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제목 미 해군의 타이콘데로가급 이지스 순양함 2008-12-10 21:08:45
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미 해군의 타이콘데로가급 이지스 순양함

CG 47 타이콘데로가함

개     요

  이지스 체계(Aegis system)란 목표의 탐색으로부터 이를 파괴하기까지의 전 과정을 하나의 체계로 통합시킨 미 해군의 최신 통합 무기 체계를 말한다. 이지스(Aegis)의 어원은 그리스 신화에서 나오는 아테네 여신의 방패를 의미하며, 이지스 체계를 탑재한 이지스함은 외형적으로 위상배열 레이더를 장비한 독특한 형태의 상부구조 외에 함정의 기본적인 형상은 기존의 수상함과 차이가 없다.이지스 체계의 연구개발 및 육상 시험은 1970년대 초반부터 실시되었고 이후 실용화 계획이 세워졌다. 그러나 이지스 체계는 당시로선 하드웨어의 규모가 크고 전력의 소모도 커서 순양함급의 대형함정과 원자력 추진체계의 탑재를 전제로 개발되었다. 냉전시기 소련 해군은 미 항모전단에 대응해 장거리 대함미사일을 갖춘 수상함 세력을 확장하고 있었고, 미 해군으로서는 혁신적인 방공함의 필요성이 절실해지고 있었다. 이에 미 해군은 버지니아급 원자력 순양함의 후속으로 월등한 항속거리를 보장할 수 있는 원자력 추진체계에, 다목표 동시교전이가능한 이지스 체계를 탑재한 이지스 원자력 순양함 계획을 세웠다. 그러나 당시 미 해군이 실용화한 원자로로는 만재 배수량이 14,000톤으로 예측되는 신형 이지스 원자력 순양함의 출력으로는 부족했고, 신형 원자로를 개발하는 것도 비용문제로 불가능하다고 판단되었다. 물론 여기에는 당시의 군사 예산 삭감 정책도 큰 영향을 미쳤고, 결국 비용절감을 위한 타협안으로 제시된 것이 기존의 스프루언스급 구축함의 선체를 이용하는 것으로, 이것은  타이콘데로가급 순양함으로 실현되었다.

CG 51 토마스 S. 게이츠함

  최초의 이지스함인 CG 47 USS 타이콘데로가함은 1983년에 취역하였다. 타이콘데로가급 이지스 순양함은 스프루언스급 구축함의 선체를 이용한 것으로, 타이콘데로가급 순양함은 200개 이상의 다중목표물을 동시에 탐지하여 24개의 목표물을 동시에 교전할 수 있기 때문에, 현재까지 전세계 수상함 중에 가장 뛰어난 전투정보 처리능력을 가지고 있다고 해도 과언이 아니다. 이 순양함은 항공전단의방어와 상륙 전력의 지원을 위해 사용되거나 또는 수상함대의 기함으로서 대잠수함 작전, 대지 순항 미사일 공격, 대수상함 공격 등의 독자적인 작전도 수행할 수 있다. 특히 타이콘데로가급 순양함의 이지스 체계와 SM-2 미사일의 조합은 기술적인 면에서 기존 순양함의 함대 방공 능력을 진일보시켰다. 현재에도 이지스 체계와 SM-2 미사일은 계속해서 개량 중이며, 최근에는 이지스 BMDS 개량을 통해 SM-3 미사일을 TBMD에 사용하려는 시도도 이루어지고 있다. 미 해군의 타이콘데로가급 이지스 순양함은 1995년 포트 로열을 마지막으로 모두 27척이취역하였다. 21세기에도 이지스 체계를 탑재한 이지스함은 방공함으로 활약할 것이기 때문에, 타이콘데로가급은 CG(X)로 대체될 때까지 계속해서 개량되어 미 해군의 주력함으로 사용될 전망이다. 그러나 이후 CG 47부터 CG 51까지 MK 26 2연장 미사일 발사기를 장착된 함정은 차례로 퇴역할 예정이며, 최초의 이지스 순양함인 CG 47 USS 타이콘데로가함은 2004년 9월 30일 퇴역하였다.

