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잠수함

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목차

1. 개요

잠수함은 수중 항해 및 작전을 수행하는 선박으로, 군사적 목적으로 널리 사용된다. 초기에는 인력으로 추진되었으나, 17세기 네덜란드에서 노(かい)를 이용한 잠수정이 개발되었고, 1776년에는 실전 투입된 최초의 잠수함인 터틀 잠수정이 등장했다. 이후 1864년에는 남북 전쟁에서 헌리 잠수함이 적함을 격침시키며 잠수함의 실전 능력을 입증했다. 잠수함은 추진 방식, 임무, 선체 구조, 무장 등에 따라 다양한 종류로 구분되며, 특히 20세기 초반부터 디젤-전기 추진 방식이 주를 이루다, 2차 세계대전 이후 핵추진 잠수함이 등장하여 장기간 수중 운항 능력을 확보했다. 현대 잠수함은 스텔스 기술을 통해 탐지를 최소화하며, 어뢰, 기뢰, 미사일 등 다양한 무기를 탑재하여 수상함, 잠수함, 육상 목표물 공격 임무를 수행한다. 대한민국 해군은 돌고래급, 장보고급, 손원일급, 도산안창호급 잠수함 등을 운용하며 잠수함 전력을 강화하고 있다.

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잠수함
기본 정보
2004년 7월, 코네티컷주 그로턴에서 운항 중인 미국 버지니아급 잠수함
분류선박
산업군수 산업
응용 분야수중전
발명가코르넬리스 드레벨
발명 시기1620년
주요 예시제2차 세계 대전 함대 잠수함 (가토급, 발라오급, 텐치급, 1941~1945년 취역)
최초의 원자력 잠수함 USS 노틸러스 (SSN-571), 1954년 취역
최초의 탄도 미사일 잠수함 USS 조지 워싱턴 (SSBN-598), 1959년 취역
잠수함과 잠수정의 차이잠수함은 자체적으로 수중 운항을 할 수 있지만, 잠수정은 모선에서 발진, 회수해야 한다.
관련 정보
타이푼급 잠수함세계 최대의 잠수함
잠수함의 예시
나치 독일의 VIIC/41형 잠수함 "U995"
이집트의 209형 잠수함. 독일은 현재 잠수함 수출로 성공하고 있다.
일본 제국 해군의 특수 잠항정, 고표적. 사진의 잠항정은 사카마키 가즈오 소위와 이나가키 기요시 이등병조가 탑승했던 고표적으로, 미국군 측 식별명은 "하19"이다.

2. 역사

잠수함은 수중 항해가 가능하다는 큰 특징을 가지고 있으며, 특히 제2차 세계 대전 이후에는 주로 수중에서 항해한다.

수면 아래는 레이더 전파나 가시광선이 거의 도달하지 못하고, 소리조차도 수중 환경에 따라 복잡하게 전달된다. 따라서 '깊고 조용히' 잠항하는 잠수함을 탐지하고 격침하는 것은 현대 대잠 부대에게도 어려운 과제이다. 잠수함은 자신의 존재를 숨긴 채 적의 초계망을 뚫고 함정이나 수송선을 공격하거나, 기뢰를 설치하고, 특수부대를 침투시키거나, 정보를 수집하는 등의 임무를 수행할 수 있다.[127] 일부 잠수함은 순항 미사일이나 핵탄두를 탑재한 잠수함발사탄도미사일(SLBM)을 운용하여 원거리 공격을 할 수도 있다. 또한 적 잠수함을 공격하거나 아군 수상함을 보호하기도 한다.

어뢰나 미사일을 장착한 잠수함이 수면 아래 "어딘가"에 존재한다는 사실(허세일 수도 있지만 탐지되거나 공격받기 전에는 알 수 없다)만으로도 적에게는 심리적 압박이 되며, 이는 곧 억제력으로 이어진다.[127][128]

이러한 이유로 잠수함의 가장 큰 무기는 은밀성이라고 할 수 있다.[128] "궁극의 스텔스 무기"(Ultimate stealth weapon영어)나 "침묵의 군대"(Silent Service영어)라는 별명도 여기서 유래한다.

잠수함은 은밀하게 활동할 때 진가를 발휘하므로, 부상하지 않는 것이 이상적이다. 해상에서는 항공기를 공격하기 어렵고, 오히려 대잠초계기에 의해 탐지 및 공격당하기 쉽다. 일부 잠수함은 대공 무장을 갖추고 있기도 하지만, 공격 시 자신의 위치가 노출되므로 대공 장비 없이 운용하는 것이 기본이다.

2. 1. 초기 잠수함

코르넬리스 드레벨이 건조한 노를 이용해 추진되는 초기 잠수정


1578년, 영국의 수학자 윌리엄 본은 자신의 저서 ''발명 또는 고안''에서 최초의 수중 항해 장치 계획 중 하나를 기록했다.[15] 1596년, 스코틀랜드의 수학자이자 신학자 존 네이피어는 자신의 저서 ''비밀 발명''에서 "하나님의 은총과 숙련된 장인의 작업을 통해 잠수부를 이용한 수중 항해 장치 외에도 적을 해치기 위한 여러 장치와 전략을 수행할 수 있기를 바란다."라고 적었으나, 그가 자신의 아이디어를 실현했는지는 불확실하다.[1]

건조에 대한 신뢰할 수 있는 정보가 있는 최초의 잠수함은 1620년 영국 왕 제임스 1세 휘하의 네덜란드인 코르넬리스 드레벨에 의해 설계 및 건조되었다. 이것은 노를 이용하여 추진되었다.[17]

1562년 출판된 ''오푸스쿨룸 타이스네리''의 보고서에는 다음과 같은 내용이 있다.[13]

헤로니모 데 아얀스 이 베아몬트(1553-1613)는 두 가지 유형의 공기 순환 잠수정에 대한 상세한 설계도를 만들었다. 이 잠수정들은 노, 내부 펌프로 작동되는 자율 부유 스노클, 조종석 창문, 승무원이 수중 물체를 조작하는 데 사용하는 장갑 등을 갖추고 있었다. 아얀스는 적선에 접근하여 폭약을 설치하기 위해 이를 전투에 사용할 계획이었다.[16]

2. 2. 근대 잠수함의 발전



이 그린 잠수정 H·L·헌리


잠수정 H·L·헌리에 침몰된 슬루프함 USS Housatonic


근대 이전에 구상 또는 건조된 잠수함은 다음과 같다. 초기에는 공격 방법으로 목표물 아래를 통과하여 부상하여 예인식 기뢰를 부딪치거나, 긴 막대 끝에 외장 수뢰를 달아 부딪치는 방법이 고려되었다. 그러나 이러한 방법들은 적에게 접근해야 하므로 위험성이 높고, 폭발 시 충격이 잠수함에도 피해를 주며, 이동 중인 목표물에는 사용할 수 없는 방법이었다.[129]

연도내용
1620년네덜란드인 코르넬리스 드레벨이 영국 해군을 위해 발명한 잠수정. 노에 의한 인력 추진으로 실전 투입은 되지 않았다.
1776년데이비드 부시넬이 개발한 터틀 잠수정이 등장. 실제로 건조되어 실전 투입된 최초의 잠수정. 계란형 선체로 승무원은 1명, 인력 구동의 나선형 추진 장치를 장비하고 있으며, 미국 독립 전쟁 당시 미국이 사용했지만, 적 함정 격침에는 이르지 못했다.
1864년미국 남북 전쟁에서 남군이 인력 추진형 헌리 잠수정을 투입. 2월 17일 밤 사우스캐롤라이나주찰스턴 항구 밖에서, 동항을 봉쇄 중인 북군 목조 증기범선 「후사토닉」을 외장 수뢰에 의해 격침하여 역사상 최초로 잠수정에 의한 적함 격침을 기록했다. 하지만 헌리 잠수정도 근거리에서 폭압을 받고 침몰, 승무원도 사망했다.[130]
1866년영국에서 기술 사관 Robert Whitehead영어에 의해 역사상 최초의 어뢰인 화이트헤드 어뢰가 개발되었다.[129]
1867년카탈로니아인 나르시스 몬트리올이 스페인 해군의 지원을 받아 잠수함 「이크티네오 II」를 비대기 의존 추진시키는 데 성공했다.
1870년쥘 베른이 가상의 잠수함 「노틸러스호」가 등장하는 소설 『해저 2만리』를 발표. 연안 항행이 고작이었던 당시, 외해를 자유롭게 항해할 수 있는 항양형 잠수함이 묘사되어 있다.
1888년전기 모터로 추진하는 최초의 잠수함인 프랑스 해군의 「짐노트」가 완성.
1898년프랑스 해군의 「귀스타브 제데」가 항해 중인 수상 함정에 대한 어뢰 공격 훈련에 성공.



; 최초의 근대 잠수함


  • 1900년: '''근대 잠수함의 아버지'''라고 불린 조선 기술사 존 필립 홀랜드에 의해 설계된 잠수함 홀랜드호가 미국 해군에 취역했다. 홀랜드호는 주기의 가솔린 엔진과 전동기의 직결 방식이며, 내연 기관에 의해 추진하는 근대 잠수함의 원조였다.
  • 1910년대: 러시아를 시작으로 독일 등에서 기뢰 부설형 잠수함이 건조되어, 은밀하게 기뢰 부설 임무가 수행될 것으로 기대되었다.


; 제1차 세계 대전기

홀랜드호의 취역 이후, 세계 각국에서 잠수함이 주목받게 되고, 열강 해군은 앞다투어 잠수함 건조에 착수했다. 초기의 잠수함은 가솔린 엔진이 주류였지만, 곧 디젤 엔진으로 대체되었다. 당시 잠수함은 배수량 100~1,000t, 수상 속력 10kt, 최대 잠항 심도 100m 정도였다.

잠수함의 본격적인 활약은 제1차 세계 대전부터이다. 일찍이 잠수함을 효율적으로 이용한 것은 독일 제국이었다. U보트라고 불린 독일 잠수함은 개전 직후인 1914년 9월, 순양함 4척을 격침하는 것을 시작으로, 잇달아 영국군 함선·화물선을 무차별적으로 격침하는 무제한 잠수함 작전을 실시하여 통상 파괴에 활약했다.

영국의 상선대는 큰 타격을 입고, 영국 경제를 죽음 직전까지 몰아넣었다. 이에 대해 1915년 6월 23일 연합국 측은 위장선 Q쉽에 의해 유인된 잠수함을 속여 격침하려고 했다. 하지만 이러한 효과는 미미했다.

1915년 7월, 루시타니아호 격침으로 미국인 다수가 희생되는 사건이 발생했다. 이로 인해 당시 중립국이었던 미국의 참전을 우려한 독일 황제는 무제한 잠수함 작전으로 공격할 때의 조건에 엄격한 요구를 제시하고, 1915년 9월 이후에는 영국 선박에 대한 공격에 소극적이 되어, 그 전과는 감소했다.

: 루시타니아호에는 다수의 무기가 수송되고 있었지만, 영국과 미국의 공작으로 은폐되어 더욱 비극적이고 대대적으로 다루어지며 미국 개전의 이유가 되었다.[131][132]

그 후, 독일 제국은 전세 역전을 위해 1917년에 무제한 잠수함전을 재개하고, 독일 해군 잠수함대는 일시적으로 대전과를 올렸다. 그러나 영국이 호송선단을 채용하자 전과는 격감했다. 더욱이 영국 상선에 대한 무차별 공격은 미국의 참전을 초래하여, 제1차 세계 대전 패배의 원인이 되었다.

제1차 세계 대전에서 독일 제국 해군은 381척의 잠수함을 취역시켜 그중 178척을 상실했지만, 종전까지 약 5,300척·13MT에 이르는 함선을 격침하는 전과를 올리고, 대서양의 늑대·U보트는 세계에 그 이름을 떨쳤다.

; 전간기

伊四百型潜水艦


伊十五型潜水艦


제1차 세계 대전에서 U보트의 활약으로 잠수함의 유효성이 입증되고, 각국은 본격적인 잠수함대 운용에 나섰다. 1930년, 런던 해군 군축 회의에서 각국의 잠수함 보유 배수량을 제한했다.

; 제2차 세계 대전

제2차 세계 대전에서는 각국의 잠수함이 통상 파괴뿐만 아니라 전함과 항공모함을 포함한 전투함 격침의 성과를 올려 위력을 발휘했다. 독일은 개전 초기부터 잠수함을 활용하여 무제한 잠수함 작전을 실시했다. 제1차 세계 대전에서는 단독으로 운용되었지만, 잠수함 집단으로 호송선단을 몰아넣는 늑대 떼 작전을 실시했다. 그러나 미국 측도 마찬가지로 늑대 떼 작전을 채용하고, 물량과 레이더와 무선 기기를 사용하여 대서양과 태평양을 장악했다.

: 연합국 측은 항공모함에 탑재한 정찰기와 탐조등, 자기 센서, 소노부이로 잠수함을 찾아냈다.

이 무렵까지는 대잠 공격에 사용할 수 있는 정밀도가 높은 호밍 어뢰가 본격적으로 도입되지 않았기 때문에, 수중을 3차원적으로 이동하는 잠수함끼리의 전투는 어려웠다.

잠수함이 잠수함을 격침한 예로는, 1945년 2월, 노르웨이의 베르겐 앞바다에서 영국 잠수함 「벤처러」가 잠망경 수심을 항해 중인 독일 잠수함 U-864를 소나로 탐지하고, 수차례 슈노켈을 잠망경으로 시야에 들어온 후 소나로 추격하여 어뢰 공격을 가해 격침시킨 예[133], 1943년 11월 제3차 대독 잠수함 작전 귀환 중이었던 伊34가 페낭섬 앞바다에서 해상 항해 중 영국 잠수함 「토러스」에 격침된 예가 있다.

또한 양측의 공격이 행해진 예로는, 1943년 7월 Steffen Strait영어에서 행해진 미국 잠수함 「스캠프」과 일본의 伊168 사이에서 행해진 전투가 있다. 하지만 어느 쪽도 격침된 잠수함은 해상 또는 그에 가까운 수심에서의 항해 중이며, 현대에 일반적으로 이미지되는 잠수함끼리의 전투와는 다르다.

; 영국

: 자국의 상선 부대를 궤멸 직전까지 몰아넣은 영국은 베르사유 조약으로 독일에 잠수함 보유를 금지시키고, 또한 신형의 대잠 무기의 개발 등에 주력하려고 했지만, 재정난에 의한 군비 감축의 영향으로, 전간기에는 대잠 작전 기술이 정체되었다.

; 독일

: 베르사유 조약으로 잠수함 보유를 금지당한 독일이었지만, 1935년의 재군비 선언과 영독 해군 협정 체결 이후에는 건조를 재개한다. 제2차 세계 대전 개시 시 독일 해군은 재건 중이었다. 그 때문에 완성에 시간이 걸리는 수상 전투 함정의 건조를 뒤로 미루고 잠수함 양산에 주력하여, U보트 부대는 전전과 마찬가지로 대영 통상 파괴에 투입되었다. 제2차 세계 대전에서 U보트의 주력은 U보트 VII형과 U보트 IX형이다.

: 초기에는 영국 화물선을 다수 격침했지만, 후에 연합군이 신형 대잠 무기나 호위함·대잠 초계기를 다수 투입하게 되자, 반대로 U보트 측이 다수 격침당하게 되었다.

: 이에 대해 독일 측도 U보트의 성능 향상을 도모하고, 슈노켈과 발터 기관 등의 신기술 개발이나, 기적의 U보트라고 불린 U보트 XXI형을 대전 말기에 투입했지만, 전세 역전에는 이르지 못했다.

; 일본

: 대일본제국 해군은 잠수함을 함대 결전에서 적 함대 공격용으로 투입할 것을 의도하고, 해양형 잠수함과 순양 잠수함의 두 계열을 중심으로 건조했다. 순양 잠수함은 수상기를 탑재한 것이 특징으로, 항속력과 탐색력에 뛰어난 정찰형이었다. 반대로 해양형은 수상 속력과 어뢰 공격력에 뛰어난 공격형이었다. 伊四百型潜水艦은 제2차 세계 대전에서 취역한 잠수함 중 가장 컸다.

