"우리의 궁극적인 목표는 2040년에 매출액 30조원 이상, 영업이익 5조원 이상인 회사로 변모하는 것"이며 "유상증자로 확보한 2조여원 중 가장 중요한 주제인 방산 부문에 9000억원을 투자할 예정입니다."

강중규 한화오션 중앙연구원 원장은 최근 진행한 유상증자를 각 부문별 투자 금액을 밝혔다. 한화오션은 방산 부문에 제일 많은 투자를 진행한다는 방침이다. 그러면서 한화오션 중앙연구원 원장은 우리 원이 표방하는 바는 '초격차'라며 이제는 해외 방산 수출에 더 포커스를 맞춰 연구와 사업을 진행할 것이라고 했다.

초격차 방산 인프라 구축

17일 <녹색경제신문>의 취재를 종합한 결과, 한화오션은 특수선 건조와 관련해 3단계 투자를 마무리하면, 2029년부터는 연간 수상함 4척, 잠수함 5척, 창정비 2척을 동시에 건조할 수 있게 된다. 이는 현재보다 2배 이상의 건조능력을 보유하게 되는 것이다.

한화오션 특수선사업부 관계자는 기자와의 취재에서 "글로벌 안보환경의 변화 및 회사의 제품 경쟁력 확대로 향후 해외 사업 비중은 점진적으로 확대될 예정"이라며 "현재 사업 참여를 추진하고 있는 폴란드, 캐나다, 필리핀 등 잠수함 사업에서 가시적인 성과를 확보하고, 이번 유상증자 총액의 약 45%에 해당하는 9000억원을 투자해 해외MRO 사업 등을 구체화해 나갈 계획"이라고 했다.

그러면서 그는 "당사가 독자적으로 개발한 3000톤(t)급 잠수함은 수직발사대, AIP연료전지, 리튬전지 체계 등을 탑재하고 있어서 전력화 실적, 무장 능력, 잠항성능 측면에서 독일·프랑스·일본 등 경쟁국의 잠수함보다 경쟁우위에 있는 것으로 판단된다"고 했다.

잠수함 생존에 직결된 음향수조설비, 국내 최초 도입

한화오션 방산 기술력의 정점은 음향 수조인 것으로 파악됐다. 한화오션만 유일하게 보유하고 있는 음향 수조란, 수중에서 음파를 이용해 대상 표적의 음향학적 특성을 분석하는 방산 분야 전문 연구시설이다.

음향수조를 통해 한화오션 방산 부문 연구원들은 함정들의 수중방사 소음을 최소화해 적으로부터 자신의 위치를 노출시키지 않도록 하는 최선의 기술을 구현하려 노력하고 있다. 

한화오션 방산기술연구센터 책임연구원은 기자와의 취재에서 "음향 수조는 한정된 공간 내에서 실제 환경을 대신해 음파의 전파·반사·살란·회절·굴절 등의 특성을 확인 및 분석해 군사적 연구에 적용할 수 있는 중요한 설비"라고 했다.

한화오션이 음향 연구에 진심인 이유는 한화오션이 전통적으로 강자의 자리를 지키고 있는 잠수함에서부터 시작된다. 잠수함의 특성상 천연의 스텔스 지역인 심해에서 최소한의 소음을 발생시키며 특수한 작전을 수행해야 한다. 

이와 함께 구축함과 초계기의 발전으로 숨고자 하는 이와 찾고자 하는 이의 음향적 기술 대결은 날이 갈수록 심화되는 양상을 보이고 있다. 비대칭 전력의 핵심으로써 해군 역시 잠수함 탑승 인원은 간부만을 대상으로 하며, 잠수함사령부에서 따로 훈련을 받는다. 승조 인원이 늘 부족하기 때문에 잠수함 하나를 잃으면 해당 전력을 충원하기까지 시간이 오래 걸리는 특성이 강하다. 그러므로 건조 전단계인 연구단계부터의 음향에 대한 철저한 실험과 즉각적인 기술력 투입은 국가 전략 자산의 유지가 가능하게 하는 중요한 임무다.

