소류급 잠수함
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1. 개요
소류급 잠수함은 일본 해상자위대의 잠수함 함급으로, 2004년부터 스털링 AIP 시스템을 탑재하여 건조되었다. 1950년대부터 AIP 시스템 개발을 시작하여, 스털링 엔진을 탑재한 잠수함과 리튬 이온 배터리를 탑재한 잠수함이 존재한다. 선체는 05SS급을 기반으로 엽궐련형 선형을 채택하고, X자형 후타장치를 사용하며, ZQQ-7 소나 시스템, 89식 어뢰 등을 탑재한다. 총 12척이 건조되었으며, 각 함명은 용과 관련된 이름을 사용한다. 호주에 수출을 제안했으나, 프랑스 잠수함으로 결정되었고, 인도 등 다른 국가에서도 관심을 보였다.
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| 소류급 잠수함 - [배(Ship)]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| |
| 함급 명칭 | 소류급 잠수함 |
| 함명 명명 기준 | 상서로운 동물 (길조의 징조를 나타내는 동물), '용'의 이름을 사용 (○○류) |
| 함급 정보 | |
| 건조 | 미쓰비시 중공업 가와사키 중공업 |
| 이전 함급 | 오야시오급 잠수함 |
| 이후 함급 | 다이게이급 잠수함 |
| 건조 기간 | 2005년 – 2019년 |
| 취역 기간 | 2009년 – 현재 |
| 계획 함 수 | 12척 |
| 건조 완료 함 수 | 12척 |
| 취역 함 수 | 12척 |
| 특징 | |
| 함 종류 | 공격 잠수함 |
| 배수량 | 수상: 수중: |
| 추진 방식 | 1축 2× 가와사키 12V 25/25 SB형 디젤 엔진 디젤-전기 4× 가와사키 코크ums V4-275R 스터링 엔진 - 쇼류까지 수상 수중 |
| 속력 | 수상: 수중: |
| 항속 거리 | AIP 내구력 (추정): at |
| 승조원 | 65명 (장교 9명, 사병 56명) |
| 센서 | ZPS-6F 수상/저고도 공중 탐색 레이더 휴즈/오키 ZQQ-7 소나 세트: 1× 선수 배열, 4× LF 측면 배열 및 1× 예인 배열 소나 |
| 전자전 | ZLR-3-6 ESM 장비 음향 기만 장치 (ADC) 발사를 위한 2× 3인치 수중 대항 장치 발사관 튜브 |
| 무장 | 6 × HU-606 어뢰 발사관 (30발 재장전) 89식 어뢰 하푼 (미사일) 기뢰 |
| 비고 | 오야시오급 잠수함 5번함 이후 50톤 증가 8번함 이후 잠수함 어뢰 방어 시스템 10번함까지 디젤-스터링 전기 방식, 납축전지 11번함 이후 디젤-전기 방식, 리튬 이온 전지 |
| 전투 시스템 | |
| C4I | ZYQ-31 지휘 통제 지원 터미널 정보 처리 장치 (TDBS) ZQX-11 잠수함 전술 상황 표시 장치 ZYQ-51 잠수함 발사 통제 장치 |
| 레이더 및 소나 | |
| 레이더 | ZPS-6F 대수상 수색용 × 1기 |
| 소나 | ZQQ-7 통합식 |
| 기타 | |
| 가격 | 585억 엔 |
2. 내력