: 속도를 중시하여 야간의 기습을 반복하는 게릴라전으로 피로하게 만드는 추적 접촉 반복 공격을 할 작정이었지만, 훈련 시점부터 잘 안 된다는 것을 알고 있었다.[134] 그리고 태평양 전쟁에서는 개전 전에 예상되었던 함대 결전은 일어나지 않고, 눈에 띄는 활약은 없었다.

: 인도양에서의 통상 파괴나 남방으로의 수송 임무 등에 투입되었지만, 미국 해군 함정의 우수한 대잠 무기 앞에 많은 것이 격침되었다.

: 은밀성을 살려 伊号第十七潜水艦은 미국 본토 포격을 실시하고, 함재기를 탑재한 잠수 항공모함이 된 伊号第二十五潜水艦이 미국 본토 공습을 실시하는 작전을 수행했다.

루마니아 해군 잠수함 「마르수이눌」


; 미국

: 미국 해군도 독일과 마찬가지로 잠수함을 대일 통상 파괴에 투입했다. 미국 잠수함은 고성능 레이더와 소나 등에 의해 전자 무장이 열악한 일본 함선을 잇달아 격침해 나갔다. 미국 잠수함의 활약으로 일본 상선대는 궤멸되고, 대일 전 승리에 크게 기여했다.

; 제2차 세계 대전 후

: 1955년에 완성된 미국 해군의 「노틸러스」는 원자로와 증기 터빈을 채용한, 역사상 최초의 '''원자력 잠수함'''이었다. 본 함은 수중 속력 20노트, 잠항 가능 시간은 3개월 전후였다. 원자력 주기 등장으로 잠수함의 수중 속력과 수중 항속력은 크게 증대했다. 그에 따라 잠수함의 전투 능력은 비약적인 향상을 이루었다.

: 원자력 잠수함이 대형 수상 함정을 격침한 예로는, 1982년의 포클랜드 분쟁 때, 영국 해군의 「컨커러」가 아르헨티나 해군의 순양함 「헤네랄 베르그라노」를 어뢰 공격으로 격침시킨 사례가 최초이다. 「컨커러」는 「헤네랄 베르그라노」를 24시간 이상 추적했지만, 전혀 탐지되지 않았다. 이 전투로, 그때까지 수상함에 대해 압도적으로 불리하다고 생각되었던 원잠의 유효성이 증명되었다. 반대로 영국의 잠수함 단 한 척을 끝까지 격침하지 못했기 때문에, 아르헨티나 해군은 작전 축소를 강요당했다.

: 1991년 1월, 걸프 전쟁에서 미국의 원자력 잠수함루이빌이 잠수함에서 발사하는 Submarine-launched cruise missile영어의 토마호크를 실전에서 사용했다.[135]

영화나 시뮬레이션 게임 등에서 잠항 중인 잠수함끼리의 전투가 그려지는 경우가 있지만, 제2차 세계 대전 이후 잠수함을 보유하는 국가끼리의 해상 무력 충돌 자체가 거의 발생하지 않았기 때문에, 잠수함끼리의 본격적인 전투는 현재까지 발생하지 않았다고 여겨진다.

2. 3. 한국 해군의 잠수함

대한민국 해군은 다음 잠수함들을 운용하고 있다.

3. 종류

잠수함은 전함, 항공모함, 순양함, 구축함 등의 수상함과 달리 수중 항해가 가능하다는 큰 특징이 있다. 특히 제2차 세계 대전 이후의 잠수함은 수중 항해를 주된 목적으로 한다.

레이더의 전파나 가시광선이 거의 도달하지 않고, 소리조차도 수중 환경에 따라 복잡하게 변하는 수면 아래에서 '깊고 조용히 잠항'하는 잠수함은 최첨단 장비를 갖춘 현대의 대잠 부대에게도 탐지 및 격침이 쉽지 않다. 잠수함은 자신의 존재를 알리지 않고 적의 초계망을 돌파하여 적 함정이나 수송선을 침몰시키고, 기뢰를 매설하며, 특수부대의 잠입 지원이나 정보 수집 임무 등에 활용될 수 있다.[127]Silent Service영어라고 불리는 잠수함 부대는 은밀성을 통해 적에게 심리적 압력을 가하고, 억제력을 발휘한다.[128]

잠수함은 은밀성이 가장 큰 무기이기 때문에, 부상하지 않는 것이 중요하다. 잠수함은 해중에서 항공기를 공격하기 어렵고, 대잠초계기에 일방적으로 수색·공격당하는 경우가 많다. 일부 잠수함은 대공 무장을 갖추기도 하지만, 공격 시 자신의 위치를 노출시키므로 대공 장비를 갖추지 않는 것이 일반적이다.

잠수함의 종류는 임무와 추진 방식 등에 따라 다양하게 분류된다.


  • '''임무에 따른 분류'''
  • '''공격형 잠수함'''(영어: attack submarine): 어뢰와 기뢰 등을 주무장으로 적의 수상함정이나 잠수함을 공격한다. 미국과 영국 해군 및 해상자위대에서는 SS로, 원자력 추진식은 N을 붙여 SSN으로 불린다.
  • '''탄도미사일잠수함''': 잠수함발사탄도미사일(SLBM)을 탑재하여 적국에 대한 핵 공격 능력을 유지한다. 원자력 추진인 경우 '''전략미사일원자력잠수함'''(SSBN)으로 분류된다.
  • '''순항미사일 잠수함''': 다수의 순항미사일을 발사한다. 주로 냉전 시대에 소련 해군이 운용했으며, 미국 해군은 토마호크 순항미사일을 개발하여 운용했다.
  • '''잠수항모''': 일본 해군의 伊400형 잠수함과 같이 수상기를 탑재한 잠수함이다.
  • '''잠수형 모니터함''': 거대한 주포를 탑재한 잠수함으로, 영국 해군의 M급 잠수함이나 프랑스 해군의 스르쿠프 등이 대표적이다.
  • '''레이더 피켓함''': 강력한 대공 레이더를 탑재하여 조기경보 임무를 수행한다.
  • '''특수 잠항정''': 수십 톤의 배수량에 승무원 수 명 정도의 초소형 잠수함으로, 연안 경비 및 매복 공격에 사용된다.
  • '''기뢰부설잠수함'''(Submarine minelayer): 적 해상권 하에서 기뢰 부설을 임무로 한다.
  • '''연안형 잠수함'''(coastal submarine): 공격형 잠수함 또는 기뢰부설함의 일종으로, '''초계형 잠수함'''이라고도 불린다.
  • '''순양형 잠수함'''(cruiser submarine): 공격형 잠수함 또는 기뢰부설함의 한 종류이다.
  • '''함대형 잠수함'''(fleet type submarine): 공격형 잠수함의 한 종류이다.
  • '''수송 잠수함''': 물자와 병력 수송에 사용된다.
  • '''잠수함 보급함''': 아군 함정에 연료, 탄약, 식량 등을 보급한다.

3. 1. 추진 방식에 따른 구분

잠수함은 추진 방식에 따라 디젤 잠수함, 원자력 잠수함, 그리고 AIP(비대기 의존 추진) 잠수함 등으로 나눌 수 있다.

디젤기관을 동력으로 사용하는 잠수함은 수중에서 항해할 수 있는 시간이 수 시간에서 수 일 정도로 짧다. 이는 원자력 잠수함이 수개월 동안 잠항할 수 있는 것에 비하면 매우 짧은 시간이다. 또한, 수중에서 배터리를 충전하기 위해 디젤기관을 작동시키면 스노클 마스트가 수면에 노출되고 배기가스의 열 때문에 적에게 탐지될 위험이 커진다. 이러한 단점을 극복하기 위해 최근에는 공기가 필요 없는 추진기관(AIP)이 연구되어 재래식 잠수함에 적용되고 있다.

원자력을 동력으로 사용하는 원자력 잠수함은 디젤 잠수함보다 훨씬 오랫동안 수중에서 항해할 수 있으며, 함체의 크기도 더 크다. 최초의 원자력 추진 잠수함은 1954년에 첫 항해를 한 미국의 노틸러스호이다. 현재는 영국, 프랑스, 러시아, 인도, 중국 등도 원자력 추진 기술을 보유하고 있다. 지금까지 건조된 가장 큰 원자력 잠수함은 소련의 아쿨라급 잠수함으로, 수중 배수량이 48,000톤에 달하고 400m까지 잠수할 수 있다.

1863년부터 1904년까지는 잠수함 개발에 있어 중요한 시기였으며, 여러 국가에서 잠수함을 건조하고 사용했다. 이 시기에는 디젤 전기 추진 방식이 주요 동력 시스템으로 자리 잡았고, 잠망경과 같은 장비가 표준화되었다.

프랑스 잠수함 ''플롱주르''


인력을 사용하지 않는 최초의 잠수함은 1863년에 진수된 프랑스의 ''플롱주르'' (''잠수부'')로, 압축 공기를 사용했다. 나르시스 몬투리올은 최초의 무공기 및 연소 방식 잠수함인 이크티네오 II 를 설계했으며, 이 잠수함은 1864년 스페인 바르셀로나에서 진수되었다.

1880년대에는 전기 배터리 기술이 발전하면서 안정적인 추진 수단을 갖춘 잠수함이 등장했다. 최초의 전기 추진 잠수함은 스페인의 이삭 페랄 이 카바예로가 건조한 잠수함, 프랑스의 뒤퓌 드 롬이 건조한 잠수함 및 귀스타브 제데가 건조한 ''시렌'' 그리고 영국의 제임스 프랭클린 웨딩턴이 건조한 ''포포이스''이다.[27]

페랄'', 카르타헤나, 1888


1900년 6월에 취역한 프랑스의 증기 및 전기 추진 나르발은 외피 내부에 압력 선체가 있는 이중 선체 설계를 채택했다. 이 200톤급 함정은 수중에서 약 160.93km 이상의 항속거리를 가졌다. 1904년 프랑스 잠수함 ''에그레트''는 가솔린 엔진 대신 디젤 엔진을 사용하여 이 개념을 더욱 발전시켰다.

아쿨라 (1907년 진수)는 장거리 항해가 가능했던 최초의 러시아 잠수함이었다.


과거에는 디젤 엔진 대신 석탄 보일러와 증기터빈을 탑재한 증기 잠수함도 건조되었다. 영국 해군의 K급 잠수함이나 「소드피시」 등이 그 예이다. 하지만 증기 기관은 연돌의 수납과 기관의 시동에 너무 많은 시간이 걸려 주 동력으로는 보급되지 않았다.

과거의 디젤 잠수함은 정기적인 흡기와 충전이 필요했기 때문에, 원자력 잠수함에 비해 수중 작전 능력이 떨어졌다. 이 때문에 외기를 필요로 하지 않고, 더욱 장시간 잠항 상태에서 운용 가능한 추진 기관, 즉 AIP(비대기 의존 추진) 기관이 필요하게 되었다.

제2차 세계 대전 당시 독일에서는 발터 터빈을 탑재한 '''발터 잠수함''', XVIIB형 U보트와 XXVI형 U보트가 시험 제작되었다. 또한, 소련에서는 폐쇄 순환 디젤 기관을 탑재한 케벡형 잠수함이 건조되었지만, 모두 안전성에 문제가 있어 실용화되지 못했다. 시간이 흐른 후, 스웨덴의 고틀란드급에서 스터링 엔진 방식의 비대기 의존형 기관을 탑재한 잠수함이 실용화되었다. 배터리식 AIP는 도산 안창호급이나 라다급, 타이게이급 등에서 사용된다.

3. 2. 임무에 따른 구분

'''공격형 잠수함'''()은 어뢰와 기뢰 등을 주무장으로 하여 적의 수상함정이나 잠수함 등을 공격하는 임무를 수행하는 잠수함이다. 미국과 영국 해군 및 해상자위대에서는 SS로 줄여 부른다. 원자력 추진식의 경우, 핵동력(Nuclear)을 나타내는 N을 붙여 SSN으로 불린다.

과거의 잠수함은 수상함정에 비해 최고 속력, 방어력, 전자 장비, 수중 항해 거리 등 기본적인 능력이 떨어졌기 때문에, 순양함이나 구축함과 정면으로 전투를 벌이는 것은 불리했다. 이 때문에 주로 매복 공격, 항만에서의 정보 수집, 특수부대 투입, 물자 수송, 화물선 등에 대한 통상 파괴 등의 임무에 투입되었다. 그러나 제2차 세계 대전 이후 어뢰와 소나, 각종 전자 장비, 통신 장치의 성능 향상, 그리고 원자력 기관의 등장으로 성능이 크게 향상되어, 현재는 강력한 전투력을 가진 군함으로서 과거의 전함에 필적하는 지위를 획득했다.

공격형 잠수함은 적 수상함선뿐만 아니라 적 잠수함도 공격 목표로 삼게 되었다. 은밀성이 높은 잠수함을 탐지하고 공격하는 것은 역시 잠수함이 유리하기 때문이다. 따라서 적의 전략 미사일 잠수함을 공격하는 임무나 자국 함대를 적의 공격형 잠수함으로부터 호위하는 임무를 맡고 있다.

냉전 종식 후 소련 해군을 계승한 러시아 해군의 잠수함 부대는 재정 상황이 악화되어 크게 부진해졌다. 따라서 미국 해군의 공격형 원자력 잠수함에서 기존의 적 잠수함이나 적 수상함정에 대한 공격 및 아군 기동 항공모함 함대의 호위와 같은 임무는 크게 감소하게 되었다. 그러나 냉전 종식과 함께 세계적으로 지역 분쟁이 빈번해짐에 따라 미국의 공격형 원잠은 새로운 임무를 수행하게 되었다. 순항 미사일을 함체 전방의 VLS(수직 발사 시스템)에서 수중 발사하여 적 근거지의 지상 중요 목표에 대한 대지 공격을 수행하거나, 적대국의 연안에 은밀하게 침투하여 정찰 및 정보 수집 활동을 수행하거나 특수부대의 투입 및 회수를 수행할 수 있는 함내 구조를 갖추고 있다. 또한 기존의 적 잠수함 발견 추적 등의 임무도 중요성 측면에서 공격형 원잠의 가장 중요한 임무로 남아 있다.

'''기뢰부설잠수함'''(Submarine minelayer)은 적 해상권 하에서 기뢰 부설을 임무로 한다. 일반적인 기뢰부설함에 비해 잠수함을 이용한 기뢰 부설은 안전했다. 현재는 기뢰의 소형화 등으로 인해 기뢰 부설 전용으로 설계된 함정이 아니더라도 기뢰의 탑재 및 부설이 가능하기 때문에, 기뢰부설잠수함이라는 분류는 사라졌다.

'''연안형 잠수함'''(coastal submarine)은 공격형 잠수함 또는 기뢰부설함의 일종으로, '''초계형 잠수함'''이라고도 불린다. 소형으로 항속력이 부족하여 자국 주변 해역에서의 초계 임무에 사용되었다. 제2차 세계 대전 당시까지는, 배수량 수백 톤에서 1,000톤 미만의 중형·소형 잠수함이 연안형 잠수함으로 분류되었다.

'''순양형 잠수함'''(cruiser submarine)은 공격형 잠수함 또는 기뢰부설함의 한 종류이다. 대형으로 항속력과 거주성이 뛰어나 원거리 외양으로 진출하여 장기간 작전이 가능하다. 적의 제해권 하에서의 초계 임무나 적 항만 기지에 침입하여 정찰 임무, 외양에서의 통상 파괴 등에 사용된다. 연안형 잠수함보다 외양 작전 능력이 있지만, 순양형 잠수함만큼의 원양 진출 능력을 갖추지 못한 것은 '''항양형 잠수함'''(ocean-going submarine) 등으로 불린다.

제1차 세계 대전부터 제2차 세계 대전까지 등장한, 배수량 1,000톤에서 2,000톤급의 잠수함이 순양형 잠수함으로 분류되었다. 운용자는 주로 외양 해군이며, 전 세계에 식민지를 가지고 있던 영국 해군이나 광대한 태평양을 작전 해역으로 하는 일본 해군과 미국 해군 등이 많이 보유했다.

