잠수함의 함수소나 측면 배열소나.

그림출처-출처명기가 원칙이라... 그냥 못난 손으로 그림판에 끄적여 봤습니다.

 

제가 이번에 궁금해 하는것은 소나 형태의 하드웨어적 특성입니다.

 

소나도 탐지 체계인 만큼 소프트웨어적인 형태가 중요하지만

 

하드웨어적인 구조나 형상측면에서도 차이가 있는걸로 압니다.

 

단순한 예를 들자면 윈7이 설치된 펜티엄급 컴퓨터vs윈도우 98을 돌리는 i7급 컴퓨터 같이요(오류 발견해서 1차수정했습니다 오후3시25분)

 

못난 그림을 설명 하자면 1번은 함수소나고 2번은 측면 배열 소나입니다.

 

함수소나의 형상별 분류는 원통형 구형 반구형 또는 말굽형등이 있는걸로 압니다

 

(못난그림 1번에 묘사된 함수소나는 원통형 입니다.)

 

제가 알기로는 원통형 소나는 공간 활용적 측면에서 좋지만 음파탐지의 사각이

 

발생하고 성능적으로는 가장 뒤떨어지는 형상의 형태로 알고 있습니다.

 

원통형 소나

 

출처-http://cfile209.uf.daum.net/image/16792A3C4EBCF30526C322

 

출처-https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/736x/9d/a8/6c/9da86ca511f487fd59674364fcb01360.jpg

 

시울프급의 하이브리드형 구형+반구형 소나입니다.

 

제가 알기로는 형상 구조적인 측면에서 성능 순위는 구(球)형>말굽형 또는 반구(半球)형>원통형 소나 순서로 알고 있습니다.

 

구형이 가장 형상적으로 좋지만 반구형이 오히려 저주파 대역에서의 성능은 구형보다 우수하여

 

시울프는 구형과 반구형형태의 복합형 함수소나를 넣은것으로 알고 있습니다.

 

원통형은 우리 해군의 잠수함에 쓰이는 형태고 수상함의 함수소나에도 쓰이는데 성능 추구 목적 보다는

 

공간의 제약으로 인한 절충안적 성격으로 탑재를 하는것으로 알고 있습니다.

 

제가 개략적으로 알기로는 음향 센서소자의 배치가 이런 형태적 프레임에 맞춰 배열되면서 구조적인 성능차이가 발생하는거라

 

짐작은 합니다만. 정확히는 어떤 원리로 작동하는지 설명해 주실 분은 없으신가요??

 

제 개략적인 짐작이 어느정도로 미천한지 좀더 밑천을 보이자면

 

기초 전제

 

소나 프레임이 크다->우왕!! 더 많은 음향 소자를 때려박을수 있어!! 좀 더 민감하고!! 탐지를 잘할거야!!

 

->하지만 크기가커서 제한된 공간에 집어넣기가 힘이들어!! 이고...

 

형상적 전제는

 

구(球)형->공모양을 따라 음향센서 모듈이 배열되면서 360 전방위에 대한 음향정보 수신이 가능함으로 성능이 킹왕짱!!

 

반구(半球)형->구형에 비해 전방위에 대한 수신이 어려운 사각지역이 존재한다고 추측가능한데 저주파 효율은 왜좋은거지??

 

원통형->일반적으로 제일 작고 귀요미하니까 음향 센서 모듈도 상대적으로 쬐끔 들어가고 원통 위 아래는 사각이니까

 

전후방 180도부근만 탐지되는거라 제일 성능이 구리지 않을까?? 입니다. 이에 대해서 확실하게 설명 해주시면 감사하겠습니다.

 

2번은 측면 배열 소나인데.

 

한국해군은 기존 장보고급에는 없다가 손원일급 부터 도입이 된 물건으로서

 

기본적인 원리는 구형패튼이나 2대전 당시 전함의 측거의와 같은 삼각 측량법과 동일한 원리로 알고 있습니다.

 

출처-http://www.kurabo.co.jp/el/world/kr/img/room/3d/page1/image01.jpg

 

알고있는 두 지점간의 거리를 패튼의 양안조준기 설명시에는 기선장이라 하는데

 

측면 배열 소나는 각 소나 모듈별 거리를 어떻게 칭하는지는 모르겠습니다.