한화오션은 잠수함 배관 내부의 유체 흐름에서 발생하는 소음을 저감하기 위해 음향 수조 설비를 활용해 유체 소음기 개발을 진행 중에 있다. 잠수함 내부 흡차음재 개발을 위한 음향 특성 분석을 통해 공기음으로 인한 수중방사 소음을 저감할 수 있는 기술 개발에 기여하고 있다.

특히, 해군 작전에서 음향 재료의 음향 특성을 분석·적용하는 것은 탐지와 피탐지 관점에서 매우 중요한 요소다. 그러나 탐지와 피탐지에서 다루는 음파의 주파수 대역은 음향 수조라는 한정된 공간 내에서 다루기 어려운 저주파 대역이다. 이를 연구하기 위해 한화오션은 음향 수조를 활용해 인위적으로 저주파 수를 발생시키는 현상을 구현할 수 있는 파라메트릭 어레이 시스템도 개발했다.

업계 유일의 LBTS로 추진 체계 사전 검증

LBTS(Land Based Test Site)는 상용급 연료전지와 리튬이온배터리, 신개념 배터리, 축발전기, 암모니아 추진 등 탈탄소를 위한 친환경연료 기술을 뜻한다. 전기추진 설비와 다양한 고체사화물연료전지 제품 테스트가 가능한 연료전지 설비가 대표적이다.

한화오션 방산기술센터 관계자는 "잠수함의 경우 해상으로 올라오는 시간을 단축시키고, 잠항 기간을 길게 가질 수 있도록 하기 위해 LBTS는 매우 중요한 연구"라며 "한화오션은 수소와 산소만 있었을 때, 전기가 계속 발전되고 그러한 전기가 그린 에너지를 계속 사용할 수 있게 함으로써 잠항 기간이 기존 잠수함 대비 3~4배 가까이 길어지게 됐다"고 했다.

공동수조로 '추진력·소음 감소' 두 마리 토끼다 잡을 것

한화오션 중앙연구원 추진기 시험동에 설치된 공동 수조는 선박의 공동 현상을 모사하기 위한 시험 설비다. 전체 길이 62m·높이 21m의 규모에 최대 출력 4.5MW 모터를 장착하고 총 3600톤(t)의 물을 순환시켜 최대 15m/s까지 유속을 형성할 수 있는 대형 터널이다.

공동 수조는 일정한 온도의 물속에 압력이 급격히 변동하면 물은 기체 상태로 변하고 이를 캐비테이션이라고 한다. 여기서 발생한 기포가 강한 소음과 진동을 일으킨다. 현존하는 모든 선박은 추진을 위해 프로펠러를 사용하고 있는데,  선박 운항 시 캐비테이션이 발생하면 추진력이 떨어지고, 강한 충격으로 프로펠러 날개가 침식된다. 

군사 목적인 함정은 은밀하고 빠르게 이동해야 작전 성능과 생존성을 높일 수 있기 때문에 이 현상은 더 치명적이다. 선박 수중방사 소음은 해양 생태계에도 악영향을 끼쳐 해양 소음 오염을 줄이기 위한 전 세계적인 노력도 활발하게 진행 중이다.

한화오션 함정성능연구팀 관계자 본지와의 취재에서 "한화오션의 공동수조는 유체역학적 설계로 배경 소음이 적고 계측 배열 센서를 설치한 음향 계측 공간도 갖춰 수중방사 소음 시험에 강점이 있다"며 "한화오션의 공동 수조는 2020년 국제수조회의에 가입됐고, 작년에는 품질경영시스템 국제표준 인증도 획득해 현재까지 50척 이상의 모형선을 대상으로 시험 평가를 성공적으로 수행하고 있다"고 했다.