 여유배터리 3일분 남겨두면 실제 손원일급 잠수함이 마양도기지 앞에 매복할 수 있는 작전시간은 불과 4일이다. 개발 중인 3천톤급 잠수함의 목표잠항능력은 3주다. 이 역시 단 열흘만 매복할 수 있을 뿐이다. 』
ID : 시진뻥
2018-05-29
23:53:25
한국일보에 나와 있는 기사의 부분을 작전 투입 교대 잠수함 보유 척수 및 승무원 확보라는 관점에서 보면, 원잠 한 척이면 해결할 수 있는 임무를 위해 몇척의 연료전지 잠수함과 승무원이 필요할 지? 그리고 전개 이동 이라는 유발되는 위험 요소의 확대 등 까지 감안하면, "저 포도는 신포도일거야" ↔ "우리 것은 좋은 것이여 !"로만 쉴드치기에는 너무나 많은 왜곡과 과장들로 이미지화 되어 있는 것이 현실일 것입니다. 현싫부정이라는 현실.
ID : k4478k
2018-06-06
07:31:12
백화점으로 보면 원잠은 최고급 백화점 성능의 제품으로 고객이 원하는 수준에 작전을 할수가 있조
하지만 디잴은 아울랫 상품으로 예상 지점에서 매복 저격하는 게 다조.....
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