 

아무튼 이 "기선장"같이 측면 배열 소나 모듈별 간격이 길면 길수록 좀 더 정확한 측정 목표의 위치를 구할수 있는것으로 아는데요

 

이에 대해 어느만큼의 간격이 가장 효율적인가가 궁금합니다.

 

그리고 1항과 2항에서 만족적인 하드웨어적 성능을 이끌어 내려면 잠수함 자체의 크기가 중요한걸로 알고 있습니다.

 

크기가 대형화 되어야 원통형 소나 이상 크기의 구형내지는 반구형 소나를 설치가능하고 그만큼 대형의 소나에

 

들어가는 음향센서소자의 수도 늘어나기에 AESA레이더 소자 늘어나듯 하드웨어적 탐지능력 향상을 할 수 있을테니까요.

 

두번째 측면 배열 소나도 잠수함의 길이가 길면 길수록 수신 정보를 통한 목표의 위치를 좀더 정확히 파악 할 수 있는거겠죠.

 

여기까지 이야기 했을때 눈치 채신분도 있지만 이 성능은 잠대잠 탐색 능력을 위해서 요구되는 사항을 전제로 했습니다.

 

대잠 삼각측량에 있어 함수소나와 측면배열소나 그리고 여기 언급하지 않은 예인소나까지 필요한데.

 

아직 우리해군의 209급은 측면 배열소나가 없어 잠대잠이 불가능에 가깝고 손원일 급은 측면 배열소나까지 들어갔으나,

 

역시 함수소나는 작은 크기의 원통형이고 상대적으로 측면 배열 소나의 간격도 함체급상 한계가 있으며

 

예인소나는 없기 때문에 손원일급 역시도 잠대잠 능력은 209에 비해서는 향상되었으나,

 

실질적인 잠대잠 성능은 아주 제한적일것이라 봅니다. 손원일급 보다 2배의 몸무게에 전장은 20M가량 긴 해자대의

 

소류급 같은 경우에는 원통형이지만 좀더 대형의 크기로서 상대적으로 많은 양의 음향소자를 때려 박았고

 

전장이 20M이상 길어져 측면 배열 소나의 성능도 구조적으로는 우위라고 판단되며 예인소나까지 갖췄기 때문에

 

재래식 잠수함 체급에선 현재까지 가장 높은 성능의 잠대잠 능력을 보일것으로 생각합니다.

 

북한의 SLBM이 점점 개발이 진척되고 이를 엄호하기 위한 신형 호위함의 발견이 기존 동해사령부쪽 함경남도 락원군이 아닌

 

러시아 수역에 좀 더 가까운 나진에서 발견된 점은 기존 장보고급이나 손원일급이 가진 재래식 잠수함의 일반적 한계인

 

대수상 위주의 매복작전에만 맞춰져 있어 이 SLBM을 적극적으로 추격하고 요격하는데는 어울리지 않다는게 제 생각입니다.

 

따라서 구조적인 면에서 이런 요구성능을 충족하려면 지금 보유중인 잠수함 보다는 좀 더 대형의 잠수함이 필요하지만

 

재래식 잠수함은 추진기관의 한계로 현재 수준에서는 4000톤의 벽에 막혀 있는걸로 압니다.

 

(배수량 증가->추진부 요구성능 증가->추진부 성능 증가를 위한 축전지등의 추가로 인한 무게증가->

다시 전체적인 무게증가로 추진부 성능에 대한 요구성능 증가의 악순환) 

 

KSS-3가 처음 알려졌을때 대비 나날이 배수량이 증가하는것은 이런점도 감안이 되었을까요??

 

나진 해역까지 진출하여 적극적으로 SLBM을 추적 탐지 요격하려면 어느정도의 수준의 단독작전 성능과

 

탐지 능력이 요구될까요?? 이를 충족하기 위해서는 기존 보유 함선보다 대형의 잠수함 입수가 필요한데

 

어느정도 수준까지 몸집을 키워야 한다고 보십니까??