'''함대형 잠수함'''(fleet type submarine)은 공격형 잠수함의 한 종류이다. 함대결전에서의 운용을 상정한 잠수함으로, 아군 수상함에 따라다니며 전투 시에는 잠항하여 적 수상함·잠수함에 대한 공격을 담당한다. 여객선보다 고속인 군함과 연계하기 위해서는 수상 항해 시의 고속 성능이 요구된다.

함대 잠수함의 성격상, 운용한 국가는 대규모 수상 함대를 보유한 해군 강국에 한정된다. 명확하게 함대 잠수함으로 건조된 것은 일본 해군의 해대형 잠수함이나 미국 해군의 AA-1급 잠수함 등이다. 그러나 당시 기술로는 만족할 만한 성능의 함대 잠수함을 건조하는 것은 불가능했고, 곧 함대 잠수함은 사라졌다.

하지만 원자력 기관의 실용화에 따라, 상시 잠항하면서도 수상 함대와 동일한 행동을 취할 수 있는 고속 잠수함이 등장하여, 옛 함대 잠수함 구상이 실현되었다. 일반적으로, 이러한 잠수함들은 공격형 원잠이라고 불리는 경우가 많지만, 현재도 영국 해군만은 함대 잠수함의 분류를 계속 사용하고 있다.

'''탄도미사일잠수함'''은 잠수함발사탄도미사일(SLBM)을 탑재하고, 적국에 대한 핵 공격 능력 유지를 목적으로 하는 잠수함이다. 원자력 추진인 경우, '''전략미사일원자력잠수함'''으로 분류된다(｢전략핵무기｣ 참조). 영어 약칭은 “SSB”이며, 원자력 추진의 경우 “SSBN”이다. 위치 은폐에는 장기간의 잠항이 효과적이므로, 현재는 원자력 추진이 주류이다. 미국 해군 속어로 “Boomer(부머)”라고 불린다.

원자력 추진이 주류이지만, 중국(032형), 북한(금군옥영웅함), 한국(도산안창호급)에서는 디젤 추진 탄도미사일잠수함이 존재한다.

냉전 초기에는 탄도미사일의 사정거리가 짧았기 때문에, 탄도미사일잠수함은 적국 근해까지 진출했다. 탄도미사일의 사정거리가 향상된 후에도, 육상 기지에 비해 은폐성이 높고 공격을 받기 어렵기 때문에, 탄도미사일잠수함은 운용이 계속되고 있다. 또한, 초기 SLBM에는 발사 시 부상할 필요가 있는 것이 있었지만, 이것도 수중 발사가 가능하도록 개량되고 있다.

장기간 수중에 잠복하고, 쉽게 위치를 변경할 수 있는 SSBN은, 위치 확인과 탐지가 어렵다. 운용에 있어서도, 정숙성을 유지하고, 탐지되지 않도록 하는 행동이 요구된다. 은밀성으로 인해, 다른 핵전력보다 생존성이 높고, 다른 기지가 선제공격으로 궤멸된 경우에도, 전력을 유지하고 있을 가능성이 높다. 따라서, 보복 또는 제2차 핵 공격에 사용하는 것이 예상된다.[136]

물자와 병력 수송에 사용되는 잠수함은 수상함정이나 항공기에 비해 적의 초계망과 감시망을 돌파하기 용이하므로, 적 세력 하에서의 물자 수송이나 특수부대 상륙에 적합하다. 제2차 세계 대전기 일본 해군 잠수함은 수송 임무에 투입되는 경우가 많았지만, 이러한 잠수함들은 원래 적 함선 공격용으로 설계되었기 때문에, 탑재력이 낮고 수송력에 한계가 있었다.

처음부터 물자 수송을 상정하여 건조된 최초의 수송형 잠수함은 제1차 세계 대전기 U-151급 잠수함이다. 당초 건조 목적은 영국 해군의 해상봉쇄망을 돌파하여 아메리카 대륙과의 사이의 수송 임무를 수행하는 것이었다. 일본 해군도 태평양 전쟁 말기에 잠수함 수송함 등의 수송 전용 잠수함을 건조하였고, 일본군은 3식 잠항 수송정이라는 수송용 잠수함을 건조하였다.

그러나 기본적으로 잠수함에 의한 수송 임무는 매우 비효율적이므로, 오늘날에는 특수부대 투입 등의 특수 임무를 제외하면 수송에 잠수함이 사용되는 일은 없다.

아군 함정에 연료, 탄약, 식량 등을 보급한다. 적의 제해권 하에서 작전하는 잠수함에 대한 보급 임무를 위해 건조되었다. 대표적인 예로는 XIV형 U보트와 잠수함 보급함 등이 있다.

다수의 순항미사일을 발사하는 잠수함은 주로 냉전 시대에 소련 해군이 운용했다. 소련 해군의 순항미사일 잠수함은 적 함대 공격용으로 건조되었으며, 대형이고 위력적인 함대함 순항미사일을 탑재했다.

미국 해군도 잠수함으로 순항미사일을 운용할 것을 의도하고 토마호크 순항미사일을 개발했다. 토마호크는 소형이었고 어뢰발사관에서도 발사 가능했기 때문에 미국 해군은 순항미사일 전용 잠수함을 건조하지 않았다. 하지만 냉전 종식 후, 순항미사일을 이용한 대지 공격용으로 개량형 오하이오급 핵잠수함이 등장했다.

이러한 잠수함들은 모니터 잠수함이나 잠수항모에서 아이디어 단계에 그쳤던 구상을 실현시킨 존재라고 할 수 있다. 개량형 오하이오급은 무려 154발이나 되는 토마호크를 탑재 가능하기 때문에 강력한 대지 공격 능력을 가지고 있다.

일본 해군의 伊400형 잠수함(수상기 3기 탑재)·伊13형 잠수함(수상기 2기 탑재)의 속칭이다. 탑재기는 국지적 기습용으로, 어뢰/800kg 폭탄이라는 당시의 함상 공격기·함상 폭격기와 동등한 공격 능력을 가지고 있어, 종래의 항공기 탑재 능력을 가진 잠수함과는 차원이 다른 존재였다. 그 외에 제3제국 해군의 U보트 XI형 등이 계획되었지만, 실제로 완성된 예는 없다.

하지만 상기의 잠수항모는 실제로는 수상기의 탑재 능력만 가지고 있으며, 명칭과는 달리 현실적으로는 잠수 수상기모함이라고 불러야 할 존재이다. 2기, 3기라는 탑재기 수도, 당시의 통상적인 순양함과 동일하거나 약간 적은 정도에 불과하며, 본격적인 잠수 수상기모함이라고 하기도 어렵다. 다만 탑재기는 실전에서는 부유기를 장착하지 않고 비수상기로 운용할 계획이었지만, 이착륙은 가능해도 회수가 불가능한 일회용이 되어, 실전 투입의 기회를 얻지 못한 채 끝났다.

거대한 주포를 탑재한 잠수형 모니터함이다. 영국 해군의 M급 잠수함이나 프랑스 해군의 「스르쿠프」 등이 대표적이다. 운용 개념으로는 적 기지 근해에 은밀히 접근하여 기습적으로 부상하여 포격을 가하는 것이었다. 하지만 잠수함에 탑재 가능한 크기의 주포로는 함포 사격에 사용하기에는 위력이 부족했고, 이 구상은 실패였다.

그 외에 통상 파괴 임무도 상정되었다. 제1차 세계 대전 중반까지는 통상 파괴전에서 표적이 되는 상선 앞에 부상하여 경고를 주고 승무원 퇴피 시간을 준 후 공격하는 것이 일반적이었다. 게다가 어뢰가 고가였기 때문에, 상대가 비군함인 경우 더 저렴한 포탄으로 공격하려는 경향이 있었다. 하지만 부상 상태의 잠수함은 매우 취약했고, 비군함 상대라도 싸움을 걸기는 위험했기 때문에, 포격력을 강화하여 압도하려고 했던 것이다. 하지만 잠수함의 최대 장점인 은밀성을 포기하는 것은 본말이 전도되었고, 이 구상은 실패였다.

강력한 대공 레이더를 탑재하여 조기경보 임무를 수행한다. 세일피시급 잠수함 등이 존재했지만, 조기경보기의 등장으로 인해 빠르게 가치를 잃고 사라졌다.

수십 톤의 배수량에 승무원 수 명 정도의 초소형 잠수함. 무장 탑재 능력과 항속력이 작아서 외양 항해 능력은 부족하지만, 크기가 작기 때문에 탐지되기 어렵고, 특히 수심이 얕고 장애물이 많은 해역에서는 탐지 및 공격될 가능성이 낮다. 따라서 연안 경비 및 매복 공격에 사용된다. 제2차 세계 대전 당시에는 진주만 공격에 사용된 일본 해군의 갑표적이나 독일 전함 「티르피츠」 공격에 사용된 영국 해군의 X급 잠항정을 비롯하여 여러 국가에서 특수 잠항정이 제작되었다. 인원이 함외에서 조작하는 유형도 있다(인간어뢰 참조).

현대에도 그 장점을 살려 적의 지배 수역에 침투하여 정보 수집을 하거나, 스파이를 침투시키거나, 포로를 해안 근처에서 수용하는 데 사용되는 경우도 있다. 평시에도 특수 잠항정은 영해에 불법 침입하여 활동하므로, 냉전 시대 소련 특수 잠항정은 서방 국가들에게 골칫거리였다. 특히 소련, 유고슬라비아에서의 개발이 두드러졌고, 북한은 유고슬라비아로부터 기술을 도입하여 잠항정 건조에 힘써왔다. 한편, 이탈리아에서도 일부 기업이 특수 작전용 잠항정을 건조하고 있으며, 이탈리아 해군은 채택하고 있지 않지만 유고슬라비아, 중동 여러 국가, 콜롬비아 등에 수출한 실적이 있다.

1996년 한국의 강릉 잠수함 침투 사건에서는 북한 공작원이 상어급 잠항정을 이용하여 한국 국내 침투에 성공하여, 침투 작전용 장비로서 잠항정의 유용성을 증명했다.

4. 구조

잠수함의 선체는 수압에 견딜 수 있도록 이중으로 만들어진다. 갑판에는 잠망경, 레이더, 무선 안테나 등이 설치된 세일(sail)이라는 가늘고 긴 구조물이 솟아 있으며, 함장은 이곳 아래의 함교에서 잠수함을 지휘한다. 잠수함은 선미에 있는 프로펠러로 추진하고, 방향은 프로펠러 앞쪽 선미 위아래에 붙어 있는 방향타 2개로 조절한다.[156]

1914년 9월, 1시간도 채 되지 않은 시간 동안 3척의 영국 순양함을 격침시킨 독일 잠수함 U-9(SM U-9)

4. 1. 선체

선체는 수압에 견딜 수 있도록 이중으로 만들어진다. 갑판에는 잠망경, 레이더, 무선 안테나 등이 설치된 세일(sail)이라는 가늘고 긴 구조물이 솟아 있다. 함장은 이곳 아래의 함교에서 잠수함을 지휘한다. 잠수함은 선미의 프로펠러로 추진하고, 방향은 프로펠러 앞쪽 선미 위아래에 붙어 있는 방향타 2개로 조절한다.[156]

잠수함의 선체 형상에는 다음과 같은 것이 있다.

  • 어형: 프로텍터호나 홀랜드호 등 초기 잠수함에 보였던 형태로, 수중 저항이 적다. 후대 누적형이나 시가형의 선구적인 형상이었으나, 의도적인 효과보다는 단순히 물고기 외형을 본뜬 것이었다.
  • 수상선형: 제1차 세계 대전~제2차 세계 대전 무렵 잠수함에 보이는 형상이다. 당시 잠수함은 잠항 시간보다 부상 시간이 길어, 수상 전투함처럼 수상 저항(조파 저항)이 적은 형태를 채택했다. 제2차 세계 대전 이후 누적형이나 시가형으로 대체되었지만, 수상 항해 시 이점이 커 구식 통상 동력형 잠수함에서는 볼 수 있다.
  • 누적형: '''수적형'''이라고도 하며, 수중 저항이 적다. 고성능 축전지나 원자력 기관의 등장으로 잠수함의 수중 행동 능력이 증가하면서 채택되었다. 역사상 최초의 누적형 잠수함은 1950년대 미국 해군의 실험 잠수함 「알바코어」이다. 하지만 선체 공간 용량이 부족하여, 개량형인 시가형이 등장했다.
  • 시가형: '''어뢰형'''이라고도 하며, 누적형의 선체 중앙부를 연장하여 선체 용적 증가를 꾀한 형상이다. 제2차 세계 대전 이후부터 현대 잠수함 대부분이 이 형상이다. 시가형의 변형으로 '''고래형'''이 있다. 고래형 선체는 선체 하부만을 선형으로 한 형상이며, 시가형에 비해 수상 항해에 적합하다.


잠수함은 잠항 시 수압이 작용하므로, 선체는 수압에 견딜 수 있는 강도가 필요하다. 선체의 내압 부분을 '''내압각'''이라고 하며, 배치 형태는 단각형과 복각형으로 나뉜다.

  • 단각식: 선체는 내압 구조의 선체 외판 한 층으로만 구성되며, 그 내부에 거주 구역, 기관, 해수 탱크, 연료 탱크 등을 수용한다. 선체 자체가 내압각인 셈이다. 구조가 간단하고 소형화가 가능하지만, 해수 탱크를 선체 내부에 장착해야 하므로 선체 용량이 줄어든다.
  • 새들 탱크식: 기본적으로 단각식과 동일하지만, 선체 외측면에 벌지를 설치하여 벌지 내부 공간을 연료 탱크로 이용하는 방식이다. 제2차 세계 대전 시대 잠수함에 많이 채택되었다. 벌지에 가해지는 수압은 연료를 통해 내각에 전달되므로, 벌지는 비내압이어도 문제없다. 연료 소모 후에는 벌지 내부에 해수를 주입한다.
  • 복각식: 비내압 구조의 외각과 내압 구조의 내각의 이중 구조 선체이며, 보온병과 유사하다. 외각과 내각 사이 공간은 연료 탱크 또는 해수 탱크로 이용하고, 내각 내부에 거주 구역 등을 수용한다. 외부 해수로부터 가해지는 수압은 외각에 가해지지 않고, 외각과 내각 사이 해수 또는 연료를 통해 내각에 전달된다. 따라서 외각은 비내압이어도 문제없다. 복각식은 외각과 내각 사이를 연료나 해수를 넣는 공간으로 이용 가능하여 항속력이나 예비 부력을 증가시킬 수 있고, 외각과 내각이 분리되어 외부로 새는 소음을 줄일 수 있다. 또한 외각이 중공 장갑으로 기능하여, 피탄 시 외각이나 사이의 해수·연료가 폭압을 흡수하여 내각으로의 충격을 줄여 피해를 감소시킨다.
  • 반각식: '''부분 복각식'''이라고도 하며, 선체에 단각식 부분과 복각식 부분을 혼재시킨 형태이다.
  • 복안식: 외각 내부에 두 개의 내각이 있는 구조이다. 伊四百型潜水艦이나 타이푼형 핵잠수함 등 대형 전략급 잠수함에서 볼 수 있다.


선체 구조재에는 심해 수압에 견딜 수 있는 고강도 소재가 필요하다. 잠수함 선체에는 주로 고장력강이 사용된다. 소련의 시에라급 등은 티탄 합금을 채용했다. 티탄 합금은 고장력강보다 자성이 낮아 자기탐지기에 탐지될 확률이 낮고, 같은 무게의 고장력강보다 강도도 높다. 그러나 가공이 어렵고, 음파 반사율이 높으며, 재료비가 높다는 등의 이유로 일반화되지 않았다.