CG 57 레이크 섐플레인함

구     조

  미 해군은 스프루언스급 구축함의 선체를 그대로 전용하여 타이콘데로가함(CG47)을 건조하였다. 그러나 이지스 시스템의 탑재로 인해 선체와 중량은 전체적인 균형을 맞추지 못했고, 외형상으로도 커다란 상부구조로 인해 가분수형을 하고 있다. 비록 스프루언스급의 선체는 장래의 무장 탑재를 위해 여유를 가지고 설계되었지만, 구축함의 선체에 무리인 것을 알면서도 무거운 상부구조의 이지스시스템을 탑재하였기 때문에 중량의 증가와 선체 중심의 상향이 두드러졌으며 그 대책을 수립하는데 많은 노력이 요구되었다. 실제로 이지스 체계를 탑재한 결과 타이콘데로가급 1번함과 2번함은 복원성에 문제가 발생하였고, 이를 해결하기 위해 3번함부터는 상부구조의 무게를 줄이기 위한 철저한 노력의 결과 마스트도 4각지주에서 3각지주로 변경되었다. 이러한 문제는 나중에 알레이버크급 이지스 구축함의 설계에 반영되었다. 이지스 시스템의 탑재를 설계에서부터 고려한 알레이버크급은 비교적 균형잡힌 모습을 하고 있다. 또한 이전의 순양함은그에 걸맞는 방어장갑과 방어구조(방수구획, 탱크, 빈 격실등)을 갖는 것이 일반적이었지만, 타이콘데로가급 순양함은 스프루언스급 구축함 선체를 그대로 이용하였고, 단순히 순양함용으로 개발된 SPY-1A/B 레이더를 장비하여 순양함으로 분류된 것이다.

CG 62 챈설러즈빌함

  타이콘데로가급의 1번함인 타이콘데로가함(CG47)부터 5번함인 토마스 S. 게이츠함(CG51)까지는 회전식 미사일 발사기인 MK 26 2연장 미사일 발사기를 장비하고 있었으나, 6번함인 벙커힐함(CG52)부터 수직 발사 체계(VLS : Vertical Launch System)를 최초로 채용하였다. 이전의 회전식 미사일 발사기인 MK 26 2연장 미사일 발사기는 갑판 위에 설치되어 선회 구동범위가 넓고 공간도 많이 차지하고있었다. 게다가 발사기의 일부분이 고장나면 적재된 미사일 모두를 사용하지 못하는 커다란 단점도 가지고 있었다. 그러나 새로 적용된 수직 발사 체계(VLS)는 갑판 하부에 수직으로 설치되기 때문에 갑판의 공간도 적게 차지할 뿐 아니라 미사일이 언제나 발사대기 상태를 유지하므로 재장전이 필요없어 표적에 대한 대응시간도 단축된다. 타이콘데로가급의 선체는 몇개의 모듈로 나뉘어 건조하는  모듈러 설계로 건조되었는데, 그로 인해 건조기간 동안 선체의 각 부분에 대한 개량을 쉽게 할 수 있도록 설계되었다. 각 모듈들은 함정의 형태를 구성하기위하여 일괄적으로 이동되었으며, 이지스 시스템이 수납될 모듈들은 갑판 위쪽으로 올려져 건조되었다.

회전식 미사일 발사기를  장비한 모습(위), 수직 발사 체계(VLS) 장비한 모습(아래)

  1995년부터 미 해군은 타이콘데로가급 순양함에 탑승하는 승무원 수를 줄이고 운용비 절감을 위해서 장비를 자동화하는 `Smart Ship" 사업을 착수했다. 부피가 큰 조작 장비들은 컴퓨터로 변경하고 케이블은 모두 광섬유로 대체되었으며, 함정내에 LAN을 설치하여 통신방법과 훈련 등이 이전보다 간편해져 이전보다 적은 인원으로도 효율적인 업무수행이 가능하게 되었다. 특히 함교의 당직인원을 기존의 13명에서 3명까지로 줄일 수 있었다. 1998년 CG 51 토마스 S. 게이츠함에 통합된 함정통제장비(Integrated Ship Control)를 설치하면서 이러한 `Smart Ship" 사업이 본격화 되었으며, 미 해군은 현재 운용중인 타이콘데로가급 순양함에 순차적으로 적용하여 운용인원을 줄이고 운용비를 절감하는 노력을 계속할 것이다. 이것은 승조원의 감소가 승조원의 훈련 및 보급 비용과 임금은 물론 이를 지원하기 위한 지상의 상주인원 및 물자 소요를 모두 절감하는 효과를 낼 수 있기 때문이다. 이것은 제한된 예산을 가지고 전력을 유지하려는 미해군의 노력이며, 이런 비용의 절감은 신조 함정의 예산 획득을 위해 쓰일 수 있을 것으로 보고 있다.

