공기 방울로 잠수함 감싼다?…한화오션 '꿈의 방산시설' 가보니

지난 15일 방문한 한화오션 시흥R&D캠퍼스 음향수조 모습. /사진제공=한화오션

지난 15일 방문한 한화오션 시흥 R&D(연구·개발) 캠퍼스 안에 위치한 음향(音響)수조. 하늘색 벽으로 둘러싸인 길이 25m, 높이 15m의 수조는 얼핏 보기엔 수영장과 다를 바 없는 모습이지만, 이곳은 방산업계에서 '꿈의 시설'이라 불린다. 음향수조는 수중에서 음파를 이용해 대상 표적의 음향학적 특성을 분석하는 방산 분야 전문 연구시설이다. 한화오션은 2019년부터 설계를 거쳐 현재의 모습으로 음향수조를 구축했다. 국내 조선업계 중 유일하게 한화오션만 보유하고 있는 설비다.

음향수조에서는 함정의 수중방사 소음을 줄이기 위한 연구가 주로 이뤄진다. 잠수함은 소음이 클수록 적에게 발각될 위험성이 커지기 때문에, 함정의 정숙성은 해군의 핵심 경쟁력이다. 한화오션은 이곳에서 마스커 에어 시스템(Masker-Air System) 개발을 위한 기반 연구를 마쳤다. 선체를 공기 방울로 감싸 잠수함 내부에서 생기는 엔진이나 펌프 소음을 외부로 나가지 못하도록 막는 방식이다.

시연이 시작되자 시끄러운 기계 소리와 함께 수조에 떠 있는 모형 선박 주위로 공기 방울이 보글보글 솟아올랐다. 실제로 듣기엔 여전히 소음이 컸지만, 수중에서는 잠수함이 내는 소리를 확연히 줄일 수 있다. 마스커 에어 시스템이 특수선에 적용되는 시기는 오는 2028년으로 예상된다.

음파를 이용해 상대를 탐지하고 분석하는 시스템도 이곳에서 탄생했다. 잠수함은 주변을 탐색하기 위해 음파를 활용하는데, 음향 특성을 분석하는 것이 해군 작전의 중요 요소로 꼽힌다. 한화오션은 음향수조를 활용해 인위적으로 저주파를 발생시켜 탐지 실험할 수 있는 파라메트릭 어레이 시스템을 개발했다.

이원병 함정성능연구팀 책임은 "해군과 LIG넥스원 등 음향수조를 보유한 기관은 극소수고, 국내 조선업계 중에서는 유일하게 한화오션만이 음향수조를 갖추고 있다"며 "외부로부터의 방진·방음을 위해 이중벽으로 설계하고, 시스템 자동화를 구축하는 등 최첨단 설비를 갖춰 연구에 활발히 사용되고 있다"고 했다.

길이 62m, 높이 21m의 세계 최대 규모 공동수조에서 선박의 공동현상을 실험하고 있다./사진제공=한화오션

시흥 R&D캠퍼스는 세계 최대 규모의 공동수조와 예인수조도 갖추고 있다. 길이 62m, 높이 21m의 거대한 공동수조에서는 프로펠러 소음의 원인을 찾는 실험이 한창이었다. 프로펠러가 돌 때 주위에 생기는 공기 방울은 큰 소음을 내 잠수함의 존재를 노출하고, 심지어 프로펠러 표면을 거칠게 만들거나 프로펠러를 망가뜨리기도 한다. 한화오션은 공동수조에서 프로펠러의 모양에 따라 달라지는 기포를 분석한 뒤 설계에 활용한다.

예인수조는 담수량 3만 3600톤으로 세계 최대 규모다. 모형선을 물에 띄워 예인차로 끌며 선박의 저항·자항·운동·조종 성능을 시험한다. 최대 7m까지 수심을 조절할 수 있어 상선과 함정 등 다양한 선박을 대상으로 맞춤식 실험을 진행할 수 있다. 한화오션은 연평균 27척의 성능 시험을 하고 있으며, 향후 무인 자동화를 통해 35척까지 늘린다는 계획이다.

한화오션은 2조원의 유상증자로 확보한 자금 중 9000억원을 방산 분야에 투자해 2040년에 매출 30조원, 영업이익 5조원 이상을 달성하겠다고 밝혔다. 시흥R&D캠퍼스는 한화오션의 기술력을 모은 핵심 거점이다. 건조 자동화를 이끌 스마트야드나 자율운항 선박을 비롯한 스마트십 시장 개척을 위한 연구도 진행중이다.

한화오션은 기술로 글로벌 초격차 방산기업으로 도약하겠다는 포부다. 현재 사업참여를 추진하고 있는 폴란드, 캐나다, 필리핀 등 잠수함 사업에서 가시적인 성과를 확보하는 게 우선이다. 해외생산거점과 해외MRO 사업 등도 준비중이다. 한화오션은 2029년이면 연간 수상함 4척, 잠수함 5척, 창정비 2척을 동시에 건조할 수 있는 능력을 보유하게 될 것으로 기대한다.

강중규 중앙연구원장은 "방산 솔루션과 친환경·디지털 선박, 해상풍력, 스마트 야드 등에 2조원을 살뜰하게 써서 멋진 회사로 만들 계획"이라며 "그 산실이 바로 중앙연구원이 될 것"이라고 했다.

한화오션 시흥 R&D캠퍼스/사진제공=한화오션