4. 2. 잠항 및 부상

잠수함은 부상할 때 선체 배수량이 부력보다 작기 때문에 수면에 뜬다. 잠수하려면 함내 해수조에 해수를 주입하여 선체 배수량을 부력보다 크게 함으로써 가라앉는다. 해수조에는 '''메인 밸러스트 탱크'''(메인 탱크, 밸러스트 탱크 등으로도 불린다), '''네거티브 탱크'''(음압 탱크), '''트림 탱크'''가 있다.[49] 메인 탱크는 해수 또는 공기를 주입하는 선체 부력 조정용 탱크이다. 네거티브 탱크는 메인 탱크를 보조하여 부력을 미세하게 조정하는 소형 탱크로, 일반적으로 메인 탱크와 반대로 주입 및 배수를 한다. 트림 탱크는 트림(함의 전후 경사)을 조정하며, 선체 전후에 2곳에 설치되어 선체 전후의 부력 비율을 조작한다.[49]

잠수함이 잠항할 경우, 먼저 '''벤트 밸브'''(메인 탱크 내부 공기 배출 밸브)를 연다. 그러면 '''플러드 홀'''(메인 탱크 하부의 해수 주입용 구멍)에서 해수가 들어오고, 선체 부력이 저하되어 함이 가라앉기 시작한다.[49] 그 후, 트림 탱크와 조타 장치를 조작하여 함을 가라앉히고 목표 수심에 도달한다. 목표 수심에 도달하면 트림을 조절하여 수평 상태를 유지한다. 부상할 때는 함내 압축 공기 탱크에서 메인 탱크로 공기를 주입하면 탱크 내에서 해수가 배출되어 선체 부력이 증가하고 함이 뜨기 시작한다. 이 조작은 (메인 탱크) 블로우라고 부른다(함장의 명령도 마찬가지로 발성한다).[49]

잠수함의 최대 잠항 심도는 중요한 군사 기밀이며, 관함식 등에서는 외부인에게 심도계를 보이지 않도록 가릴 정도이다. 따라서 공표된 잠항 심도는 참고 정도의 가치밖에 없지만, 공격형 잠수함의 잠항 심도는 300 - 600m 정도, 전략 미사일 잠수함이 100 - 500m 정도이다.[49] 무장한 잠수함의 잠항 심도 기록은 1985년에 티타늄 합금 선체의 소련 원잠 K-278이 기록한 1027m이며, K-278은 이 심도에서 어뢰 발사가 가능했다고 알려져 있다. 당시 이 심도의 잠수함을 탐지·공격하는 능력은 어떤 나라에도 없었다. 군사 이외의 잠수정의 심도 세계 기록은 1960년에 심해 조사정 트리에스테가 기록한 10916m이다.[49]

4. 3. 추진 장치

잠수함의 추진 장치로는 스크류 프로펠러가 사용된다. 잠수함에서는 특히 캐비테이션이 큰 문제가 된다. 캐비테이션은 프로펠러의 부식, 진동, 추진 효율 저하 등을 일으키지만, 잠수함에서는 특히 소음 발생이 문제가 된다.[156]

캐비테이션 저감을 위해 하이스큐드 프로펠러라고 불리는 초승달 모양의 날개를 가진 프로펠러가 개발되었다. 이 프로펠러 가공에는 고도의 제조 기술이 필요하며, 형태에서 성능도 짐작할 수 있기 때문에 각국은 최신예 잠수함 진수식에서 프로펠러 부분을 숨긴다. 해상자위대 구레 시료관의 아키시오처럼 구형 함정이 퇴역 후 전시되는 경우에도 더미 프로펠러로 교체된다. 또한, 프로펠러 가공 장치를 둘러싸고 동시바 COCOM 위반 사건과 같은 한미 외교 문제가 과거에 발생하기도 했다.

캐비테이션을 억제하기 위해 '''슈라우드 링'''(원환)을 장착한 '''펌프 제트 추진 방식'''(덕트형 프로펠러 방식)도 있다. 이것은 일반 프로펠러에 비해 추진 효율이 낮고(45% 정도. 일반 프로펠러의 추진 효율은 65% 정도), 출력에 여유가 있는 원자력 잠수함에서 채용되는 경우가 대부분이다. 참고로, 소련·러시아의 잠수함에는 펌프 제트 추진이 아니더라도 북극해의 해빙으로부터 프로펠러를 보호하기 위해 슈라우드 링을 장착한 것도 있다.

5. 동력

잠수함의 주요 방어 수단은 심해 은폐 능력이다. 초기 잠수함은 소음으로 탐지될 수 있었지만, 현대 잠수함은 스텔스에 중점을 두고 건조되어 주변 해양 소음과 유사한 수준으로 소음을 줄여 탐지가 어렵다.[51] 고급 프로펠러 설계, 소음 감소 단열재, 특수 기계 등이 사용된다. 20세기 후반, 영국의 ''Vanguard''급과 같은 일부 잠수함은 프로펠러 대신 펌프제트 추진기를 장착했다. 펌프제트는 프로펠러보다 무겁고, 비싸고, 효율이 낮지만, 소음이 훨씬 적어 중요한 전술적 이점을 제공한다.

능동 소나는 소리의 반사를 이용해 잠수함을 탐지하지만, 송신기 위치를 노출하고 대응책에 취약하다. 은밀하게 작전하는 군용 잠수함은 적 해군이 넓은 해역을 수색하고 함선을 보호하는 데 자원을 낭비하도록 강요할 수 있다. 1982년 포클랜드 전쟁에서 영국 핵추진 잠수함이 아르헨티나 순양함을 격침시킨 사례가 이를 보여준다.[51]

잠수함의 동력 방식은 크게 재래식 동력과 원자력으로 나뉜다.

5. 1. 원자력

원자력을 추진 동력으로 사용하는 잠수함(원자력 동력 잠수함)은 디젤기관에 비해 장시간 수중 항해가 가능하며, 함체가 매우 크다. 원자력 추진 장치를 처음 도입한 것은 미국의 노틸러스호(USS Nautilus, SSN-571)이며, 1954년 첫 항해에 나섰다. 현재 원자력 추진 기술은 영국, 프랑스, 러시아, 인도, 중국 등에서도 사용되고 있다. 현재까지 건조된 가장 큰 원자력 잠수함은 소련이 건조했던 수중 배수량 48,000톤에 400m까지 잠수가 가능한 아쿨라급 잠수함으로 알려져 있다.[52]

제2차 세계 대전 이후 급속히 발전한 원자력 기술을 이용하여 탄생한 것이 '''핵잠수함'''이다. 공기를 들이마시거나 연료를 보급할 필요 없이 매우 장기간 운항이 가능한, 잠수함에 이상적인 보일러인 원자로의 등장으로 잠수함의 수중 속도는 크게 향상되었고, 잠항 시간은 수개월까지 늘어났다.

핵잠수함은 남는 출력을 이용하여 해수를 전기분해하여 함내에 지속적으로 신선한 산소를 공급한다. 이 때문에 핵잠수함은 "세계에서 공기가 가장 깨끗한 곳"이라고 불릴 정도로 함내가 쾌적하다. 그러나 초미량의 방사선 누출은 항상 존재하며(특히 함외), 미군 승무원은 방사선 피폭 선량 측정 배지를 착용한다.

항상 축전지 잔량을 신경 쓰면서 정기적인 수면이 필요한 통상 동력 잠수함과 비교하여 "무한"의 항속력을 가지며, 빙하 아래 북극해조차 항해할 수 있다.

원자력 추진은 원자로 냉각수 순환 펌프와 증기터빈에 의한 블레이드 및 감속 기어의 소음이 발생하므로, 잠항 중 동력을 축전지와 전동기로 충당하는 통상 동력함보다 정숙성이 떨어진다. 구조상 원자로 냉각이 항상 필요하지만, 야센급처럼 자연 순환 냉각이라면 펌프 소음은 발생하지 않는다. 고속 회전하는 증기 터빈의 축 출력으로 저회전의 스크루를 회전시키려면 감속 장치로 감속 기어를 사용해야 하며(기어드 터빈 방식), 이 감속 기어가 큰 소음 발생원이 된다. 이 소음을 해소하기 위해 프랑스 해군의 모든 핵잠수함은 증기 터빈으로 발전기를 돌려 전동 모터로 스크루를 구동하는 원자력 터보 일렉트릭 방식 추진 시스템을 채택하고 있다. 이 방식이라면 감속 기어는 필요 없다.

또한, 건조에 필요한 기술 수준과 건조비, 유지비가 높아 보유할 수 있는 국가는 제한적이다. 일본 등은 기술적인 문제 외에도 필요성과 원자력에 대한 부정적인 여론의 존재로 인해 보유하지 않고 있다.

5. 2. 재래식 동력

209형 잠수함


디젤기관을 추진 동력으로 쓰는 잠수함이다. 수중항해 가능 시간이 수시간 ~ 수일이어서 원자력 잠수함의 수개월에 비해 매우 짧다. 수중 항해 중에 전기 충전을 위하여 디젤기관을 돌리면 수면에 노출된 스노켈 마스트의 RF반사와 배기가스의 열선 신호로 적에게 발각될 가능성이 매우 높다. 이런 문제를 해결하기 위해 최근에는 공기 불요 추진기관(AIP)의 연구가 이루어져 재래식 잠수함에 실용화되었다.

제1차 세계 대전 당시 독일의 UC-1급 잠수함. 함미에서 함교로 이어지는 전선은 점프 와이어이다.


Lembit


잠수함의 가장 일반적인 동력은 디젤 엔진이며, 현재 잠수함의 대부분은 디젤 잠수함이다. 잠항 시에는 공기 흡입이 불가능하므로 전동기를 사용한다. 잠수함은 등장 이래 오랫동안 디젤 기관과 전동기를 병용해 왔다.

디젤 잠수함의 동력 방식에는 '''직결 방식'''과 '''디젤-전기 방식'''이 있다. 직결 방식은 디젤 기관, 전동기(발전기 겸용), 프로펠러를 직결한 것으로, 수상 항해 시에는 디젤 기관을, 수중 항해 시에는 전동기로 항해한다. 디젤-전기 방식은 수상 항해 시에는 디젤 기관으로 발전기를 돌려 그 전력으로 전동기를 작동시키고, 수중 항해 시에는 축전지의 전력으로 전동기를 작동시킨다. 전자는 수상 항해 시 고속을 낼 수 있지만 충전 효율이 낮았다. 따라서 잠수함의 수중 항해가 주류가 된 제2차 세계 대전 이후에는 충전 효율이 우수한 후자가 주류가 되었다.

디젤 엔진 대신 석탄 보일러와 증기터빈을 탑재한 '''증기 잠수함'''도 과거에 건조되었다. 영국 해군의 K급 잠수함이나 「소드피시」 등이 그 예이다. 증기 기관은 디젤 기관보다 고속을 낼 수 있었지만, 연돌의 수납과 기관의 시동에 너무 많은 시간이 걸리기 때문에 주 동력으로는 보급되지 않았다. 하지만 프랑스의 MESMA 등 AIP에 그 원리가 응용되고 있다.

과거의 디젤 잠수함은 정기적인 흡기와 충전이 필요했기 때문에, 원자력 잠수함에 비해 수중 작전 능력이 떨어져 잠항 시에는 거의 움직일 수 없었다. 축전지와 전동기의 성능이 향상되었어도 수중 작전 능력이 떨어지는 것은 마찬가지였다. 이 때문에 외기를 필요로 하지 않고, 더욱 장시간 잠항 상태에서 운용 가능한 추진 기관, 즉 '''AIP(비대기 의존 추진) 기관'''이 필요하게 되었다.

제2차 세계 대전 당시 독일에서는 발터 터빈을 탑재한 '''발터 잠수함''', XVIIB형 U보트와 XXVI형 U보트가 시험 제작되었다. 또한, 소련에서는 폐쇄 순환 디젤 기관을 탑재한 케벡형 잠수함이 건조되었지만, 모두 안전성에 문제가 있어 실용화되지 못했다. 시간이 흐른 후, 스웨덴의 고틀란드급에서 스터링 엔진 방식의 비대기 의존형 기관을 탑재한 잠수함이 실용화되었다. 배터리식 AIP는 도산 안창호급이나 라다급, 타이게이급 등에서 사용된다.

6. 무장

잠수함의 성공은 1866년 로버트 화이트헤드가 발명한 어뢰의 발전과 불가분의 관계를 맺고 있다. 그의 발명품은 잠수함이 신기한 물건에서 전쟁 무기로 도약할 수 있게 해주었다.[50] 잠수함을 추적할 수 있을 만큼 민감한 소나가 개발되고 소형화되기 전에는, 공격은 표면 근처 또는 표면에서 작동하는 함선과 잠수함으로만 제한되었다. 무유도 어뢰의 조준은 처음에는 눈으로 이루어졌지만, 제2차 세계 대전까지는 어뢰 데이터 계산기가 보급되어 기본적인 사격 솔루션을 계산할 수 있게 되었다. 그럼에도 불구하고 목표물을 명중시키려면 여러 개의 "직진" 어뢰가 필요할 수 있었다. 최대 20~25개의 어뢰를 탑재했기 때문에 잠수함이 할 수 있는 공격 횟수는 제한적이었다.

섬광(HMS Ocelot)의 전방 어뢰 발사관


베시코(Vesikko)의 어뢰실


제1차 세계 대전부터 전투 지속력을 높이기 위해 잠수함은 무장하지 않은 목표물에 대해 함포를 사용하는 잠수함 함정으로도 기능했고, 적 전함을 피해 잠항하여 공격했다. 이러한 함포의 초기 중요성은 프랑스의 Surcouf와 영국 해군의 X1 및 M급 잠수함과 같이 성공적이지 못한 잠수함 순양함의 개발을 촉진했다. 대잠전(ASW) 항공기의 등장과 함께 함포는 공격보다는 방어에 더 중점을 두게 되었다. 전투 지속력을 높이는 더 실용적인 방법은 항구에서만 장전되는 외장 어뢰 발사관이었다.

적 항구에 은밀하게 접근할 수 있는 잠수함의 능력은 그것을 기뢰부설함으로 사용하게 했다. 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전의 기뢰부설 잠수함은 그 목적을 위해 특별히 건조되었다. 영국의 Mark 5 스톤피시와 Mark 6 시 어친(Sea Urchin)과 같은 현대적인 잠수함 부설 기뢰는 잠수함의 어뢰 발사관에서 배치될 수 있다.

제2차 세계 대전 이후 미국과 소련 모두 순항 미사일인 SSM-N-8 레굴루스와 P-5 피야티오르카를 잠수함에서 발사하는 실험을 했다. 이러한 미사일은 잠수함이 미사일을 발사하기 위해 수면으로 부상해야 했다. 이것들은 미국의 BGM-109 토마호크와 러시아의 RPK-2 비유가, 엑소세, 하푼과 같은 함대함 대함 미사일의 버전(잠수함 발사용으로 캡슐화됨)과 같이 잠수된 잠수함의 어뢰 발사관에서 발사될 수 있는 현대적인 잠수함 발사 순항 미사일의 선구자였다. 예를 들어, 대잠 SUBROC과 같은 미사일도 잠수함의 어뢰 발사관에서 발사될 수 있다. 내부 공간이 여전히 제한적이고 더 무거운 탄두를 운반하려는 욕구가 있는 상황에서 외장 발사관의 아이디어가 부활했는데, 일반적으로 캡슐화된 미사일을 위해 내부 압력과 외부 유선형 선체 사이에 이러한 발사관이 배치되었다. 유도 어뢰 또한 제2차 세계 대전 중과 이후에 광범위하게 보급되어 잠수함의 전투 지속력과 치명성을 더욱 높이고 잠항 중 다른 잠수함을 공격할 수 있게 했으며(후자는 이제 현대 공격 잠수함의 주요 임무 중 하나임).

SSM-N-8과 P-5의 전략적 임무는 미국 해군의 폴라리스 미사일을 시작으로, 이후 포세이돈, 트라이던트 미사일로 이어지는 잠수함 발사 탄도 미사일이 맡게 되었다.

트라이던트 II D5는 가장 발전된 잠수함 발사 탄도 미사일 중 하나이다.


독일은 대잠 헬리콥터뿐만 아니라 수상함과 해안 목표물에도 사용할 수 있는 어뢰 발사관 발사 단거리 IDAS 미사일을 개발하고 있다.

잠망경에서 촬영된, 미 해군 잠수함 시울프(Seawolf)의 어뢰 공격을 받고 침몰하는 일본 제39호 초계정(蓼). 효과적인 대잠 센서/무기가 없다면, 수상함은 잠수함에게 있어 단순한 '먹잇감'일 뿐이다.


대함·대잠 전투 시 잠수함의 주력 무장은 어뢰이며 어뢰발사관에서 발사된다. 잠수함용 어뢰의 유도 방식은 다음과 같다.

