[르포] 방산 기술 초격차 자신감...한화오션 중앙연구원

기사입력 : 2023년09월18일 14:00

최종수정 : 2023년09월18일 14:00

국내 조선소 유일 음향수조...공동수조는 세계 최대 규모
유상증자로 확보한 2조원 중 9000억원 방산에 투자

[시흥=뉴스핌] 정승원 기자 = 한화오션이 방위산업 기술에서의 초격차를 자신하고 있다. 한화오션은 유상증자를 통해 마련한 2조원 중 9000억원을 방산 초격차 인프라를 구축하는데 투자한다는 계획이다.

지난 15일 방문한 경기도 시흥시 소재의 한화오션 중앙연구원 R&D캠퍼스는한화오션 방산 기술의 산실이다. 이날 둘러본 음향수조와 공동수조, 자율운항 관제센터 등 각종 연구시설은 한화오션이 갖춘 방산 기술 수준을 느낄 수 있게 했다.

한화오션 음향수조 [사진= 한화오션]

◆ 음향수조·공동수조로 수중 방사소음 저감 연구

중앙연구원에서 가장 눈에 띄는 시설 중 하나는 음향(音響)수조다. 음향수조는 수중에서 음파를 이용해 표적의 음향학적 특성을 분석하는 방산 연구시설이다. 함정들이 수중 방사소음을 최소화해 적에게 자신의 위치를 노출시키지 않도록 하는 기술을 연구하는데 음향수조가 이용된다. 국내 조선업계에서 음향수조를 갖춘 곳은 한화오션이 유일하다.

실제로 본 음향수조는 언뜻 수족관 야외수조와 비슷했다. 음향수조가 가동되고 물 표면에 거품이 생기면서 소음이 들렸다. 물 밖에서 보기에는 시끄러운 소리일 뿐이었지만 물속에서는 소음을 줄이는 기술이 적용되고 있었다.

한화오션은 음향수조를 활용해 수상함의 수중 방사소음 저감 기술인 마스커 에어시스템을 개발했다. 이 기술은 공기분사 기술을 통해 선체에 일종의 에어커튼을 형성하는 것으로 방사소음을 줄여 함의 위치를 노출시키지 않도록 한다.

음향수조에서의 실험은 길면 3주까지 진행된다. 선체의 크기나 재질 등 특성이 있는지 확인하고 이를 구현해 수조 안에서 재연하는 것이다.

한화오션 관계자는 "수중 방사소음을 줄이기 위한 전담 시설이 있다는 것이 한화오션의 경쟁력"이라며 "잠수함뿐만 아니라 상선에도 확대하며 연구범위를 넓혀가고 있다. 특수선 적용 시기는 2028년 전후로 예상 중"이라고 설명했다.

추진기시험동에 설치된 공동(空洞)수조도 한화오션이 자랑하는 연구 시설이다. 한화오션의 공동수조는 전체 길이 62m, 높이 21m에 최대 출력 4.5MW의 모터를 장착하고 총 3600톤의 물을 순환시켜 최대 15m/s 유속의 물을 형성할 수 있는 대형터널이다. 이는 전세계 상업용 공동 수조 중 가장 큰 규모다.

공동수조는 캐비테이션(Cavitation) 현상을 연구하기 위해 개발됐다. 캐비테이션은 일정한 온도의 물속에 압력이 급격히 변동하면 물이 기체로 변하는 현상이다.

이 때 발생한 기포는 강한 소음과 진동을 일으키는데 선박 운항 시 캐비테이션이 발생하면 추진력이 떨어지고 충격으로 프로펠러 날개가 침식되는 문제가 생긴다. 한화오션의 공동수조에서는 캐비테이션을 발생시켜 방사소음을 감소시키는 연구를 한다. 실제로 이날 공동수조에서는 프로펠러를 실시간으로 촬영하며 분석하는 연구가 진행 중이었다. 모터로 물을 임의로 순환시키다보니 강력한 모터음이 실험장에 울려 퍼지기도 했다.

한화오션 관계자는 "극한의 조건을 만든 뒤 캐비테이션의 크기가 얼마나 되는지, 어떻게 빠져나갈 수 있는지 연구하고 있다"고 말했다.

이외에도 한화오션은 세계 최대 규모의 예인수조도 보유하고 있다. 한화오션의 예인수조는 길이 300m, 16m, 3만3600톤의 담수량으로 세계 최대 규모다. 이곳에서는 모형선을 물에 띄워 예인차로 견인하며 선박의 저항, 자항, 운동, 조종 성능을 시험한다. 수조의 수심은 최대 7m까지 조절할 수 있어 상선과 함정 모두를 대상으로 다양한 시험이 가능하다. 실제로 한화오션 예인수조에서는 2018년도 중앙연구원 건립 이후 지금까지 모형선 110척의 시험을 수행했다.