1950년대 중반부터 해상자위대와 일본 방위성 산하 기술연구본부는 공기 불요 추진(AIP) 시스템 개발에 착수했다. 1954년부터 1956년까지 신미쓰비시 중공업과 함께 경량 소형 고압 연소 보일러·터빈(KRT)을 개발했다. 이것은 액체산소와 연료를 소형 보일러에서 고압 연소시켜 증기 터빈을 구동하는 방식이었다. 같은 시기 가와사키 중공업도 액체산소를 이용한 폐쇄 사이클 디젤 연구를 진행했지만, 전자는 산소 처리와 기동 시간 문제, 후자는 더 많은 경비와 기간이 필요하여 실패했다.[55]
해상자위대는 1993년도 계획 오야시오급(05SS)부터 부분 단각 구조 및 엽궐련(葉巻)형 선형을 도입했다. 이는 디젤 잠수함이 활동하는 저속 영역에서 유체역학적 성능을 확보하고, 측면배열소나를 설치하기 위한 설계로 소류급에서도 유지되었다. 소류급은 05SS와 기본 설계는 같지만, 11m 길이의 AIP 구획을 추가하면서도 의장(艤装)의 고밀도화로 길이는 2m 정도만 길어졌다. 함수와 함미의 곡선을 변경하고, 세일을 약간 앞으로 이동시켜 필레트를 추가하는 등 2세대 엽궐련형 선형으로 개량되었다. AIP 구획 삽입으로 선체는 6구역으로 나뉘고, 세일 승강은 제1 방수 구획에서 이루어지도록 변경되었다. 전방 탈출구와 어뢰 탑재구는 개인 탈출 슈트(Mk.10)를 고려하여 분리되었다.[59]
이후 기술연구본부는 1962년부터 연료전지 연구를 시작했다. 처음에는 나트륨 아말감 연료전지가 검토되었으나, 수은 질량이 너무 커 1967년부터 산소-수소형으로 변경되었다. 1974년까지 시범 제작 및 시험을 통해 다공성 니켈·카본 이중층 전극, 8셀로 구성, 출력 9킬로와트, 전압 6V, 용량 1,500암페어짜리 연료전지를 개발했다.[55] 1976년 쇼와 51년도 계획 잠수함 (51SS)에 연료전지 탑재가 검토되었지만, 액체산소 취급에 대한 불안으로 실현되지 못했다.[56]
기술연구본부는 스털링 기관이 잠수함용 AIP 시스템으로 실현 가능성이 높다고 판단, 1986년부터 기초 연구를 시작했다. 스웨덴 코쿰스사는 1983년 프로토타입 시험을 시작, 1988년 전(前)양산형 4V-275R Mk.I 모델을 네켄급 잠수함(A-14형) D십에 탑재해 해상 시험을 실시, 1992년 양산형 Mk.II 모델을 탑재한 고틀란드급(A-19형)이 기공되었다.[57]
기술연구본부는 1991년부터 1997년까지 Mk.II 모델을 수입, 자체 시험한 액체산소탱크 등과 조합해 "계류 구역"이라 불리는 부분 선각 모형에 설치, 지상 시험 운행을 했다. 1999년부터 스털링 기관 발전 시스템 2쌍(각각 4V-275R Mk.II× 2기)과 액체산소탱크 2기를 갖춘 증설 구획을 시험 제작, 2000년부터 2001년까지 하루시오급 잠수함인 아사시오에 탑재하는 특별 개장을 실시했다.[58] 2001년 성능 확인 시험이 끝나고 2002년부터 본격적인 실증 시험이 실시되었다. 이를 바탕으로 2004년 계획함부터 스털링 AIP 시스템 탑재가 시작되어 소류급이 건조되었다.[55]
제2차 세계 대전 이후 일본 잠수함은 해류 이름을 따서 명명되었다. 해상자위대는 소류급부터 명명 규칙을 변경, 잠수함 이름을 신화 속 생물로 명명했다. '소류'(そうりゅう)는 일본어로 청룡을 의미하며, 미드웨이 해전에서 침몰한 일본 제국 해군 항공모함 소류와 이름을 공유한다.