타이콘데로가급의 무장 및 장비 장착 모습

장     비

전투체계

  이지스 체계는 위협이 되는 적의 표적 탐지부터 이것을 최후에 파괴시키는 과정에 이르기까지 기능을 수행하는 통합 무기 체계로 설계되었다. 이지스 체계를 구성하는 가장 강력한 무기체계는 미 해군이 수상함에 탑재한 각종 미사일이다. 이 미사일은 해면에 있는 표적에서부터 연직 상공에 있는 표적까지 넓은 범위의 위협을 방어할 수 있다. 이지스 체계 중에서 탐지기능을 담당하는 장비는4MW의 고출력을 갖는 AN/SPY-1 레이더이며 동시에 100여개의 표적을 탐지할 수 있다. 탐지기능에는 처음 나타난 표적을 탐지해서 추적하여 미사일을 표적 가까이 유도하는 과정을 포함하고 있다.  지휘관의 지휘와 결심에 관한 자료는 컴퓨터에서 처리되어 제시된다. 이렇게 무기체계와 지휘관을 연동함으로써 이지스함은 대공, 대함, 대잠 위협을 포함한 다중 임무를 수행할 수 있는 능력을 갖게 된다. 미국은 이지스 체계의 베이스라인(baseline)을 정하여 단계별로 성능향상을 이루어 함정에 장착해 왔다. Baseline 1 (CG 47~51)은 초기형이며,Baseline 2 (CG 52~58)부터는 수직발사체계(VLS)와 토마호크 미사일을 새로 장비하였고 대잠전 능력을 강화하였다. Baseline 3 (CG 59~64)에서는 AN/SPY-1B 레이더와 AN/UYQ-21 콘솔이 탑재되었다.  Baseline 4 (CG 65~73, DDG 51~67)에서는 알레이버크급 이지스함을 위해 개발한 AN/UYK 43/44 컴퓨터와 컴퓨터 프로그램이 적용되었다.

타이콘데로가급의 함교

레이더

  1970~1980년대 구소련은 대규모의 대함 미사일을 다량으로 발사하여 미 함대를 상대한다는 해상 전투 전술을 가지고 있었다. 이에 대비하여 미 해군은 기존의 방공 시스템보다 훨씬 정교하고 함정이나 함대를 향해 날아오는 다량의 미사일을 한꺼번에 처리 할 수 있는 시스템의 개발에 착수하였는데, 그것이 바로 이지스 체계이다. 그중 이지스 체계의 핵심은 3차원 위상배열 레이더(phased-arrayradar) SPY-1이다. 기존의 기계회전식 레이더는 마스트에 설치된 큰 접시형 안테나가 360도를 회전하는 동안 1번만 레이더 빔을 표적에 비춘다. 따라서 각각의 표적을 추적하려면 레이더가 표적마다 별도로 필요하게 된다. 그러나 컴퓨터 통제방식의 SPY-1 레이더는 레이더 센서가 전후좌우로 상부 격벽의 평면에 고정 부착되어 사방으로 동시에 전자기장 빔을 조사한다. 개발 시제품은 1974년에 미 해군의 Norton Sound AVM1시험함에 설치해 성능을 확인하였다.

  이지스함의 레이더가 대형이었기 때문에 먼저 순양함용으로 개발된 SPY-1A는 안테나를 함교 상부구조물 전후에 2면씩 분리하여 배치하고 있으며, CG 59 이후에는 좀더 개량된 SPY-1B와 그개량형인 SPY-1B(V)를 탑재하고 있다. 타이콘데로가급에는 SPY-1A/B 외에도 장거리 체적 탐색용으로 SPS-49 레이더를 탑재하고 있다. SPS-49 레이더는 SPY-1A/B보다 높이 설치되어 있어 표적탐지 거리를더 증가시킬 수 있으며, 종말유도에 사용되는 SPG-62 일루미네이터도 모두 4기를 장비하고 있어 알레이버크급보다 동시교전능력이 뛰어나다. 이런 이유로 타이콘데로가급은 동시에 최고 200개의 목표를 탐지·추적하고, 그 중 24개의 목표를 동시에 공격할 수 있다. 이것이 방공함으로써 타이콘데로가급이 알레이버크급보다 더 뛰어난 점이다.

