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줌왈트급 구축함

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목차

1. 개요

줌왈트급 구축함은 미국 해군의 차세대 구축함으로, DD-21 프로그램에서 시작되어 개발되었다. 3척만 건조되었으며, 높은 기술력과 스텔스 성능을 갖춘 것이 특징이다. 14,000톤 이상의 만재 배수량과 텀블홈 선형, 통합 전기 추진 시스템(IPS)을 사용하며, 자동화 시스템을 통해 승무원 수를 줄였다. 주포는 155mm AGS 2문이었으나, LRLAP 미사일 조달 취소로 인해 극초음속 미사일 튜브로 교체될 예정이다. Mk.57 PVLS를 통해 미사일 80셀을 탑재하며, SH-60 헬리콥터 2대와 MQ-8 무인 항공기를 운용할 수 있다. 높은 비용과 능력에 대한 논란이 있으며, 대공 방어 능력과 탄도 미사일 요격 능력 부족이 문제점으로 지적된다.

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줌왈트급 구축함 - [배(Ship)]에 관한 문서
개요
2016년 운항 중인 USS 줌왈트
2016년 운항 중인 USS 줌왈트
함급 정보
함명줌왈트급
건조바스 철공소, 잉걸스 조선소
운용 국가미국 해군
이전 함급알레이버크급 구축함 플라이트 IIA
이후 함급알레이버크급 구축함 플라이트 III
DDG(X)
건조 기간2011년 - 건조 중
취역 기간2016년 10월 15일 - 현재
계획 수량32척
건조 수량3척
취소 수량29척
활동 함선 수2척
퇴역 함선 수없음
보존 함선 수없음
비용225억 미국 달러 (2015 회계 연도 기준 프로그램 비용)
42억 4천만 미국 달러 (연구 개발 제외, 2016년 기준)
특징
함종유도 미사일 구축함
배수량경하: 정보 없음
기준: 정보 없음
만재: 15,656 톤 (long ton)
길이186 m
폭24.6 m
흘수8.4 m
갑판정보 없음
동력2 × 롤스로이스 MT30 가스 터빈 (각 35.4 MW) 구동 커티스-라이트 전기 발전기
2 × 롤스로이스 RR4500 터빈 발전기 (각 3.8 MW)
2 × 전기 모터 구동 프로펠러
총: 78 MW
속도55.6 km/h (30 노트)
항속 거리정보 없음
탑승 인원147명 + 항공 파견대 28명 (최종적으로 100명 이하로 감축 예정)
센서AN/SPY-3 다기능 레이다 (MFR) (X 밴드 능동 전자 주사 배열)
전자전 장비정보 없음
무장20 × Mk 57 VLS 모듈, 모듈당 4셀, 총 80셀
각 셀은 다음을 포함할 수 있음:
4 × RIM-162 이볼브드 씨스패로우 미사일
1 × 토마호크
1 x SM-6
1 × RUM-139 수직 발사 대잠 로켓
2 × 155mm/62 구경 고급 함포 시스템 (작동 불가, 명목상의 탄약만 존재)
2 × 30mm Mk 46 Mod 2 건 웨폰 시스템
장갑정보 없음
항공기1 × MH-60R 헬리콥터
3 × MQ-8 파이어 스카우트 VT-UAV
항공 시설최대 2대의 중형 헬리콥터를 수용할 수 있는 비행 갑판과 폐쇄형 격납고
기타 정보
명명 기준해군 공로자, 1번함은 엘모 줌왈트 주니어제독의 이름을 따옴

2. 역사

1980년대 말, 조지프 메트카프 3세 중장이 제창한 타격 순양함 구상에서 줌왈트급 구축함의 계획이 시작되었다. 이 구상은 항공모함과 함재기가 수행하던 육지 공격을 먼 바다의 "타격 순양함"에서 발사하는 대지 미사일 공격으로 대체하는 것을 목표로 했다. 이를 위해 철저한 스텔스 설계와 다수의 목표를 공격하기 위한 대량의 VLS 탑재가 특징이었다.