3. 설계
RCS에 해당하는 타겟 스트렝스(TS) 저감을 위해 수중 흡음재와 반사재를 장비하고 세일을 경사 구조화한 점은 05SS와 같지만, 소류급에서는 입사음을 다른 방향으로 반사시키는 재료가 개발되어 선체 전체가 수중 흡음재 또는 반사재로 덮였다.[60] 필레트 설치는 수중 저항과 난류 발생을 줄여 수중 방사 소음 저감에 기여하는 것으로 추정된다.[59]
외관상 가장 큰 변화는 X자형 후타(X키) 채용이다. 기존에는 선회용 수직 키(종타)와 자세 제어용 수평 키(횡타)로 구성된 십자형 키를 사용했으나, X키는 이들을 45도 기울여 장착하여 네 키 모두 선회와 자세 제어를 담당한다. 이 방식은 기동성이 우수하고, 타면 1장이 손상되어도 나머지 3장으로 분담 가능하여 리스크 관리 면에서 유리하며, 착저·침좌 시 타면 손상도 적다. 미국 해군은 실험 잠수함 알바코어에서 시험했지만 채용하지 않았고, 유럽에서는 스웨덴 해군이 1960년대 말 Sjöormen급(A-11B형)부터 채용하는 등 채용 사례가 많다.[61] 소류급에서의 X키 채용은 기동성 향상을 통해 함 대형화를 보조하는 성격이 있다.[60]
3. 1. 선체
1993년도 계획 오야시오급(05SS)부터 부분 단각 구조·엽궐련(葉巻)형 선형을 도입했다. 이는 디젤 잠수함이 활동하는 저속 영역에서 유체역학적 성능을 확보하고, 측면배열소나를 설치할 수 있도록 고려한 설계이며 소류급에서도 유지되었다. AIP 구획 삽입에도 불구하고, 의장(艤装) 고밀도화로 인해 길이는 2m 정도만 길어졌다. 2세대 엽궐련형 선형으로, 함수, 함미 곡선 변경, 세일 전방 이동, 필레트 추가 등의 개량이 이루어졌다.
RCS에 해당하는 개념인 타겟 스트렝스(TS) 저감을 위해 수중 흡음재, 반사재 장비 및 세일 경사 구조화를 실시한 점은 05SS와 동일하지만 소류급에서는 입사음을 음원과 다른 방향으로 전반사 시키는 반사재가 개발되어 선체 전부가 수중 흡음재 또는 반사재로 덮이게 되었다.[60] 필레트 설치는 수중저항 저감과 난류에 의한 잡음 발생을 줄여 수중방사소음 저감에 기여하는 것으로 추정된다.[59]
외견상의 가장 큰 변화는 후타 장치로 X키를 채용한 것이다. 이전까지는 선회를 담당하는 수직 키(종타)와 자세 제어를 담당하는 수평 키(횡타)로 구성된 십자형 키를 채용해 왔는데, X키는 이들을 45도씩 기울인 형태로 장착하여 네 키의 방향이 모두 선회와 자세 제어 역할을 모두 담당하는 것이다. 이 방식은 기동성이 뛰어나고 타면이 1장 손상되어도 다른 3장으로 분담시킬 수 있으므로 리스크 관리 면에서도 뛰어나고 착저·침좌시에도 타면이 잘 손상되지 않는 장점이 있다.[61] 과거 미국 해군이 실험 잠수함 "알바코어"에서 시험을 거쳐 미국에서의 채용은 보류되었지만, 유럽을 중심으로 채용사례가 많은데 예를 들어 스웨덴 해군에서는 1960년대 말 Sjöormen급(A-11B형)부터 채용하고 있다. 소류급에서의 채용은 기동성 향상에 의해 함형의 대형화를 보조하는 성격이 있다.[60]
3. 2. 기관
소류급은 스털링 발전기를 이용한 AIP(공기 불요 추진) 시스템을 갖추고 있다. 가와사키 중공업에서 라이센스 생산한 4V-275R Mk.III 스털링 발전기 4기를 사용한다.[55][58] 스털링 AIP 시스템은 저속(4~5노트) 운항에 사용되며, 고속에서는 디젤 일렉트릭 방식을 사용한다. 디젤 엔진으로는 가와사키 중공업 12V25/25SB가 탑재되었다.[62]
영구자석 동기전동기를 도입하여 효율성과 보수 용이성을 높였다.[63]
당초 5번 함부터 리튬이온 배터리를 탑재할 예정이었으나, 재정 문제로 11번 함부터 탑재되었다. 리튬이온 배터리는 납축전지에 비해 여러 장점을 가지며, 해상자위대는 AIP 시스템을 폐지하고 리튬이온 배터리를 탑재하여 저속 장시간 잠항과 고속 연속 항행을 모두 가능하게 만들었다.