  록히드 마틴사는 현재 타이콘데로가급 순양함의 SPY-1A/B를 SPY-1E으로 업그레이드할 예정이다. SPY-1E S밴드의 진보된 레이더(SBAR : S-Band Advanced Radar)로 시제품은 2006년에 나오며, 지금까지 훈련과 시험에서 1,400발 이상의 발사를 성공적으로 수행했다고 한다. SPY-1E는 장거리 목표탐지 추적용의 광역 수색 레이더 VSR(Volume Search Radar)로, 유인 항공기, 무인기, 미사일 등을원거리에서 탐지 추적하게 된다. 최근에는 SPQ-9B 수평선 탐색용 3차원 레이더도 탑재를 예정하고 있다. SPQ-9B의 설치 목적은 시스키밍 미사일을 발견하기 위한 것으로 원래는 해상 수색/추적용 레이더였는데 극심한 클러터 환경 아래서도 시스키밍 대함미사일을 탐색과 추적이 가능하다. SPQ-9B는 안테나 2개의 뒷면을 맞대어 조합하여 실제 SPQ-9B의 회전수는 30rpm이지만 안테나 2개로 붙여서 60rpm의 효과를 낼 수 있다.

이지스 시스템의 핵심인 SPY-1A 레이더

추진기관

  타이콘데로가급의 추진기관은 COGAG 방식으로 GM사의 LM2500 개스터빈 엔진 4기로 구성되어 있다. 엔진의 총출력은 80,000마력이다. 타이콘데로가급 순양함의 추진기관은 이전의 스푸루언스급 구축함이나 키드급 구축함의 추진기관과 같은 방식이며, 최고속도를 30노트까지 낼 수 있다.

CG 49 빈센스함

무     장

Mk 41 수직 발사 체계

  타이콘데로가급 순양함은 함대 방공 미사일로 스탠다드 미사일을 운용 중이다. CG 47에서 CG 51까지는 MK 26 2연장 미사일 발사기 2기에 장착되었으나, CG51부터는 MK 41 수직 발사 체계(VLS)에서 발사되도록 장비되었다. MK 26 2연장 미사일 발사기는 버지니아급 원자력 순양함에 탑재되었던 것으로 다양한 미사일의 탑재가 가능한 최신 무장이었지만 2연장 발사기이므로 미사일의 연속발사는4발뿐이며, 재장전과정까지 시간이 소요되어 24발의 동시교전능력을 100% 발휘하기가 어려웠다. 수직발사체계는 함수 8모듈(64셀), 함미 8듈(64셀)로 128셀로 보이지만, 실제로는 스트라이크 모듈 7모듈과 스트라이크 다운 모듈이 1모듈이 각각 탑재되어 있다. 스트라이크 다운 모듈도 일반적인 8셀짜리 모듈로 보이지만, 실제로는 3셀만큼의 공간에 접이식의 미사일 재장전용 유압 크레인이 들어가 있으므로 5셀짜리이므로 MK 41 수직발사체계(VLS)는 전체적으로는 122셀이며, 여기에 SM-2/SM-3 미사일 외에도 아스록 대잠로켓, 토마호크 미사일이 탑재된다.SM-2 미사일에는 기존의 레이더 유도 방식에 자동 관성 유도방식이 추가되었다. 간단히 말하면, 목표물에 대한 일정거리까지는 관성 방식으로 접근하고, 가까이 접근한 뒤에는 일루미네이터에 의한 레이더 반사파 유도 방식을 사용함으로써, 일루미네이터의 처리용량을 기존보다 3~4배로 극대화 시켰다. 그리고 이전보다 훨씬 더 강화된 컴퓨터의 처리능력은 다수의 목표물에 대한 공격 시스템의 관제능력을 대폭적으로 향상시켰다.

Mk 41 수직 발사 체계의 모습

MK 15 팔랑스 근접방어무기체계

  근접방어무기체계(CIWS)로는 1980년대 실용화된 레이디온사의 20mm MK 15 팔랑스가 사용된다. 팔랑스 근접방어무기체계는 2기가 함교 측면에 장착되어 있다.