  • 웨이크 호밍(Wake homing): 적 수상함의 항해 시 발생하는 파랑의 자국(웨이크)을 감지하여 목표를 추적한다. 수상함에만 사용할 수 있지만, 사정거리가 길다.
  • 패시브 호밍(Passive homing): 어뢰의 시커로 목표의 음파를 수신하여 추적한다. 대수상·대수중 모두 사용 가능하며, 호밍 시 적에게 감지될 가능성도 낮지만, 음원을 멈추면 유도가 불가능해지고 기만에 약하다.
  • 액티브 호밍(Active homing): 어뢰의 시커에서 음파를 발신하고, 되돌아온 음파를 수신하여 목표를 추적한다. 정지 중인 적 잠수함 등 목표의 음원에 관계없이 유도할 수 있지만, 사정거리가 짧아진다. 또한 고속 이동 중인 어뢰의 시커는 시야가 좁아지므로, 노이즈 메이커·데코이 또는 급속 잠항 등 회피 기동과 같은 대응 수단을 취하면 목표를 놓치기 쉽다. 발사 후 궤적 변경이 불가능하므로 발사 조준이 완벽하지 않으면 명중하지 않고, 발사까지 시간이 걸린다. 따라서 장거리에서 사용하는 경우 중간 유도가 필요하다. 무유도 어뢰처럼 어뢰발사관에서 원추형·방사형으로 일제 발사하면, 한쪽 어뢰의 액티브 수신음을 옆에 있는 다른 어뢰가 수신하여 어뢰가 서로 끌어당겨진다. 따라서 2~5분마다 2발씩만 발사할 수 있다.
  • 세미 액티브 호밍(Semi-active homing): 잠수함의 소나에서 목표를 향해 음파를 발신하고, 되돌아온 음파를 어뢰의 시커가 수신하여 추적한다. 잠수함의 강력한 소나를 사용하므로 액티브 호밍보다 사정거리가 길지만, 자함의 위치가 적에게 역탐지될 수 있다. 어뢰 시커는 고속 항주를 위해 시야가 좁아지므로, 데코이를 사용당하거나 잠수함이 급각도로 방향 전환하면 탐색을 놓치기 쉽지만, 저속으로 수중에 정지하고 있는 잠수함의 소나는 속도에 따른 시야 협착에 빠지지 않고, 오히려 회피 기동 중인 표적 잠수함의 항주음을 포착하므로 탐색을 놓치기 어렵고 기만에 강하다.
  • 유선 유도(Wire-guided): 어뢰와 잠수함 본체를 전선으로 연결하여 어뢰에 유도 신호를 보냄으로써 유도한다. 어뢰의 시커가 포착한 데이터를 잠수함으로 보낼 수도 있다. 사정거리가 가장 길고, 중간 유도에 적합하다. 전선이 끊어지면 어뢰의 액티브 소나·시커가 자동으로 작동한다. 하지만, 목표에 충분히 접근하기 전에 어뢰가 액티브 호밍이 된 경우, 목표를 놓치기 쉽고, 음향 유도는 기만에 약하다. 따라서 유선 어뢰로 공격받은 경우, 공격해 온 방향으로 고속 어뢰를 발사하여 선제 공격해 온 상대에게 유도선을 차단시키고 회피 기동으로 몰아넣는 작전이 자주 사용된다.


위와 같은 각종 어뢰는 각각이 가지고 있는 중간 유도 방식·종말 유도 방식 등의 특성에 맞춰 상황에 따라 사용된다.

세미 액티브 호밍 및 유선 유도의 경우, 항주 중에 궤적이나 속도를 변경할 수 있다. 예를 들어, 발사 제원 확정 전에 발사하여 적 잠수함의 대략적인 방향으로 어뢰를 항주시켜 두고, 잠수함 본체의 소나로 얻은 데이터를 기반으로 나중에 발사 제원을 입력할 수도 있다.

어뢰의 명중률을 높이기 위해서는 방위뿐 아니라 거리, 수심, 목표의 진행 방향, 진행 속도 등의 발사 제원 표정이 중요하다. 사격 통제에는 복잡한 계산이 필요하며, 여러 소나를 다루기 위해 사격통제장치에는 고도의 컴퓨터와 소프트웨어, 데이터베이스가 필요하다. 사격 지휘 장치의 소프트웨어와 데이터베이스는 오랜 경험을 가진 미국과 러시아가 우수하다고 알려져 있다. 소련 및 러시아는 자국의 디젤 잠수함 사격 통제 장치를 공산권 국가들과, 냉전 이후에는 구매하는 모든 국가에 저렴한 가격으로 수출하고 있다. 미국은 디젤 잠수함을 생산하지 않기 때문에, 서방 국가들은 사격 통제 장치를 자체 생산하거나 수입하고 있다.

잠수함은 적 함선이 사용하는 항로나 항만 부근에 은밀하게 기뢰를 매설하는 용도로도 사용된다. 제2차 세계 대전 직후까지는 잠항 능력이 낮아 잠수함은 적함 공격 시 고가의 어뢰를 절약하거나, 구축함이나 항공기에 반격하기 위해 대공포 등의 포를 탑재했다. 일본 해군은 잠수함으로 미국 본토와 캐나다에 대한 대지 포격을 가했다.

현대의 잠수함은 수중에서의 고속성과 정숙성을 중시하여 포를 장비하지 않는다. 잠항 가능 시간이 길어지고 잠항 가능 수심이 증가함에 따라, 수상함이나 항공기에 대해서는 함포로 싸우는 것보다 잠항하여 몸을 숨기는 것이 더 안전하다.

함대공 미사일은 어뢰와 기뢰 다음으로 잠수함에 있어서 일반적인 무기이며, 어뢰보다 더 먼 거리에 있는 적함을 공격할 수 있다. 하푼과 같이 어뢰발사관에서 발사할 수 있는 유형이 대부분이다. 순항 미사일은 최근 개발이 진행되고 있는 탑재 무기로서 육상 시설이나 수상함선을 공격할 수 있다. 토마호크나 “러시아판 토마호크”라고 불리는 클럽 등 역시 어뢰발사관에서 발사할 수 있는 유형이 대부분이다. 잠수함발사탄도미사일(SLBM)은 냉전 시대부터 존재하는 전략 무기이며, 앞서 언급한 2종의 미사일과 달리 모두 VLS에서 발사된다. SLBM을 탑재한 잠수함은 탄도미사일잠수함이라고 불린다.
대공 미사일잠항할 수 없는 상황에서 접근하는 대잠헬리콥터에 대응하기 위해, 어뢰발사관에서 발사하는 대공 미사일(IDAS 등)이 개발되었다. 보병의 권총에 해당하는 자위용 무기이며, 부상하여 공격하는 등 적극적인 전투는 피한다. 9K38 이글라는 현재도 운용되고 있는 몇 안 되는 잠수함에서 운용하는 대공 미사일이며, 역시 헬리콥터를 공격하는 데 사용된다.
대잠 미사일패시브 소나로 포착한 원거리의 적 잠수함 공격용. 일반형은 수면에 착수하면, 탄두인 어뢰가 적 잠수함을 향한다. 적 잠수함에 직격하지 않더라도 파괴할 수 있는 핵탄두 장착형도 운용되었다. 클럽은 현재도 운용되고 있는 몇 안 되는 잠수함 발사형 대잠 미사일이다.
항공기제2차 세계 대전까지 일부 대형 잠수함은 수상정찰기를 탑재했다. 잠수함의 격납고는 매우 좁고 형태도 원통형이라는 제약이 있기 때문에, 주익과 꼬리 날개의 분해·조립을 단시간에 할 수 있도록 설계된 기체가 다수 개발되었다. 발진을 보조하기 위해 캐터펄트를 갖춘 잠수함도 있었다. 대부분은 수색 능력을 보완하는 정찰기였지만, 일본 해군은 폭탄을 탑재하여 미국 본토 공습에 사용했을 뿐만 아니라, 공격기 晴嵐(세이란)과 그 모함인 伊四百型잠수함, 伊十三型잠수함을 개발했다. 독일 해군에서는 수상 항행 시 회전익기(Fa 330)를 상공에 체공시켜 주변을 감시하는 운용을 했다.

능력이 제한되는 전용 설계의 소형기만 탑재할 수 있고, 모함이 수중에 있는 동안에는 연계가 어렵다는 점 때문에, 항공기 탑재 잠수함은 제2차 세계 대전 종전 후 급속히 사라졌고, 현대에는 유인기를 탑재하는 잠수함은 없다.

민생품 멀티콥터 등 함내에 가지고 들어갈 수 있는 소형 무인 항공기가 부상 시 선체 조사나 주변 감시에 사용되고 있다.
함재정잠수함이 탑재하는 소형의 특수 잠항정이나 인간어뢰, 보트 등은, 정박하고 있는 적 함선의 파괴, 특수부대나 정찰·연락원의 잠입 등에 사용된다. 해저 지형의 조사나 기뢰 수색·처리용으로 어뢰 발사관에서 사출·회수할 수 있는 자율형 무인잠수정(AUV, UUV)이 연구되고 있다.

옛날부터 잠수함에게 기뢰는 큰 위협이었다. 수중에서는 육안으로 확인할 수 없고, 또 잠수함 본체 능동 소나로 탐지해도 기뢰를 발견했을 때 회피할 수 있는 여유가 있다고는 한정할 수 없다. 잠수함의 항해에 선행하여 기뢰를 수색·제거할 수 있는 UUV는 기뢰가 매설되기 쉬운 얕은 곳에서 활동하는 잠수함에게 중요한 요소가 되었다. 다만, 잠수함으로부터의 UUV 운용은, 해상에서의 장시간 회수 작업을 해야 하거나 어뢰 발사관으로의 회수 기술을 완성해야 하며, 보관과 보수 정비의 공간 확보의 문제도 있기 때문에 미래 기술의 영역을 벗어나지 못한다.

현재, UUV를 사용하기 시작한 것은 수상함인 소해 부대뿐이다. 회수와 재이용을 포기하거나, 소해 부대가 회수한다면 잠수함으로부터의 발사도 가능하다.

미국 해군이 개발을 계획 중인 공격형 무인잠수정(UUCV) 「MANTA」는 대잠 전투도 가능하며, 잠수함의 행동 시 위험이 큰 얕은 곳에서 큰 효과를 발휘할 것으로 보인다. 미국 해군은 2050년경의 실용화를 계획하고 있다.

7. 항해 및 통신

잠수함은 수면에 떠 있을 때는 일반 선박과 마찬가지로 천문항법이나 위성항법시스템을 이용할 수 있지만, 잠항 중에는 사용할 수 없다. 따라서 잠항 중에는 관성항법장치와 소나를 이용한 해저 추종 항법을 이용한다.

해저 추종 항법은 해도와 관성항법장치로 자함의 위치를 파악하고, 음파의 반사를 이용하여 위치를 확인하는 방법이다. 기밀성이 요구되는 잠수함에게 활성 소나 발사는 자살 행위나 다름없으므로, 수동적인 "주변 음향 변화" 등을 바탕으로 항해해야 한다. 미국과 러시아 해군은 독자적인 해양 조사선을 운용하여 "예상 전장" 해역의 해저 지도를 작성하고 있으며, 잠수함 부대의 통상 초계 활동을 통해서도 지도의 정확도를 높이고 있다.

관성항법은 장시간 사용하면 오차가 증가하므로, 주기적으로 수면에 부상하여 천문항법이나 위성항법시스템으로 정확한 위치를 파악해야 한다.

일본뿐만 아니라 중국과 한국도 독자적으로 해저 지도를 작성하고 있을 것으로 보이지만, 북방영토 문제, 센카쿠 열도와 해저 자원에 대한 외교 문제, 독도 영유권 문제 등으로 인해 일본 근해에서 잦은 마찰을 빚고 있다.

해중에서는 전파 감쇠가 심해, 일반적인 단파·극초단파 통신은 불가능하며, 수중 레이저 통신도 실용화되지 않았다. 비교적 해중 투과가 쉬운 초장파(VLF)를 이용하여 지상과 통신하지만, VLF는 정보량이 적고 잠수함 측 발신이 불가능하여, 필요에 따라 통신 안테나 마스트를 노출시켜 단파·극초단파나 위성 통신을 한다.

충돌 등으로 통신 안테나가 손상되었을 때를 대비하여 위성전화 등 함 시스템과 독립된 통신 장치를 갖추기도 한다.[137]

7. 1. 항해

모든 수상함과 수면에 떠 있는 잠수함은 양의 부력 상태에 있으며, 완전히 잠수했을 때 배수할 물의 부피보다 무게가 더 가볍다. 정수압적으로 잠수하려면, 함선은 자체 무게를 늘리거나 물의 배수량을 줄여 음의 부력을 가져야 한다. 배수량과 무게를 제어하기 위해 잠수함은 다양한 양의 물과 공기를 담을 수 있는 밸러스트 탱크를 가지고 있다.[64]

일반적인 잠수 또는 수면 부상을 위해 잠수함은 주 밸러스트 탱크(MBTs)를 사용한다. 이 탱크는 주변 압력 탱크이며, 잠수하기 위해 물로 채우고 수면에 뜨기 위해 공기로 채운다. 잠수 중에는 MBT가 일반적으로 침수된 상태를 유지하는데, 이는 설계를 단순화한다.[64] 많은 잠수함에서 이 탱크는 경량 선체와 압력 선체 사이의 공간을 차지한다. 더 정확한 수심 제어를 위해 잠수함은 더 작은 수심 제어 탱크(DCTs)를 사용하는데, 이는 하드 탱크(더 높은 압력을 견딜 수 있기 때문) 또는 트림 탱크라고도 한다. 이것들은 가변 부력 압력 용기의 한 종류인 부력 제어 장치이다. 수심 제어 탱크의 물의 양을 조절하여 정수압적으로 수심을 변경하거나 외부 조건(주로 물의 밀도)의 변화에 따라 일정한 수심을 유지할 수 있다.[64] 수심 제어 탱크는 잠수함의 무게중심 근처에 위치하여 트림에 미치는 영향을 최소화하거나, 선체 길이를 따라 분리하여 탱크 간의 물 이동을 통해 정적 트림을 조절하는 데에도 사용할 수 있다.

잠수했을 때 잠수함 선체에 가해지는 수압은 강철 잠수함의 경우 4MPa에 달하고, K-278 콤소몰레츠와 같은 티타늄 잠수함의 경우 최대 10MPa에 달할 수 있지만, 내부 압력은 비교적 변하지 않는다. 이러한 차이는 선체 압축을 초래하여 배수량이 감소한다. 또한 염분과 압력이 높아짐에 따라 물의 밀도도 수심에 따라 약간 증가한다.[65] 이러한 밀도 변화는 선체 압축을 완전히 상쇄하지 못하므로, 부력은 수심이 증가함에 따라 감소한다. 잠수한 잠수함은 불안정한 평형 상태에 있으며, 가라앉거나 수면으로 뜨는 경향이 있다. 일정한 수심을 유지하려면 수심 제어 탱크 또는 조종면을 지속적으로 작동해야 한다.[66][67]

중성 부력 상태의 잠수함은 본질적으로 트림 안정성이 없다. 원하는 종방향 트림을 유지하기 위해 잠수함은 전방 및 후방 트림 탱크를 사용한다. 펌프는 탱크 사이에서 물을 이동시켜 무게 분포를 변경하고 잠수함을 위아래로 기울인다. 유사한 시스템을 사용하여 횡방향 트림을 유지할 수도 있다.[64]

프랑스 핵잠수함 카사비앙카(S603)의 세일(sail). 잠수익, 위장된 마스트, 잠망경, 전자전 마스트, 해치, 데드라이트(deadlight)를 볼 수 있다.