시험에 사용되는 배는 3D 프린팅 기술을 이용해 제작해 최대 3주간 소요되던 제작기간을 40%까지 줄였다. 3D 프린팅 기술을 이용한 자동화 시스템은 선주의 요구에 신속하고 탄력적인 대응이 가능해 원가 절감과 생산성 향상에 기여하고 있다는 것이 한화오션의 설명이다.

한화오션 중앙연구원 내 공동수조 [사진= 한화오션]

◆ 해양 디지털 기술 총집합...자율운항 관제센터

자율운항 관제센터에서는 한화오션의 자율운항 전용 시험선 한비를 활용해 선박을 원격 제어한다. 테스트는 서해에서 시험선으로 이뤄지고 있다.

선박 자율운항을 위해서는 다양한 기술이 필요한데 실제로 증강현실(AR) 기반의 가시화 프로그램으로 자율운항 시 위험도, 시간, 거리를 확인할 수 있다. 이러한 자율운항 기술의 바탕에는 카메라와 함께 레이더가 사용된다.

밤 시간에 영상 화면이 어두워지면 역시 상시 가동되는 디지털 트윈 화면으로 가시화된 데이터를 확인할 수 있다. 영상의 정보를 디지털로 간략하게 구현한 디지털 트윈 기반 시스템은 저용량으로 원격 관제가 가능하다는 장점이 있다.

이외에도 한화오션은 자체 개발한 HS4(Hanhwa Smartship Solution&Service)라는 이름의 스마트 솔루션 플랫폼을 활용하고 있다. 이를 통해 실제 운항 중인 선박에서 발생할 수 있는 데이터를 수집하고 분석해 안전성과 효율을 향상시킬 수 있다는 것이다.

강중규 한화오션 중앙연구원장은 "유상증자로 마련한 2조원 중 가장 큰 금액인 9000억원을 방산 생산 설비 확충에 투자한다"며 "국내에서의 대결구도보다 해외 방산 수출이 더 중요하다. 자율운항선 역시 2030년 업계 최초로 이뤄보려고 준비하고 있다"고 밝혔다.

강중규 한화오션 중앙연구원장 [사진= 한화오션]

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광복군, 일본군 무장해제 "항복사실 모르느냐? 변상문의 '화랑담배'는 6·25전쟁 이야기이다. 6·25전쟁 때 희생된 모든 분에게 감사드리고, 그 위대한 희생을 기리기 위해 제목을 '화랑담배'로 정했다. 우리는 그들에게 전의(戰意)가 없는 것을 보이기 위해 기관단총을 모두 어깨에 걸쳤다. 그러고도 만일을 위해서 각각 산개하면서 뛰어내리기 시작했다. 드디어 내 차례가 왔다. 몸을 날렸다. 아. 그때 그 바람 냄새, 그 공기의 열기, 아른대는 포플러의 아지랑이, 그리고는 아무것도 순간적이었지만 보이지 아니했다. 그러나 어쩐 일인가? 우리 주변엔 돌격 태세에 착검한 일본군이 포위하고 있었다. 워커 구두 밑의 여의도 모래가 발을 구르게 했다. 코끼리 콧대 같은 고무관을 제독총에 연결한 험상궂은 방독면을 뒤집어쓴 일본군이 차차 비행기를 중심으로 원거리 포위망을 좁혀오고 있었다. 너무나도 위험한 상황이었다. 이것이 그리던 조국 땅을 밟고 처음 맞은 분위기였다. 동지들은 눈빛을 무섭게 빛내면서 사주경계를 했다. 그러나 아직 기관단총을 거머쥐지는 아니했다. 여의도의 공기가 움직이지 않는 고체처럼 조여들어 왔다. 뿐만 아니었다. 타고 온 C46형 수송기로부터 한 50여m 떨어진 곳의 격납고 앞에는 실히 1개 중대나 되는 군인들이 일본도를 뽑아 든 한 장교에게 인솔되어 정렬해 있었다. 그 앞에는 고급장교인 듯한 자들이 한 줄 또 섰고, 장군 몇 명도 있는 듯했다. 그러나 무엇보다도 8월 18일 한낮의 그 뜨거운 여의도 열기가 우리를 더욱 긴장시켰다. 격납고 뒤에까지 무장한 군인이 대기하고 있었다. 중형전차의 기관포도 이쪽을 향하고 있었다. 환호하는 광복군. [사진= 국사편찬위원회] 비행장 아스팔트 위엔 한여름의 복사열이 그 위기의 긴장처럼 이글대고 있었다. 어느새 우리는 땀에 젖어 있었다. 기막힌 침묵이 십여 분이나 지났다. 그러나 그들은 어떤 행동도 취해 오지 않았다. 마침내 우리가 발걸음을 옮겼다. 우리는 일본군 고급 장교들이 늘어선 쪽으로 한걸음 씩 움직였다. 각자 산개, 조심하라! 누군가가 이렇게 나직하게 말했다. 서해 연안으로 비행기가 고도를 낮출 때 누군가가 유서를 쓰던 일이 이 순간 내 머릿속에서 상기되었다. 일본군 병사들은 우리가 다가서자 의외로 포위망을 풀 듯이 비켜섰다. 우리는 아직 기관단총을 어깨에 멘 그대로였다. 일본군이 길을 열어주자, 그들도 일본군 육군 중장을 선두로 한 장교단이 우리 쪽으로 오기 시작했다. 그가 바로 조선주차군사령관 죠오쯔끼(上月良夫)였다. 쬬오쯔기는 그의 참모장 이하라 소장과 나남 사단장과 참모들을 뒤로 거느렸다. 우리도 좌우로 벌려 섰다. 쬬오쯔기가 「나니시니 이라시따노?(무슨 일로 왔소?)」말문을 열었다. 퍽 야무지게 보였다. 우리는 말 대신 영등포 상공에서 뿌리다 남긴 선전 전단을 내밀어 주었다. 우리의 임무가 일본어와 우리말로 적힌 전단이었다. 거긴 또 우리가 이렇게 들어오게 된 사연도 적혀있었다. 우리는 한 장씩 그 전단을 다른 일본군 장교들에게 나누어 주었다. 쬬오쯔끼는 이를 받아 읽고, "일본은 정전만 한 상태이니 일단 돌아갔다가 휴전 조약이 체결된 다음에 재입국하라"라고 말했다. 그러면서 은근히 위협했다. 자기네 병사들이 꽤 흥분되어 있으니, 만약 돌아가지 않으면 그 신변 보호에 안전책임을 지기가 어렵다는 분위기라고 했다. 이에 이범석 장군이 "네 놈들의 천황이 이미 연합국에 무조건 항복한 사실을 모르느냐? 이제부터는 동경의 지시가 필요 없다는 것을 알아야 한다"라고 맞섰다. 그러나 쉽사리 양보하지 않았다. 옥신각신 말이 몇 번 건너 왔다 갔다. 갑자기 쬬오쯔끼는 한 일본군 대령에게 일을 처리하라고 지시했다. 그러면서 그는 동경서 손님이 오기로 되어 있어 마중을 나와 있던 참이란 말을 하고는 물러가 버렸다" 이범석 장군은 일본군 측에 "조선 총독을 만나 담판 짓겠다'라고 요구했으나 거절당했다. 일본군 무장해제 임무를 띠고 국내로 들어 온 '광복군 국내정진군'은 아무런 소득도 올리지 못한 채 다음 날 8월 19일 14:30분 여의도 기지를 이륙하여 중국으로 돌아갔다. 광복군은 미군정이 시작되고 나서 한참이나 지난 다음에 개인 자격으로 귀국할 수밖에 없었다. 조짐이 좋지 않았다. / 변상문 국방국악문화진흥회 이사장 2025-09-29 08:00

