정박·MRO 안전사고 무인함정 ‘최대 아킬레스건’ 해결 기술 개발
정박 시 파도·조류에 밀려 부유구조물 아래로 잠기는 위험 없애
▲한화시스템이 지식재산처로부터 획득한 '무인 잠수정 계류시설 어셈블리' 개념도. 사진=지식재산처 제공
우리 해군이 차세대 해양전의 핵심 전력인 '초대형 무인 잠수정(XLUUV, eXtra Large Uncrewed Undersea Vehicle)' 전력화에 속도를 내고 있다. 이 가운데 국내 대표 방산 기업 한화시스템이 무인 함정 운용의 최대 아킬레스건으로 꼽히던 정박과 유지·보수·정비(MRO) 안전 사고 문제를 원천 차단할 혁신적인 인프라 기술을 독자 개발했다.
경쟁국들이 무기체계 '본체' 성능 개량에만 몰두할 때 험난한 바다에서 이를 24시간 거둬들이고 살려낼 '스마트 계류시설 생태계'를 선제 장악했다는 점에서 남다른 전략적 의미를 지닌다는 평가다.
한화시스템이 최근 지식재산처로부터 '무인 잠수정 계류 시설 어셈블리(등록 번호 10-2945548)' 특허를 인정받은 사실이 본지 취재로 4일 확인됐다. 지난달 31일자로 최종 공고된 이 기술은 플라스틱 부유물을 엮어 쓰던 기존 임시 선착장의 치명적 결함을 기계 역학적 아이디어로 극복해 냈다.
◇“잠수정이 밑으로 쑥"…아찔한 '언더라이딩' 튕겨내는 수중 방패
그동안 해군과 업계의 가장 큰 골칫거리는 무인 잠수정의 해상 정박이었다.
무인 잠수정은 둥글고 미끄러운 선체의 대부분이 물속에 잠긴 채 기동한다. 이 때문에 일반 소형 선박용 부유 구조물인 '폰툰'을 임시방편으로 이어 붙인 계류장으로 다가올 때, 파도나 조류에 조금만 휩쓸려도 잠수정이 폰툰 하부의 텅 빈 공간으로 쑥 빨려 들어가는 현상이 잦았다. 고가의 선체와 정밀 탐지 센서가 파손될 위험이 컸던 것이다.
한화시스템은 이 문제를 '회전형 보호 부재'인 '수중 폼 롤러 범퍼'로 해결했다.
작업자가 걸어 다니는 ㄷ자 형태의 진입로 안쪽 물속을 향해 수직형 지지 프레임을 뼈대처럼 뻗어 내렸다. 그리고 위아래 축에 빙글빙글 자유롭게 돌아가는 긴 회전형 폼롤러를 장착했다. 육중한 잠수정이 주차 구역인 접안 공간으로 들어오다 선체가 부딪히더라도 물속의 폼롤러가 부드럽게 돌아가며 충격을 스펀지처럼 흡수한다. 선체 흠집을 막을 뿐만 아니라 잠수정이 폰툰 밑으로 기어 들어가는 것을 튕겨내는 물리적인 철벽 가이드 역할을 한다.
◇ 스위치 하나에 펜스가 다리로…기발한 '트랜스포머' 설계
해상 정비사의 해상 추락 리스크를 획기적으로 줄인 발상도 눈길을 끈다. 이전에는 정비사가 충전 케이블을 꽂으려면 출렁이는 진입로에서 둥근 잠수정 위로 곡예하듯 건너가야 했다.
하지만 특허에 적용된 구조물은 평소 ㄷ자 모양의 쇠파이프인 고정 난간봉이 튼튼한 고정 난간부 역할을 하다 잠수정이 접안을 마치면 다리로 변신한다. 정비사가 경첩 역할을 하는 힌지에서 고정핀을 뽑으면 수직으로 꼿꼿하게 서 있던 울타리의 일부가 눕혀져 수평 열림 전개되면 튼튼한 교량인 접이 난간부로 변신한다.
접안된 잠수정과의 거리가 멀다면 기본 다리인 고정 발판 내부에서 확장 발판이 서랍처럼 미끄러져 나와 스스로 길이를 연장한다. 눕혀진 발판은 상단의 강철 와이어 끝에 달린 걸쇠가 팽팽하게 잡아주기 때문에 무거운 배터리 장비를 든 작업자도 흔들림 없이 선체로 진입할 수 있다.
이에 더해 거센 악천후 속에서도 안전한 강제 정박이 가능하도록 계류장 앞부분에 닻줄을 끌어올리는 강력한 기계 장치인 '윈드라스(Windlass)'가 포함된 견인부를 일체형으로 통합했다. 선체 앞부분에 와이어만 걸어주면 동력을 잃은 무인 체계라도 지정된 위치까지 도킹시킬 수 있도록 설계됐다.
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