가변 발라스트 탱크의 정수압 효과 외에도 유체역학적 조종을 통해 잠수함을 제어할 수 있다. 유체역학적 조종은 잠수익(hydroplane)이라고 총칭되는 여러 제어면을 통해 이루어진다. 잠수함이 충분한 속도로 종방향으로 이동할 때 잠수익을 움직여 유체역학적 힘을 생성할 수 있다. 고전적인 십자형 선미 구성에서 수평 선미면은 트림 탱크와 같은 목적으로 트림을 제어한다. 대부분의 잠수함은 추가로 전방 수평면을 가지고 있는데, 1960년대까지는 주로 함미에 배치되었지만, 이후 설계에서는 중량중심에 더 가까운 세일(sail)에 배치되어 트림에 대한 영향을 덜 받으면서 깊이를 제어할 수 있게 되었다.[68]

스웨덴 잠수함 HMS ''Sjöormen''(Sor) 모형의 후면도. X형 선미를 채용한 최초의 양산형 잠수함이다.


잠수함 선미에 제어면을 구성하는 일반적인 방법은 방위를 제어하는 수직면과 피치를 제어하는 수평면을 사용하는 것이다. 이는 선체 후미에서 볼 때 십자가 모양을 이룬다. 오랫동안 주된 방식으로 남아 있던 이 구성에서 수평면은 트림과 깊이를 제어하고 수직면은 수면 함선의 키와 같이 측면 기동을 제어한다.

최근에는 후미 제어면을 X형 선미 또는 X형 키로 결합하는 방식이 사용되기도 한다.[69] 직관적이지 않지만, 이러한 구성은 기존의 십자형 배열보다 여러 가지 장점이 있다. 첫째, 수평 및 수직 기동성이 향상된다.[70] 둘째, 해저에 착륙하거나 이륙할 때, 그리고 옆에 정박하거나 이탈할 때 제어면이 손상될 가능성이 줄어든다. 마지막으로, 하나가 우연히 멈춰도 두 대각선 중 하나가 수직 및 수평 운동과 관련하여 다른 하나를 상쇄할 수 있기 때문에 더 안전하다.[71]

X형 키를 실제로 사용한 최초의 잠수함인 USS ''Albacore''(AGSS-569)는 현재 뉴햄프셔주 포츠머스에 전시되어 있다.


X형 선미는 1960년대 초 미국 해군의 실험용 잠수함인 USS ''Albacore''(AGSS-569)에서 처음 실제로 시험되었다. 이 배열이 유리한 것으로 나타났지만, 원하는 효과를 얻기 위해서는 컴퓨터를 사용해야 했기 때문에 그 이후의 미국 양산형 잠수함에는 사용되지 않았다.[72] 대신, 표준 작전에 X형 선미를 처음 사용한 것은 스웨덴 해군으로, 1967년 진수된 ''Sjöormen''급의 선두 잠수함이었다. ''Albacore''가 시험 운행을 마치기도 전이었다.[73] X형 선미는 매우 잘 작동하는 것으로 판명되었기 때문에 스웨덴 잠수함의 모든 후속 함급(''Näcken'', ''Västergötland'', ''Gotland'', ''Blekinge''급)은 X형 키를 갖추거나 갖추게 될 것이다.

1980년~1998년 스웨덴 해군에서 운용되었던 ''Näcken''급 잠수함 HMS ''Neptun''의 X형 키는 현재 칼스크로나의 해군박물관에 전시되어 있다.


X형 선미 설계를 담당했던 사브 코쿰스(Saab Kockums) 조선소는 호주의 콜린스(Collins)급과 일본의 소류(Sōryū)급에도 이를 수출했다. 212형이 도입되면서 독일과 이탈리아 해군도 이를 채택하게 되었다. 콜럼비아(Columbia)급을 보유한 미국 해군, 드레드노트(Dreadnought)급을 보유한 영국 해군, 바라쿠다(Barracuda)급을 보유한 프랑스 해군은 모두 X형 선미를 채택할 예정이다. 따라서 2020년대 초에는 X형 선미가 주류 기술이 될 것으로 보인다.

잠수함이 비상 부상을 수행할 때는 모든 깊이 및 트림 제어 방법이 동시에 사용되고, 함선을 위로 추진한다.

잠수함은 수면에 떠 있을 때는 일반 선박과 마찬가지로 천문항법이나 위성항법시스템을 이용할 수 있지만, 잠항 중에는 사용할 수 없다. 따라서 잠항 중에는 관성항법장치와 소나를 이용한 해저 추종 항법을 이용한다.

해저 추종 항법은 일반적으로 해도와 관성항법장치로 자함의 위치를 파악하고, 때때로 음파의 반사를 이용하여 위치를 확인하는 방법이다. 기밀성이 요구되는 잠수함에게 있어서 활성 소나를 발사하여 해중 항해하는 것은 자살 행위나 다름없으므로, 수동적인 "주변의 음향 변화" 등을 근거로 항해해야 한다. 따라서 대규모 잠수함 함대를 운용하는 미국과 러시아 해군은 독자적인 해양 조사선을 운용하여 "예상 전장" 해역의 해저 지도를 작성하고 있다. 물론, 잠수함 부대의 통상 초계 활동을 통해서도 지도의 정확도를 높이려는 노력을 하고 있을 것으로 보인다.

관성항법은 장시간 사용하면 오차가 증가하므로, 때때로 수면에 부상하여 천문항법이나 위성항법시스템으로 정확한 자함 위치를 파악해야 한다.

일본뿐만 아니라 중국과 한국도 독자적으로 해저 지도 등을 작성하고 있을 것으로 보이지만, 북방영토 문제, 센카쿠 열도와 해저 자원에 대한 외교 문제, 독도 영유권 문제 등으로 인해 그 행위는 자주 일본 근해에서 문제를 일으키고 있다.

7. 2. 통신

군사용 잠수함은 원거리 지휘센터나 다른 함선과 통신하기 위해 여러 시스템을 사용한다. 초장파(VLF) 무선은 수면 위 또는 비교적 얕은 수심(보통 약 76.20m 미만)에서 잠수함에 도달할 수 있다. ELF(초저주파)는 더 깊은 수심에서 잠수함에 도달할 수 있지만 대역폭이 매우 낮고 일반적으로 VLF 신호가 도달할 수 있는 더 얕은 수심으로 잠수함을 호출하는 데 사용된다. 잠수함은 또한 길고 부력이 있는 와이어 안테나를 더 얕은 수심으로 띄워 깊이 잠수한 잠수함이 VLF 송신을 할 수 있도록 하는 방법을 사용할 수 있다.

라디오 마스트를 펼침으로써 잠수함은 "버스트 전송" 기술을 사용할 수도 있다. 버스트 전송은 단 몇 분의 1초밖에 걸리지 않아 잠수함의 탐지 위험을 최소화한다.

다른 잠수함과 통신하기 위해 Gertrude라는 시스템이 사용된다. Gertrude는 기본적으로 소나 전화이다. 한 잠수함에서 나오는 음성 통신은 저전력 스피커를 통해 물속으로 전송되며, 수신 잠수함의 수동 소나에 의해 감지된다. 이 시스템의 범위는 아마 매우 짧을 것이며, 이를 사용하면 물속으로 소리가 방출되어 적에게 들릴 수 있다.

민간 잠수함은 유사하지만, 성능이 덜 강력한 시스템을 사용하여 인근의 지원 선박이나 다른 잠수정과 통신할 수 있다.

해중에서는 전파 감쇠가 심하기 때문에, 해상을 항해하는 잠수함에 대해서는 일반적인 단파·극초단파 등의 통신은 불가능하며, 수중 레이저 통신도 실용화되지 않았다. 통신 설비로는 비교적 해중을 투과하기 쉬운 초장파(VLF) 등을 이용하여 지상과 통신하지만, VLF는 많은 정보를 수신하기 어렵고, 잠수함 측에서의 발신도 할 수 없기 때문에, 필요에 따라 통신 안테나 마스트를 노출시켜 단파·극초단파나 위성 통신을 한다.

충돌 등으로 통신 안테나가 전손했을 때를 대비하여 위성전화 등 함의 시스템과 독립된 통신 장치를 도입하는 예도 있다.[137]

극초장파(ULF)는 해저 깊숙이까지 도달하므로, 잠수함은 최대 잠항 심도 부근에서 수신이 가능하다. 하지만, 송신할 수 있는 데이터량이 매우 적으므로, 대량의 정보 수신에는 적합하지 않다. 또한, ULF는 송신하기 위해 수십 km에 달하는 장대한 안테나 시설이 필요하며, 유사시에는 이러한 시설의 취약성이 문제가 된다. 육상으로부터의 단방향 통신이며, 잠수함으로부터의 송신은 불가능하다.

초장파(VLF)는 해수면 아래 10m 정도까지 도달하므로, 수심 수 미터 정도만 잠항해도 수신이 가능하다. 실제로는 그렇게 얕게 잠항하면 발각될 가능성이 높아지지만, 예항 부이 또는 부유 안테나를 사용하면 잠수함 본체는 심해에서 수신이 가능해진다. 그러나 전송할 수 있는 정보량이 적기 때문에 대량의 정보 통신에는 적합하지 않다. 또한 육지에서의 단방향 통신이며, 잠수함에서의 송신은 불가능하다.

송신하려면 거대한 지상 안테나 시설을 사용하는 외에, 잠수함이 존재하는 해역 상공에서 긴 안테나를 예항하여 전파를 수신하고, 신호를 별도 회선으로 지상에 전송하는 TACAMO기(공중 통신 중계기)도 이용되고 있다. TACAMO기로는 E-6 머큐리와 Tu-142MR 등이 있다.

통신위성을 이용할 수 있는 국가에서는 통신위성과의 사이에 마이크로파 송신을 통해 송수신을 할 수 있다. 마이크로파는 해중까지 도달하지 않으므로, 통신 시에는 잠수함의 안테나를 해면 위로 노출시킬 필요가 있으며, 적에게 탐지될 가능성이 높아진다. 하지만 마이크로파는 대량 정보의 송수신이 가능하기 때문에 압축 통신을 하면 작업은 짧은 시간에 끝낼 수 있다.

수중전화를 이용하여 잠항 중인 잠수함끼리 또는 수상함과 통신할 수 있다. 또한, 해저 요충지에 음파를 이용한 통신 중계 장치를 설치하고, 이를 해저 케이블로 지상 시설과 연결하여 잠수함과 통신한다. 냉전 시대에는 미국 해군과 소련 해군이 다수의 음향 통신 장치를 설치했다.

8. 수중음향전

현대 잠수함은 주로 수중에서 활동하며, 수상함과는 다른 전투 시스템을 갖추고 있다. 수중에서는 전자파가 급격히 약해져 레이더나 광학 장비를 사용할 수 없기 때문에, 음파를 이용한 소나가 주요 탐지 수단이 된다. 소나를 이용한 탐지와 회피 기술, 그리고 이를 둘러싼 전술을 통틀어 '''수중음향전'''이라고 부른다.

잠수함은 자신의 존재를 숨긴 채 적의 함선이나 수송선을 공격하고, 기뢰를 설치하며, 특수부대 침투 지원이나 정보 수집 등의 임무를 수행할 수 있다. 일부 잠수함은 순항 미사일이나 핵탄두를 탑재한 잠수함발사탄도미사일(SLBM)을 운용하여 원거리 공격 능력을 갖추기도 한다. 또한 적 잠수함을 공격하거나 아군 함선을 보호하는 역할도 수행한다.

잠수함의 가장 큰 무기는 은밀성이다. "'''궁극의 스텔스 무기'''" 또는 "'''침묵의 군대'''"라고 불리는 이유도 여기에 있다. 포클랜드 전쟁에서 영국 잠수함이 아르헨티나 순양함을 격침시킨 사건은 잠수함의 존재만으로도 적에게 큰 심리적 압박을 줄 수 있음을 보여준다.[127][128]

잠수함은 은밀하게 작전을 수행해야 하므로, 부상하지 않는 것이 중요하다. 해상에서는 대잠초계기에 의해 쉽게 탐지되고 공격받을 수 있기 때문이다. 일부 잠수함은 대공 무장을 갖추기도 하지만, 공격 시 자신의 위치를 노출시키므로 대공 장비를 갖추지 않는 것이 일반적이다.

8. 1. 음파의 성질

일반 함정과 달리 잠수함은 수중에서 활동한다. 따라서 다른 함정과는 전투 시스템이 크게 다르다. 공기 중과 달리 수중에서는 전자파의 감쇠가 현저하기 때문에 전파를 이용하는 레이더나, 가시광선 영역·비가시광선 영역에서의 광학적 수색과 같은 수단은 사용할 수 없다. 그 대신 주가 되는 것은 수중에서의 음파의 성질을 이용한 수색·공격이다. 그 주된 수단이 소나이며, 소나에 의한 탐지와 회피를 둘러싼 기술적인 축적과, 그것들을 이용한 대치를 총칭하여 수중음향전(hydroacoustic battle)이라고 한다.

소나에 사용되는 음파(초음파)는 저주파 음파(저주파음)와 고주파 음파로 크게 나뉜다.

  • 저주파 음파는 수중에서 감쇠가 적어 멀리까지 전달되지만, 파장이 길기 때문에 분해능이 낮고, 지향성이 넓어 탐지 정확도가 낮다.
  • 고주파 음파는 수중에서 감쇠가 크기 때문에 근거리의 표적만 탐지할 수 있다. 하지만, 파장이 짧아 분해능이 높고, 직진성이 뛰어나 지향성이 좁아 높은 정확도의 측정이 가능해진다.


이상의 이유로 소나는 저주파와 고주파 음파의 장단점을 서로 보완하도록, 고주파와 저주파 음파를 모두 사용한다.

음파의 전파는 해역의 지형, 해수의 성분, 수온, 해류 등에 의해 복잡하게 변화한다. 수중음향전에서 승리하려면 고성능 소나 개발과 더불어 평소 해양관측함 등을 동원하여 해역 데이터를 수집해 두는 것이 필요하다.

8. 2. 해중 음파 전파

잠수함은 일반 함정과 달리 수중에서 활동하므로 전투 시스템이 크게 다르다. 공기 중에서는 전자파 감쇠가 적어 전파를 이용하는 레이더나 가시광선 및 비가시광선 영역의 광학적 수색이 가능하지만, 수중에서는 전자파 감쇠가 현저하여 이러한 수단을 사용할 수 없다. 대신 수중에서는 음파의 성질을 이용한 수색 및 공격이 주가 되며, 그 주된 수단은 소나이다. 소나에 의한 탐지와 회피를 둘러싼 기술적 축적과, 그것들을 이용한 대치를 총칭하여 수중음향전(hydroacoustic battle)이라고 한다. 이를 이해하기 위해 음파의 성질과 수중에서의 음파 전파에 대해 설명한다.

바닷속은 단순화하면 '''표면층''', '''수온약층''', '''밀도약층'''으로 나눌 수 있다(실제로는 지형이나 해류 등에 의해 복잡하게 변화한다).

  • '''표면층(Surface Layer)''': 해수면 부근에 위치하며, 해수면과 대기와의 열 교환 및 해상풍에 의한 대류로 해수가 섞여 온도와 염분 밀도 등이 일정하다.


일반적으로 표면층에서 수온약층으로 이동함에 따라 온도가 완만하게 내려가지만, 정오 무렵 해수면 수온이 급상승하는 현상('''午後の効果(고고노 코우카), 아프터눈 이펙트''')이 발생하면, 특정 수심을 경계로 온도가 급격하게 변한다. 이 온도가 변화하는 수심을 '''레이어 뎁스(レイヤーデプス)'''( '''변온수심(変温深度), LD''' )라고 한다.

午後の効果로 LD가 형성되면, 음파가 LD에서 반사되어 LD 이하 수심에는 도달하지 못하고, LD와 해수면에서 반사를 반복하며 원거리까지 전파된다. 즉, 음파가 표면층에 갇히는 것이다. 이 상태의 표면층을 '''서피스 덕트(サーフェース・ダクト)'''( '''표면덕트(表面ダクト), SD''' )라고 부른다.

적 잠수함이 SD에 잠복하고 있으면 수상함은 능동소나로 원거리 탐지가 가능하지만, LD보다 깊은 수심에 잠수하면 수상함에 탐지되지 않고 기습 공격을 할 수 있다. 이에 대항하기 위해 수상함이나 대잠헬기는 넓은 수심에 예인소나나 현수식 소나를 투하하여 소나의 사각지대를 방지한다.

  • '''수온약층(thermocline)''': 혼합층 아래에 위치하며, 수심에 비례하여 수온이 낮아지므로 음파가 아래쪽으로 굴절되어 진행한다.