1990년대 중반, 이 구상은 당시 해군 작전참모총장 제레미 보더 대장에 의해 채택되어 아스널 쉽으로 구체화되었다. 타격 순양함 구상에서는 독립 작전 능력이 확보되었던 반면, 아스널 쉽 구상에서는 승무원과 센서가 최소한으로 유지되었으며, 탐색·측적·유도 등은 전술 데이터 링크나 공동 교전 능력 등을 통해 외부에서 제공되는 정보에 의존했다.

1995년부터 미국 해군의 미래 수상 전투함을 개발하는 대형 프로젝트로 SC-21(21세기 수상 전투함, Surface Combatant for 21st Century)의 콘셉트 개발이 시작되었고, 아스널 쉽 구상도 그 일환인 해상 사격 지원 실증함(MFSD)으로 포함되었다. 항공모함 보유 수 감축론으로 이어질 수 있다는 우려 등으로, MFSD 계획 자체는 1997년 11월에 중단되었지만, 그 성과는 SC-21 계획 본체에 합류되어 활용되었다.

SC-21은 당시 현역이었던 올리버 해저드 페리급 미사일 프리깃, 스프루언스급 구축함, 타이콘데로가급 미사일 순양함의 후계가 될 수상 전투함을 구상했으며, 동일한 설계를 바탕으로 프리깃과 구축함의 후계인 DD-21과 순양함의 후계인 CG-21이 개발될 예정이었다. 그 임무 요구에서 다음과 같은 중시 사항이 제시되었다.


  • 순항 미사일 및 단거리 탄도 미사일에 의한 대지 정밀 화력 투사, 그리고 수륙 양용 작전 부대 등에 대한 지속적인 화력 지원 제공을 통한 '''전력 투사'''
  • 다른 해군 부대 및 합동 작전 부대 지원, 해상 수송로 유지, 중요 항만·공항 방호를 위해 육상·해상·수중·공중의 각종 위협 목표 격파 또는 무력화에 의한 '''전투 공간 지배'''
  • Sensor-to-Shooter 콘셉트에 기반한 '''지휘·통제 및 감시'''
  • 설계에 있어서는 수명 주기 비용 및 성능을 최적화하는 시스템 함 개발, 최대한의 모듈러 설계 및 상용 기성품화, 생존성 및 손상 상태에서의 전투 지속을 준수


타이콘데로가급보다 페리급·스프루언스급이 먼저 퇴역할 계획이었기 때문에, 우선 DD-21을 개발하고, 이를 확대하여 CG-21을 개발하는 계획으로 결정되었다. 1998년에는 노스롭 그러먼사를 중심으로 한 골드팀과 제너럴 다이내믹스(바스 철공소)를 중심으로 한 블루팀, 2개의 컨소시엄이 발족했다. 계획은 초기 시스템 설계(페이즈 II)까지는 양 팀의 경쟁, 2001년도 중반부터 페이즈 III에서 단일 팀 선정, 2005년도부터 매년 3척씩 건조하여 총 32척을 확보할 예정이었다.

그러나 2001년, SC-21 계획은 갑작스럽게 중단되고 재계획이 진행되었다. 이는 다양해지는 임무에 단일 설계로 대처하는 데 한계와 미래 분쟁의 예측 불가능성 및 연안 지역 전투의 Cheap Kill 위험성에 대한 대응이 불충분했기 때문이었다.

의회는 비용 상승을 우려하여 2001년 10월, DD-21 계획의 예산을 4분의 1로 삭감했고, 계획 재검토는 시급한 과제가 되었다.