2006년부터 2010년까지 차세대 잠수함 AIP 시스템으로 연료전지 시스템을 연구했지만, 수소저장합금 기술 발전 지연과 높은 조달 비용 문제로 개발이 중단되었다.[67]
3. 2. 1. 스털링 엔진 탑재형
해상자위대와 일본 방위성 산하 기술연구본부는 1950년대 중반부터 공기 불요 추진(AIP) 시스템 개발에 착수했다. 여러 시도와 실패 끝에, 스웨덴 코쿰스사의 스털링 엔진 기술을 도입하기로 결정했다. 1991년부터 1997년까지 기술 연구를 통해 스웨덴의 4V-275R Mk.II 모델을 수입, 자체 제작한 액체산소탱크와 결합하여 지상 시험 운행을 실시했다. 2000년부터 2001년까지 아사시오에 스털링 기관 발전 시스템을 탑재하는 개장을 실시, 실증 시험을 거쳐 2004년도 계획함부터 스털링 AIP 시스템 탑재를 시작했다.[55]
소류급은 4V-275R Mk.III 스털링 발전기 4기를 탑재하여 AIP 시스템을 구성했다. 이 발전기는 가와사키 중공업에서 라이센스 생산하며, 제4 방수 구획 상층에 양 현 2기씩, 하층에는 액체산소탱크가 양 현 1기씩 배치되었다.[55][58]
스털링 AIP 시스템은 저속(4~5노트)에서 운용되며, 고속 운항 시에는 디젤 일렉트릭 방식을 사용한다. 디젤 엔진으로는 가와사키 중공업 12V25/25SB가 탑재되었다.[62]
영구자석 동기전동기를 도입하여 효율성과 보수 용이성을 높였다.[63]
3. 2. 2. 리튬 이온 배터리 탑재형
11번함(오류)부터 리튬 이온 배터리를 탑재하여 수중 작전 능력을 향상시켰다.[8] 리튬 이온 배터리는 기존 납축전지에 비해 에너지 밀도가 높고, 수명이 길며, 충전 시간이 짧은 등의 장점을 가진다.[19] 특히 충전 시간에 있어서 납축전지는 발전기 출력에 여유가 있어도 그 이하의 전류량으로만 충전이 가능하고, 완전 충전에 가까워질수록 조금씩 밖에 충전할 수 없어 작전 해역에서 완전히 충전하는 것이 거의 불가능했지만, 리튬 이온 배터리는 이러한 제약이 없어 잠수함에 매우 적합했다.小林正典|고바야시 마사노리일본어, 2014
해상자위대는 AIP 시스템을 폐지하고 리튬 이온 배터리를 탑재하는 방식을 채택했는데, AIP보다 리튬 이온 배터리가 출력이 커서 AIP처럼 저속으로 장시간 잠항할 수 있을 뿐만 아니라 재래식 잠수함·AIP 잠수함에서는 불가능했던 고속 연속 항행도 가능하게 되었다.小林正典|고바야시 마사노리일본어, 2014 GS 유아사가 리튬 이온 배터리를 공급했다.[21]
리튬 이온 배터리 탑재로 인해 10번함 "쇼류"의 건조비(약 517억 엔)에 비해 11번함 "오류"의 건조비는 약 643억 엔으로 상승했지만, 이는 대부분 리튬 이온 배터리의 비용으로 보인다.矢野 一樹|야노 가즈키일본어, 2020 해상자위대는 리튬 이온 배터리 탑재를 통해 "수중 지속력이나 속력 성능 등이 대폭 향상"되었다고 발표했다.[24]
4. 장비
소류급 잠수함은 네트워크화를 통해 주요 센서 및 무기를 LAN으로 연결하고, 정보 관리를 공통화했다. ZQX-11 잠수함 전술 상황 표시 장치(TDS)를 도입하여 정보 표시 및 공유 능력을 향상시켰다. ZYQ-31 지휘 통제 지원 터미널(C2T)을 탑재하여 함외 네트워크와의 연결을 강화했다.[25]
소나 시스템은 ZQQ-7(2번함 이후에서는 ZQQ-7B)으로 개량되었다. 함수 어레이, 측면 어레이, 예인 어레이 및 어뢰 경보 장치(역탐 소나)로 구성되어 있으며, 함수 어레이는 카디오이드 지향성을 형성하는 바구니형 구조로 되어 있다. 잠망경은 종래형과 비관통식 잠망경 1형(영국 탈레스 UK사제 비관통식 잠망경 CMO10을 미쓰비시 전기에서 라이선스 생산) 각 1개로 변경되었다.