아래쪽으로 진행한 음파는, 얕은 바다에서는 해저에서 반사되어 해저와 해면 사이에서 반사를 반복한다. 이때, 음파가 도달하지 않는 그림자 영역(不感帯)이 형성되어 소나의 사각지대가 된다.

  • '''밀도약층(Density Layer)''': 수심 1000m를 넘는 지점부터 수온이 거의 일정해지는 층이다. 수온이 일정해져 음파는 아래쪽으로 진행되지 않고, 수압에 의해 위쪽으로 굴절되어 해면 방향으로 진행한다.


심해에서는 해저 방향으로 진행된 음파가 되돌아와 해면에 집중되는 현상이 발생하는데, 이 해역을 수렴대(컨버전스 존, CZ)라고 한다. CZ는 발신원으로부터 27~33해리 간격으로 폭 4~5해리의 구역에 나타나며(해수 성분과 온도에 따라 변화), CZ를 이용하면 자함으로부터 27~33해리 떨어진 적함 탐지가 가능하다(조건이 좋으면 제2, 제3 수렴대 등 81~99해리까지 탐지 가능). 따라서 수동 소나로 CZ에서 탐지한 적을 즉시 공격할 수 있도록 대잠 미사일이 개발되었다.

수심 1000m 부근의 온도약층과 밀도약층 사이에는 수온과 수압의 균형에 의해 사운드 채널(사운드 채널, SC)이라고 불리는 음파 전파층이 나타난다. SC에서는 반사에 의한 음파 흡수 및 감쇠가 없어 매우 먼 곳까지 음파가 전파된다. 고래 등은 SC를 이용하여 초음파로 수천 해리 떨어진 동료와 연락을 취한다. SC는 드물게 얕은 바다에서도 발생하는 경우가 있지만, 자세한 원리는 알려져 있지 않다.

SC를 이용하면 매우 먼 곳의 적함을 탐지할 수 있지만, SC까지 잠항 가능한 잠수함은 소련의 티타늄 합금제 잠수함인 알파형이나 미크형을 제외하면 존재하지 않는다. 그러나 예인식 소나(TASS)를 사용하면 깊이 잠항하지 않아도 SC를 이용할 수 있다. 또한, SC에는 적 잠수함 통과를 감시하는 SOSUS와 같은 고정식 해중 소나 감시망이 설치되어 있다.

8. 3. 소나

잠수함은 임무에 따라 다양한 센서를 갖추고 있다. 현대 군사 잠수함은 표적을 찾는 데 거의 전적으로 수동 및 능동 소나 시스템에 의존한다. 능동 소나는 들리는 "핑" 소리를 이용하여 반향을 생성하여 잠수함 주변의 물체를 찾아낸다. 능동 시스템은 잠수함의 위치를 노출시키기 때문에 거의 사용되지 않는다. 수동 소나는 선체에 장착되거나 예인 배열로 예인되는 일련의 민감한 수중 청음기를 말하며, 일반적으로 잠수함 뒤 수백 피트를 예인한다. 예인 배열은 운용자가 듣는 유동 소음을 줄여주기 때문에 NATO 잠수함 탐지 시스템의 주축이다. 예인 배열은 수심이 얕거나 기동 중에는 작동할 수 없으므로 선체 장착 소나가 예인 배열과 함께 사용된다. 또한, 소나는 잠수함을 "통과하는" 사각지대가 있으므로 앞뒤에 시스템을 설치하여 이 문제를 해결한다. 예인 배열은 잠수함 뒤쪽과 아래쪽으로 예인되므로 적절한 깊이에서 수온약층 위아래에 시스템을 갖출 수 있다. 수온약층을 통과하는 소리는 왜곡되어 탐지 범위가 감소한다.

잠수함은 또한 수상함과 항공기를 탐지하기 위한 레이더 장비를 탑재하고 있다. 레이더는 자체 반사 범위를 훨씬 넘어서 탐지될 수 있으므로 잠수함의 위치를 노출시키기 때문에 잠수함 함장은 표적을 탐지하기 위해 레이더 탐지 장비보다는 수동 레이더를 사용할 가능성이 더 높다. 잠망경은 위치 확인 및 접촉 대상의 신원 확인을 제외하고는 거의 사용되지 않는다.

러시아 '미르' 심해 잠수정과 같은 민간 잠수함은 항해를 위해 소형 능동 소나 세트와 시야 확보용 창을 사용한다. 수중 약 약 91.44m 아래에서는 햇빛이 보이지 않으므로 고강도 조명을 사용하여 시야를 비춘다.

소나의 탐지 방식에는 능동식과 수동식이 있다.

능동식은 소나에서 탐지음을 발생시켜, 그 소리가 목표물에 부딪혀 반사되어 돌아오는 음파를 수신하는 방식이다. 그러나 이 방식은 탐지음을 발생시키는 데 상당한 전력이 소모될 뿐만 아니라, 발생시킨 음파가 탐지 가능 거리보다 더 멀리까지 도달하여 역탐지되어 자신의 위치를 노출시키는 위험이 따른다.

수동식은 목표물이 발생시킨 음향을 그대로 수신하는 방식이다. 자신의 위치를 노출시키는 위험은 없다. 하지만 이 방식으로 목표물의 정확한 위치를 측정하는 정확도는 능동식보다 떨어진다. 또한, 목표물이 정지해 있거나 음향이 매우 작은 경우에는 탐지할 수 없다.

즉, 이 두 가지 방식에는 장단점이 있으며, 각각의 특성을 보완하도록 활용할 필요가 있다. 일반적으로는 수동 소나로 목표물의 대략적인 위치를 파악하고, 어뢰 발사 관제 시 등 목표물의 정밀 측정이 필요한 경우에만 능동 소나를 사용한다.

잠수함에 장착되는 주요 소나에는 다음과 같은 종류가 있다. 단, 국가별로 장착 방식이 다르므로, 미국 해군 방식을 중심으로 설명한다.

  • 함수 소나 어레이: 잠수함 함수에 장착되는 대형·고출력 소나. 구형으로 표면에 수음기(하이드로폰)를 배열하고 있다. 이를 통해 특정 수음기만 사용함으로써 지향성을 가질 수 있으며(음원의 방위를 알 수 있고), 능동 모드에서는 위상배열 레이더와 같은 원리로 특정 방향으로만 음파를 발신할 수 있다. 이 소나는 원거리 탐지 능력이 뛰어나 광대하고 심해인 외양에서 활동하는 잠수함에 적합하지만, 함체 전방의 상당한 공간을 차지하기 때문에 어뢰발사관이 함체 중앙부로 이동하게 된다. 광대한 해역에서 작전을 수행하는 미국 해군, 영국 해군의 잠수함에는 함수부에 대형 소나를 장착하는 것이 일반적이지만, 좁은 북해에서의 운용이 중심인 유럽 여러 국가에서는 이 형식이 많이 보이지 않는다. 좁은 해역에서는 원거리에서의 탐지는 필요 없고, 그보다 근접전투에 대한 대응이 중요하기 때문에 어뢰발사관을 함수부에 배치하여 접근전투 능력을 높이고 있다.
  • 컨포멀 소나 또는 프랭크 어레이 소나: 함체 측면에 수음기를 배열하여 부착한 것으로, 음파의 도달 시간 차이로부터 목표 방위를 추정할 수 있는 수동 모드 전용 소나. 함체 측면이기 때문에 함수의 구형 소나 어레이에서는 만들 수 없는 멀리 떨어진 위치에서의 청음이 가능해져 탐지 정밀도 향상이 기대되고, 측정 시간 단축과 함께 잠수함의 저소음화가 해마다 진행됨에 따라 센서의 개구경을 증대시키기 위해 장착되는 사례가 증가하고 있다. 컨포멀인 경우 센서의 부착 각도에 따른 청음 분석의 보정이 필요하다.
  • 잠수함용 예항식 소나 어레이 (S-TASS): -- 예항 소나는 수음기를 함체로부터 분리된 독립 유닛에 장착하고, 그것을 예항索으로 견인하는 것이다. 주로 저주파 대역의 수동 탐지에 사용된다. 함체의 소나와 결합하면 큰 기선장을 얻을 수 있으므로, 추정 정밀도 향상이 기대된다. 또한 사운드 채널 등 함체가 잠수할 수 없는 심해부까지 내려서 거기서 사용할 수도 있다. 함체의 잡음으로부터 차단되므로 수색 거리가 늘어난다.

9. 비상시 대응

제2차 세계 대전 중 나치 독일은 노획한 네덜란드 잠수함에서 얻은 아이디어를 바탕으로 '스노클'을 실험했지만, 전쟁 후반까지는 그 필요성을 인지하지 못했다. '스노클'은 잠수함이 잠망경 깊이에서 잠항한 상태로 디젤 엔진에 공기를 공급하는 신축 가능한 파이프로, 잠수함이 은밀성을 유지하면서 순항하고 배터리를 충전할 수 있도록 한다.

그러나 초기에는 완벽한 해결책이 아니었다. 거친 날씨에 장치의 밸브가 막히거나 닫히는 문제가 있었다. 이 시스템은 압력선체 전체를 완충 장치로 사용했기 때문에 디젤 엔진은 잠수함 내부 공간에서 엄청난 양의 공기를 순간적으로 빨아들이며, 승무원들은 종종 고통스러운 귀 부상을 입었다. 장치가 스트레스로 인해 파손되는 것을 방지하기 위해 속도는 8kn로 제한되었다. 또한 '스노클'은 소음을 발생시켜 소나로 탐지하기 쉬워졌지만, 반대로 잠수함의 소나가 다른 선박의 신호를 탐지하기 어렵게 만들었다. 연합군 레이더는 결국 시각적 탐지 범위를 넘어 '스노클' 마스트를 탐지할 수 있을 정도로 발전했다.[89]

스노클은 잠수함의 탐지 가능성을 크게 낮추지만, 완벽한 것은 아니다. 맑은 날씨에는 디젤 배기가 약 5km 거리까지 수면에서 보일 수 있으며,[90] 잔잔한 바다에서는 스노클이나 잠망경이 물을 통과하면서 생기는 파도인 "페리스코프 페더"(periscope feather)가 멀리서도 보인다. 현대 레이더는 잔잔한 바다 조건에서 스노클을 탐지할 수 있다.[91]

스웨덴 해군이 처음 사용한(1942년, 네프툰(Neptun)함과 나켄(Nacken)함에 사용) 스노클 마스트의 머리 부분. 카를스크뢰나(Karlskrona) 해군 박물관 소장. 독일 21형 잠수함 U-3503호에서 가져온 것으로 1945년 5월 8일 예테보리(Gothenburg) 앞바다에 자침되었으나 스웨덴 해군에 의해 인양되어 미래 스웨덴 잠수함 설계 개선을 위해 세심하게 연구되었다.


메인주 키터리(Kittery)에 있는 포츠머스 해군 조선소에 정박한 USS ''U-3008'' (전 독일 잠수함 ''U-3008'')의 스노클 마스트가 올라와 있다.


상부 밸브가 잠수되었을 때 디젤 엔진이 잠수함 내부에 진공 상태를 만드는 문제는 후기형 디젤 잠수함에서도 여전히 존재하지만, 잠수함 내부의 진공이 미리 설정된 지점에 도달하면 엔진을 정지시키는 고진공 차단 센서로 완화되었다. 현대식 스노클 유입 마스트는 강력한 스프링의 힘에 대항하여 "상부 밸브"를 열어두는 간단한 전기 회로로 제어되는 압축 공기를 사용하는 안전 장치 설계를 채택하고 있다. 마스트 위의 노출된 전극에 바닷물이 닿으면 상단의 노출된 전극이 단락되어 제어 회로가 끊어지고 "상부 밸브"가 잠수된 상태에서 닫힌다. 미국 잠수함은 2차 세계 대전 이후에야 스노클을 채택했다.[92]

실용적인 잠수함이 취역한 이래, 전시와 평시를 통틀어 침몰한 잠수함은 100척이 넘는다. 따라서 잠수함 보유국들은 승조원을 구조하는 기술을 연구해 왔다.[146]

9. 1. 손상 통제

피격 시에는 손상통제로서 격벽 폐쇄나 소화 등이 이루어진다. 미국 해군에서는 잠수함 안전 운용 프로그램(SUBSAFE|서브세이프영어)에 따라 설계 단계부터 안전성을 높이고 있다.

수리 훈련을 받은 Hull maintenance technician|헐 메인터넌스 테크니션영어(응급 작업원)들이 대응한다.[147]

피격되면 화재, 증기, 침수가 발생한다. 고온의 증기와 화재로부터 신체를 보호하면서 손상 부위를 보수하기 위해 산소 호흡기(Oxygen Breathing Apparatus, OBA), 스팀슈트(Steam Suit) 등을 착용한다.[148][149]

제2차 세계 대전 중에는 프로펠러에 감긴 이물질이나 방잠망을 잠수부가 다이버즈락(divers lock)에서 나와 절단하거나, 잠수함에 장착된 와이어 커터 등으로 제거했다.[150] 전후에는 무인잠수정(UUV)도 도입되어 심해에서의 와이어나 그물 절단 등이 이루어진다.

9. 2. 탈출 방법

비상시 잠수함은 다른 선박과 연락하여 구조를 요청하고, 승무원이 함선을 이탈할 때 승무원을 인양할 수 있다. 승무원은 잠수함 탈출 침수 장비 같은 탈출 장비를 사용하여 탈출 해치를 통해 잠수함을 빠져나올 수 있다. 탈출 해치는 승무원이 침몰한 잠수함에서 주변 압력 상태로 소규모 그룹으로 탈출할 수 있는 작은 에어록 구획으로, 잠수함으로 유입되는 물의 양을 최소화한다.[123] 승무원은 상승 중에 기도를 열고 숨을 내쉬어 압력 변화로 인한 폐의 공기 과팽창으로 인한 폐 바로트라우마를 피할 수 있다.[124] 가압된 잠수함(물 유입 또는 기타 이유로 공기압이 대기압보다 높은 경우)에서 탈출한 후에는 수면 압력으로 돌아올 때 감압병이 발생할 위험이 있다.[125]

대체 탈출 수단으로는 장애물이 된 잠수함에 도킹하고, 탈출구 주변에 밀봉을 형성하여 잠수함 내부와 같은 압력으로 승무원을 이동시킬 수 있는 심해 구조함이 있다. 잠수함이 가압된 상태라면 생존자들은 잠수함 구조함의 감압실에 들어가 압력 하에서의 이동을 통해 안전하게 수면 감압을 받을 수 있다.[126]

잠수함 탈출 침수 장비(Mk 10)


재호흡기가 장착된 잠수함 탈출복


실용적인 잠수함이 취역한 이래, 전시·평시를 통틀어 침몰한 잠수함은 100척이 넘는다. 따라서 잠수함 보유국들은 잠수함에서의 안전한 탈출 방법 개발, 구조대와의 연락 수단 등 승조원을 구조하는 기술을 연구해 왔다.[146] 이러한 대책이 없다면 병사들의 사기가 급격히 저하될 것이기 때문이다.

탈출에는 여러 가지 방법이 있다. 크게 개인이 하나씩 탈출하는 개인 탈출법과 집단이 일시에 탈출하는 집단 탈출법으로 나뉜다. 각국에서는 이러한 훈련 시설을 만들고 있다.

잠수함 측의 탈출구에는 탈출통이라는 탈출 전용 잠수함용 에어록 외에도 어뢰 발사관 등에서도 탈출이 이루어진다. 이러한 에어록을 사용할 수 없었던 시대에는, 독일 잠수함처럼 함에 물을 채워 내부의 공기를 빼내 함내 압력과 수압을 같게 하여 해치를 열고 탈출하는 방법도 사용되었다.[151]

; 개인 탈출법

:; 자유 상승법

:: 승무원이 스스로 수면까지 떠오르는 방법이다. 얕은 수심에서만 사용할 수 있는 방법이며, 높은 수압 등 외부 환경에 노출되므로 감압병 등의 위험이 있다.[146]

:; 부력 상승법

:: 개인 탈출 구명 장비를 착용하고, 부력을 높여 수면까지 상승하는 방법이다.[146] 1916년 10월 9일, 덴마크 해군의 HDMS Dykkeren이 침몰했을 때, 구명 장비를 착용하여 거의 전원이 구조된 것이 부력 상승법의 최초 이용 사례이다.[146]

:: 장비에는 다음과 같은 것이 있다.