팔랑스 근접방어무기체계

Mk 45 127mm 54구경장 함포 2문

  Mk 45 Mod1/Mod2 127mm 54구경장 함포는 타이콘데로가급의 경우 함수와 함미에 각각 1문씩 총 2문이 탑재되어 있다. 이 함포의 발사속도는 분당 16~20발로 전세대의 MK 42 127mm 함포의 분당 35발의 발사속도에 비해 느리고 고각범위도 -15도에서 +65도로 앙각이 20도 정도 적다. 결론적으로 말하면 제원상으로는 성능이 떨어진다는 의미이지만, 이것은 미 해군의 경향에 따른 것으로 주목적을대함 및 대지 사격으로 한정하고 신뢰성을 높였으며 전체적으로 경량화하는데 목적을 두었다고 할 수 있다.

Mk 45 5인치(127mm) 함포 발사모습

3연장 324mm MK 32 어뢰튜브 2기

  양 현측에는 3연장 어뢰튜브가 2기 설치되어 있는데, 이곳에는 MK 46이나 MK 50 경어뢰를 모두 6발 장착할 수 있다. 경어뢰는 보통 사거리가 짧아 대잠 방어용으로 사용된다.

헬기 운용 능력

  타이콘데로가급은 두대의 대잠 헬기를 탑재∙운용할 수 있다. CG47, 48에는 SH-2G 시스프라이트 LAMPS가 탑재되었으나, CG49 이후에는 SH-60 시호크 LAMPS III가 탑재되었다. 현재 미 해군용의 SH-2G 시스프라이트 대잠 헬기는 모두 퇴역한 상태이다.

CG 73 포트 로열함

제     원

건   조 : Ingalls Shipbuilding,  Bath Iron Works

배수량 : 기준배수량 : 9,600톤 ,  만재배수량 : 10,100톤

크   기 : 172.8m x 16.8m x 7.3m(길이/폭/흘수선)

승조원 : 364명

추   진 : COGAG 방식 ,  LM2500 가스 터빈 4기 (100,000 마력) ,  2축 추진

속   도 : 최대 30노트 ,  순항 20노트

항속거리 : 4,000nm(순항시)

무   장 : MK 45 127 mm 54구경장 함포 2문 ,  20mm MK 15 팔랑스 2문 ,  스탠다드, 토마호크, 아스록(MK 26 연장 발사대, MK 41 VLS 122셀) ,  하푼 대함 미사일(4연장 발사기 2기) ,  MK 46 Mod 5 경어뢰(324mm MK 32 3연장 어뢰 튜브 2기)

대   응 : MK 36 SRBOC 채프 플레어 발사기 ,  SLQ-32(V)3 전자전 체계 ,  SLQ-25A NIXIE 예인 어뢰 디코이

지휘 무장 통제 : Aegis NTDS Links 11, 14 ,  SATCOM WSC-3/OE-82C ,  SQQ-28 헬기 데이터 링크

레이더

 다기능 : SPY-1A(CG47-59)/SPY-1B(V)(CG59-73) – E/F 밴드 ,  대공 : SPS-49 레이더 ,  대수상 : SPS-55 레이더 - G/H 밴드 ,  항법 : SPS-64(V)9 레이더 - I 밴드 ,  사격 통제 : SPG-62 미사일 유도용 4기

소   나 :  SQS-53A(CG47-55) / SQS-53C(CG68-73) 함수 고정 소나 ,  SQR-19B 예인소나

헬   기 : SH–60 헬기 2기

보유함정

 CG 47 타이콘데로가함,  CG 48 요크타운함,  CG 49 빈센스함 ,  CG 50 밸리 포지함 ,  CG 51 토마스 S. 게이츠함 ,  CG 52 벙커 힐함 ,  CG 53 모빌 베이함 ,  CG 54 앤티텀함 ,  CG 55 레이테 걸프함 ,  CG 56 산 하신토함 ,  CG 57 레이크 섐플레인함 ,  CG 58 필리핀 시함 ,  CG 59 프린스턴함 ,  CG60 노르망디함 ,  CG 61 몬터레이함 ,  CG 62 챈설러즈빌함 ,  CG 63 카우펜스함 ,  CG 64 게티즈버그함 ,  CG 65 초신함 ,  CG 66 후에 시티함 ,  CG 67 샤일로함 ,  CG 68 안지오함 ,  CG 69 빅스버그함 ,  CG 70 레이크 이리함 ,  CG 71 케이프 St. 조지함 ,  CG 72 벨라 걸프함 ,  CG 73 포트 로열함

자료제공 : 어둠의 상인 등

KDN 자주국방네트워크 조현상 jyohen@naver.com

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