함수 상부에 6문의 HU-606 533mm 어뢰 발사관을 장비하고 있다. 89식 어뢰 및 하푼 대함 미사일을 탑재하고 있다. 또한 8번함(SS-508) 「세키류」부터 새롭게 잠수함 어뢰 방어 시스템(Torpedo Counter Measures :TCM)을 장비했다.[27]
5. 동형함정
총 12척이 건조되었다. 소류, 운류, 하쿠류, 겐류, 즈이류, 코쿠류, 진류, 세키류, 세이류, 쇼류, 오류, 토류까지 총 12척이며, 11번함 오류부터 리튬 이온 배터리를 탑재했다.[8] 주요 기항지는 구레와 요코스카이다.
2016년(헤이세이 28년)도 계획의 12번함 "토류"가 본형의 최종함이 되었다.[30][31] 2014년도 계획으로 건조된 10번함 "쇼류"의 가격은 약 513억엔[32], 리튬 이온 전지를 탑재한 11번함 "오류"의 가격은 643억엔이다.[33] 2021년 3월 24일에 취역한 12번함 "토류"의 가격은 690억엔이 되었다.[30]
| 함번 | 함명 | 건조 | 기공 | 진수 | 준공 | 소속 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SS-501 | 소류 | 미쓰비시 중공업 고베 조선소 | 2005년 (헤이세이 17년) 3월 31일 | 2007년 (헤이세이 19년) 12월 5일 | 2009년 (헤이세이 21년) 3월 30일 | 제1잠수대군 제5잠수대 (구레) |
| SS-502 | 운류 | 가와사키 조선 고베 공장 | 2006년 (헤이세이 18년) 3월 31일 | 2008년 (헤이세이 20년) 10월 15일 | 2010년 (헤이세이 22년) 3월 25일 | |
| SS-503 | 하쿠류 | 미쓰비시 중공업 고베 조선소 | 2007년 (헤이세이 19년) 2월 6일 | 2009년 (헤이세이 21년) 10월 16일 | 2011년 (헤이세이 23년) 3월 14일 | |
| SS-504 | 겐류 | 가와사키 조선 고베 공장 | 2008년 (헤이세이 20년) 3월 31일 | 2010년 (헤이세이 22년) 11월 15일 | 2012년 (헤이세이 24년) 3월 16일 | 제1잠수대군 제3잠수대 (구레) |
| SS-505 | 즈이류 | 미쓰비시 중공업 고베 조선소 | 2009년 (헤이세이 21년) 3월 16일 | 2011년 (헤이세이 23년) 10월 20일 | 2013년 (헤이세이 25년) 3월 6일 | 제2잠수대군 제6잠수대 (요코스카) |
| SS-506 | 코쿠류 | 6. 수출
오스트레일리아는 콜린스급 잠수함을 대체하기 위해 일본에 소류급 잠수함을 제안받았다. 2014년 4월 9일, 당시 오스트레일리아 국방장관 데이비드 존스턴은 소류급을 "매우 인상적"이라고 평가했다.[10] 그러나 2016년 4월 26일, 오스트레일리아 총리 말콤 턴불은 프랑스 설계의 쇼트핀 바라쿠다를 선택했다고 발표했다.[11] 이 거래는 결국 철회되었다. 참조
[1]
웹사이트
SS-501 Soryu / 16SS / SS 2,900 ton Class
http://www.globalsec[...]
2012-07-11
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