::* 데이비스식 구난 장비 - 1910년대에 영국 기업 Siebe Gorman이 개발하고, 1927년에 개량되어 영국 해군에서 사용된 숨을 쉰 후 나오는 이산화탄소를 제거하여 다시 호흡에 사용하는 잠수용 리브리더

::* 맘센 렁(몬센 렁) - 1928년 개발. 미국군에서 사용된 리브리더

::* 스탠키 후드 - 1960년대에 미국에서 개발. 2000년대까지 미국 해군에서 사용되었으나, Submarine Escape Immersion Equipment로 교체되었다.

::* 잠수함 탈출 침수 장비 - 1952년에 영국에서 제작. 차가운 바닷물과 수압으로부터 보호하는 전신을 감싸는 침수복

::* 러시아에서는 1930년대 초기에 Э-1, 후반에 ИСА-М을 개발하고, 1951년에 헬멧과 일체형인 ГК-2, 그 후에는 전신을 감싸 부상 능력이 높은 ИСП-60을 개발했다.[152][153] 2000년대에 들어서 서구의 아이디어를 도입한 ССП-М이 개발되었다.

맘센 렁


스탠키 후드


; 집단 탈출 방법

thumb에 탑재되는 아발론 DSRV-2]]

:; 탈출 포드

:: 독일[154], 중국[155], 러시아 잠수함에서 볼 수 있는 탈출 방식으로, 선체의 일부를 탈출 시 분리하는 방식이다.

:; 구조 챔버 방식

:: 구조정에서 구조용 구조 챔버를 내리고, 잠수부 등의 도움을 받으면서 잠수함에 연결하여 승무원을 맥캔 구조 챔버 내로 이동시켜 구출하는 방법이다. 승무원이 대기압으로 이동할 수 있다는 장점이 있지만 잠수함 구난함이 도착할 때까지의 시간 문제, 해류와 바람의 영향을 받으면서 구난함을 침몰 잠수함의 바로 위에 계류시키는 어려움 등 많은 과제가 있다.[146]

:; 심해 구난정 방식

:: 구조 챔버 방식의 단점을 해결하기 위해, 심해 구난정(DSRV)이라고 불리는 잠수함을 직접 구조에 보내는 방식이 고안되었다. 공수가 가능하며, 수색 등을 포함하여 신속한 전개가 가능하다.

킬로급 잠수함의 후미, 흰 원형 해치 앞에 잠수함 구조 요청 부이가 확인된다.


침몰하여 외부에 구조 요청을 하기 위해 잠수함에서 부이가 방출된다. 부이에는 통신 장비와 위치 확인 장비가 탑재되어 있다.

  • 잠수함 구조 요청 부이
  • SLOT 부이 - 구조 요청 무선 "송신"만을 수행하는 기능을 가진 부이.
  • 수색구조·수난구조·잠수함구난함
  • 북대서양조약기구 잠수함 구조 시스템
  • 잠수사
  • 일본의 구조대
  • 영국 잠수함 공중지원부대 - 영국 해군 소속의 잠수함 구조 부대.
  • 국제잠수함탈출구난연락사무국

10. 승조원

영국 E급 잠수함 내부. 장교가 1914년에서 1918년 사이에 잠항 작전을 감독하고 있다.


일반적인 핵잠수함은 80명이 넘는 승무원을 두고 있는 반면, 재래식 잠수함은 일반적으로 40명 미만이다. 잠수함의 상황은 승무원들이 오랜 기간 가족과의 접촉 없이 격리된 상태에서, 비좁은 공간에서 일해야 하기 때문에 어려울 수 있다.[105] 잠수함은 일반적으로 탐지를 피하기 위해 무선침묵을 유지한다. 잠수함 운용은 평화 시에도 위험하며, 많은 잠수함이 사고로 침몰했다.[106]

사관후보생들이 미 해군 사관학교 훈련 중 오하이오급 탄도미사일 잠수함인 USS 웨스트버지니아 (SSBN-736)에서 함정 조종 훈련을 받고 있다.


대부분의 해군은 여성의 수상 전투함 승선을 허용한 후에도 잠수함 승선을 금지했다. 노르웨이 해군이 1985년 여성 잠수함 승조원을 처음으로 허용한 해군이 되었다. 덴마크 해군은 1988년 여성 잠수함 승조원을 허용했다.[107] 이후 스웨덴 해군(1989년),[108] 오스트레일리아 해군(1998년), 스페인 해군(1999년),[109][110] 독일 해군(2001년), 캐나다 해군(2002년) 등이 뒤따랐다. 1995년 노르웨이 해군의 솔베이그 크레이는 HNoMS 코벤의 첫 여성 함장이 되었다.[111]

2011년 12월 8일, 영국 국방장관인 필립 해먼드는 2013년부터 영국의 여성 잠수함 승선 금지 조치를 해제할 것이라고 발표했다.[112] 이전에는 여성이 잠수함 내 이산화탄소 축적으로 인해 더 큰 위험에 처할 수 있다는 우려가 있었으나, 연구 결과 여성을 배제할 의학적 이유는 없다는 것이 밝혀졌다. 다만 임신한 여성은 여전히 제외된다.[112] 스웨덴에서는 1983년 임산부와 태아에 대한 유사한 위험 때문에 여성의 잠수함 복무가 금지되었고, 다른 모든 직책은 스웨덴 해군에서 여성에게 개방되었다. 현재 스웨덴에서는 임신한 여성의 잠수함 승선은 허용되지 않지만, 정책 입안자들은 전면적인 금지가 차별적이라고 생각하여 여성을 개별적으로 평가해야 한다고 주장했다. 또한, 높은 요구 사항을 충족하는 여성이 임신할 가능성이 낮다는 점에 주목했다.[108] 2014년 5월, 세 명의 여성이 영국 해군 최초의 여성 잠수함 승조원이 되었다.[113]

미 해군에서는 1993년부터 여성이 수상함에 승선했으며, 2011년부터 잠수함에 승선하기 시작했다. 현재까지 해군은 군사 잠수함에 여성이 탑승하는 것에 대해 세 가지 예외만 허용했다. 최대 며칠 동안 탑승하는 여성 민간 기술자, 해군 ROTC와 미국 해군사관학교 여름 훈련 중 밤샘 훈련을 받는 여성 사관후보생, 그리고 하루짜리 가족 동반 승선 크루즈에 참여하는 가족 구성원 등이다.[114] 2009년 당시 해군장관인 레이 마부스, 합참의장인 마이클 멀렌 대장, 해군작전사령관인 게리 루헤드 대장 등 고위 관계자들이 여성의 잠수함 승선 방안을 모색하기 시작했다.[115] 미 해군은 2010년 "잠수함에 여성 승선 불가" 정책을 폐지했다.[121]

미국과 영국 해군은 모두 6개월 이상 배치되는 핵추진 잠수함을 운용한다. 여성의 잠수함 승선을 허용하는 다른 해군은 통상적인 동력을 사용하는 잠수함을 운용하며, 이는 훨씬 짧은 기간(보통 몇 달) 동안만 배치된다.[116] 미국이 정책을 변경하기 전까지는 핵잠수함을 운용하는 국가 중 여성의 승선을 허용한 국가는 없었다.[117]

2011년, 첫 여성 잠수함 장교들이 뉴런던 해군 잠수함 기지의 해군 잠수함 학교 잠수함 장교 기본 과정(SOBC)을 졸업했다.[118] 또한, 수상전 특수전 분야의 고위급 경험이 풍부한 여성 보급 장교들도 SOBC에 참석하여 2011년 말부터 새로운 여성 잠수함 직책 장교들과 함께 함대 탄도 미사일(SSBN) 및 유도 미사일(SSGN) 잠수함에 배치되었다.[119] 2011년 말까지 여러 여성이 오하이오급 탄도미사일 잠수함 USS 와이오밍(SSBN-742)에 배치되었다.[120] 2013년 10월 15일, 미 해군은 버지니아급 공격형 잠수함 USS 버지니아(SSN-774)와 버지니아급 공격형 잠수함 USS 미네소타(SSN-783) 두 척에 2015년 1월까지 여성 승조원이 배치될 것이라고 발표했다.[121]

2020년, 일본의 해군 잠수함 사관학교가 최초의 여성 지원자를 받아들였다.[122]

가족과의 재회를 기뻐하는 미국 핵잠수함 "미시건" 골드 승조원


잠수함, 특히 제2차 세계대전 당시나 그 이전의 잠수함은 거주성이 열악했다. 군함은 무기, 물자, 연료를 대량으로 적재해야 하고, 잠수함은 부력이 되는 공간을 줄여야 하므로 거주 공간이 매우 좁았다. 함내는 습기로 가득 차서 빨래도 말릴 수 없고, 연료, 배기가스, 곰팡이 등의 악취가 가득했다. 담수는 귀중하여 목욕은 제한되었다.

잠수함에는 에어컨이 설치되어 있지만, 대부분 동력 냉각 등에 사용되므로 실내 온도가 25도 이하로 내려가는 일은 없었다. 적함에 접근할 때는 청음을 방지하기 위해 에어컨을 정지시켰기 때문에 더 고온이 되었다. 잠항 중에는 수압 때문에 화장실도 사용할 수 없었다. 이러한 환경에서 매일 단조로운 임무가 계속되므로 잠수함 근무는 매우 고되었다. 오락도 소리를 내지 않도록 조용한 카드 게임이 선호되었고, 미국에서는 크리브리지가 기본적인 오락이 되었다.[138]

원자력 기관의 등장 이후에는 거주 환경이 이전보다 개선되었다. 고출력 원자력 기관은 전력에 여유가 있어 전기 분해와 해수 담수화를 할 수 있으므로 산소와 담수 확보에는 어려움이 없다. 러시아의 타이푼급에는 수영장과 사우나까지 갖춰져 있다.

그러나 출항하면 수개월 동안 귀환할 수 없는 원잠 승조원은 가족과의 관계를 유지하는 것이 어렵다. 미 해군에서는 승조원을 블루와 골드 두 개의 반으로 나누어 교대로 항해 기간을 줄이고 있다. 한 그룹이 70일간의 항해를 마치고 귀항하면 약 1개월 정도 함정 정비 등을 하고, 다른 그룹이 70일간의 항해에 나선다. 항해를 마친 그룹은 잠시 휴가를 가진 후 훈련을 실시한다.

잠수함 한 번의 항해에 한 쌍은 이혼하는 승조원이 나온다고 한다. 승조원은 잠항하면 수개월 동안 부상하지 않는 경우도 있는 임무 때문에 매우 엄격한 신체적, 정신적 조건을 충족해야 하며, 우울증이나 신경증에 걸리는 승조원도 적지 않다. 이 문제는 어느 나라나 마찬가지이다. 잠수함의 작전 행동은 기밀이 필요하며, 승조원은 방첩을 위해 가족에게조차 작전 시작일, 기간 등을 알릴 수 없다.

미국 해군과 해상자위대에서 잠수함 승조원의 휘장은 범고래를 닮은 디자인이지만, 이것을 "돌고래 마크"라고 부르며 잠수함 승조원의 별칭이 되고 있다.[139][140]

잠수함 승조원들은 극한의 임무에 종사하기 때문에, 식사는 해군 내에서도 가장 풍족하다고 알려져 있다. 식량 부족에 시달렸던 제2차 세계 대전 말기의 일본 제국이나 나치 독일에서도 잠수함에는 우선적으로 식량이 배급되었다. 그러나 좁고 열악한 환경의 잠수함에서는 신선한 식품은 출항 후 수주일 만에 소진되고, 그 후에는 비슷한 보존식품이 계속 제공된다. 신선식품이 떨어진 후, 제한된 보존식품과 좁은 조리실에서 다양하고 맛있는 식사를 제공하는 것이 조리원의 기량을 보여주는 부분이며, 뛰어난 조리원은 귀하게 여겨졌다. 항해가 길어지면 중유나 곰팡이 냄새 때문에 무엇을 먹어도 "잠수함 맛"밖에 나지 않는다고 한다. 식량은 창고에 보관하는 것 외에도, 좁은 공간을 최대한 활용하여 소시지를 천장에 매달거나, 빵을 해먹에 걸거나, 벤치에 야채를 채우는 등의 방법을 사용한다. 함내 조리에서도 산소를 소비하는 가스레인지는 금지되고, 전자레인지로 조리한다.

일본 잠수함의 경우, 주식으로 흰쌀밥·건면, 반찬으로 건조 야채(건오이 무침 등)와 통조림, 절임류 외에, 양파나 감자 등의 근채류를 재료로 한 다양한 메뉴가 제공되었다. 독일 잠수함의 경우, 거의 매 식사가 살라미소시지와 치즈 및 버터, 검은빵, 사워크라우트, 양파와 감자 조림, 레몬이었다. 이러한 식사에서는 여러 영양소가 부족하게 되므로, 잠수함 승조원은 비타민제를 비롯한 영양 보조제의 대량 보급이 필수적이었다.

S형 잠수함(S-56)의 어뢰 발사관실에 있는 침대


담수는 귀중하므로 항해 중 세탁이나 샤워는 해수를 사용한다.

장교가 배치되는 보직으로는 함장, 부함장, 수석장교, 항해장교, 기관장, 어뢰장교, 통신장교 등이 있다. 함장의 계급은 제2차 세계 대전 당시 일본에서는 소좌, 독일에서는 대위가 일반적이었다. 전시 중 독일과 일본에서는 다른 해군 부대에 비해 잠수함의 상하 관계가 느슨했다고 한다. 일본의 경우 함장조차 자신의 속옷은 직접 빨아야 할 정도였다. 취침 공간도 제한적이었기 때문에 장교와 부사관은 통로 옆에 설치된 침대에서 취침했지만, U보트와 같이 비교적 소형 함정에서는 침대를 여러 명이 공유했고, 탄약고에서 어뢰와 함께 자는 하급 승무원도 있었다. 대일본제국 해군의 이(伊)형 잠수함에서는 1인 1침대는 확보되었지만, 항해 기간이 U보트보다 길었다.

구 소련·러시아 해군의 핵잠수함은 자동화·노력 절감으로 승무원 수를 줄이고 큰 승무원 공간을 확보한 사례도 있지만, 원자로 사고 등에 대응하지 못하는 문제도 발생했다.

해상자위대 "진류"에서는 샤워는 3일에 1회, 세탁은 할 수 없다. 3단 침대이며, 수습 훈련 대원 승함 시에는 어뢰를 일부 상륙시켜 비어 있는 수납 선반을 임시 침대로 사용한다.[141]

함정 내 공간이 제한적이고 남녀 분리 시설을 확보할 수 없어 오랫동안 잠수함 승조원은 남성으로만 제한되었다. 2010년 이후 여러 국가 해군에서 여성 승조원을 허용하는 움직임이 나타나고 있다. 하지만 여성 승조원이 피해를 입거나 관련된 스캔들도 발생했는데, 2014년에는 미국 해군의 와이오밍(USS Wyoming)에서 몰래 촬영 사건이 발생했으며,[142] 2017년에는 영국 해군의 비질런트(HMS Vigilant) 함장과 부함장이 항해 중 함정 내에서 여성 장교와 부적절한 행위를 저질러 해임되었다.[143]

아르헨티나 해군에서는 2017년까지 여성 장교가 잠수함 산후안(ARA San Juan)에 승선했지만, 2017년 11월 잠수함과 함께 행방불명되었다.[144] 2018년 11월 남대서양 영국령 포클랜드 제도 해역에서 침몰한 것이 확인되었다.

일본의 해상자위대에서는 2018년에 여성 자위관의 잠수함 배치 제한이 폐지되었으며, 여성 간부(장교), 여성 부사관(하사관 병)이 잠수함에 배치되는 사례가 증가하고 있다.

11. 한국의 잠수함 운용 현황

대한민국한국어 해군은 잠수함을 운용하고 있다. 대한민국 해군의 잠수함 운용 현황에 대한 자세한 내용은 다음 문서들을 참고할 수 있다.

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