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중국 전기차 주행거리 두배 증가 배터리 개발 [베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국이 에너지 밀도를 두 배 증가시킬 수 있는 전고체 배터리를 개발해 낸 것으로 나타났다. 중국 칭화(淸華)대학 화학공학과의 연구팀은 '음이온이 풍부한 용매화 구조 설계'를 개발해 냈으며, 이를 기반으로 불소 함유 폴리에테르 전해질을 성공적으로 만들어냈다고 중국 관찰자망이 30일 전했다. 해당 연구 성과는 논문 형식으로 국제 학술지인 네이처에 등재되었다. 연구진이 만들어낸 폴리에테르 전해질은 고체이며, 연구팀은 해당 전해질을 사용하여 전고체 배터리를 제작했다. 제작된 전고체 배터리는 604Wh/kg의 에너지 밀도를 기록했다. 이는 현재 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도가 150~320Wh/kg인 점을 감안하면 에너지 밀도가 두 배 이상 높아진 것이다. 동일한 무게의 배터리이지만 해당 전해질을 사용한 전고체 배터리는 두 배 이상의 전력을 충전할 수 있는 셈이다. 이론적으로 전기차의 1회 충전 주행 거리가 두 배 증가할 수 있게 된다. 현재 500km가량을 주행할 수 있는 전기차가 1000km를 주행할 수 있게 된다. 해당 전고체 배터리는 안전성 테스트도 통과하였다. 못을 박아도 화재와 폭발이 일어나지 않았다. 또한 120도의 높은 온도의 박스 안에 6시간 동안 방치되었지만, 연소나 폭발이 일어나지 않았다. 또한 500회 이상 충방전을 거치면서도 에너지 저장 용량은 안정적으로 유지되었다. 연구진이 만들어낸 전고체 배터리가 상용화된다면 많은 분야에서 활용이 가능해진다. 전기차의 주행 거리는 두 배 증가하며, 드론의 비행 거리도 두 배 증가하게 된다. ESS(에너지저장장치) 역시 부피당 저장 용량을 크게 끌어올리게 되며 ESS 소형화가 가능해진다. 칭화대 연구진이 개발한 전고체 전해질의 도식도 [사진=네이처 캡처] ys1744@newspim.com 2025-09-30 10:35