2001년 11월, 재검토된 신 계획 하에, CG-21은 CG(X), DD-21은 DD(X)로 개칭되었으며, 프리깃의 후계로 연안전투함 (LCS)이 추가되었다. DD(X)는 DD-21의 계획을 계승하지만, 배수량의 목표는 12,000톤으로 정해졌다. 2002년 4월, 페이즈 III의 계약자로 골드 팀이 선정되었지만, 블루 팀의 이의 제기로 계획은 정체되었다. 최종적으로 골드 팀에 제너럴 다이내믹스, 록히드 마틴 등 블루 팀의 기업도 합류하여 DD(X) 내셔널 팀으로 개칭했다. 노스롭 그러먼사가 전체 리더, 레이시온사가 시스템 통합업체가 되었다. 비용 상승에 따라 건조 예정 수는 DD-21 시대의 32척에서 DD(X)에서는 24척, 더 나아가 8척으로 삭감되었다.

2005년 11월, 해군 차관은 페이즈 IV에서의 2척의 선행 건조를 승인했지만, 이들은 CG(X)를 위한 기술 실증함에 머무르고, 이후의 건조는 진행하지 않으며, 구축함 갱신은 기존의 알레이 버크급 구축함 추가 건조로 보충하는 계획으로 했다. 2009년 4월, 1척이 추가된 3척으로 건조 종료가 결정되었다. CG(X)도 계획이 중지되어 알레이 버크급 플라이트 III로 대체되었다.

2. 1. 개발 배경 및 자금 지원

줌왈트급 구축함의 많은 특징은 원래 미래 해군을 위한 수직포(VGAS)를 중심으로 설계된 DD-21 프로그램("21세기 구축함")에서 개발되었다.[20] 2001년 의회는 SC21 프로그램의 일환으로 DD-21 프로그램을 절반으로 삭감했고, 이후 획득 프로그램은 DD(X)로 이름이 변경되어 대대적으로 수정되었다.

원래 미 해군은 32척의 구축함을 건조할 계획이었다. 그러나 신기술 및 실험 기술의 높은 비용으로 인해 건조 계획은 24척, 7척으로 줄었다.[20] 2005년 11월 23일, 국방 획득 위원회는 노스롭 그러먼의 잉걸스 조선소와 제너럴 다이내믹스의 배스 아이언 웍스에서 처음 2척의 선박을 동시에 건조하는 계획을 승인했지만, 당시 자금은 의회에서 승인되지 않았다.

2005년 말, 미 하원과 상원은 프로그램 자금 지원에 합의했다. 미국 하원은 해군에 "기술 시연자"로서 구축함 1척의 건설을 시작할 수 있을 만큼의 자금만 할당했고, 초기 자금 할당은 2007년 국방 수권법에 포함되었다.[21] 그러나 2006년 9월 승인된 2007년 예산 법안에서 2척으로 증가했으며, DDG 1000 프로그램에 25.68억달러를 할당했다.[21]

2008년 7월 31일, 미국 해군 획득 담당자는 의회에 해군이 더 많은 알레이 버크급 구축함을 구매해야 하며 차세대 DDG 1000급은 더 이상 필요하지 않다고 말했다.[23][24] 해군은 세계 위협 상황이 변경되어 DDG 1000급 대신 최소 8척의 알레이버크급 구축함을 건조하는 것이 더 합리적이라고 말했다.[24] 또한, 해군은 15건의 기밀 정보 보고서를 통해 DDG 1000급이 미사일 공격에 취약할 것이라고 결론 내렸다.[25]

이에 대해 많은 의회 소위원회 위원들은 해군이 DD-21, DD(X), DDG 1000으로 알려진 수상함 프로그램 개발에 약 13년과 100억달러를 소비한 후 불과 몇 주 만에 세계 위협 상황에 대한 광범위한 재평가를 완료한 것에 대해 의문을 제기했다.[24] 이후 해군 작전 참모총장 게리 루프헤드는 지역 방공의 필요성과 헤즈볼라와 같은 단체의 대함 미사일 보유와 같은 특정 새로운 위협을 언급했다.[26]

2008년 8월 19일, 해군 장관 도널드 윈터는 조선소 유지에 대한 우려를 언급하며 배스 아이언 웍스에서 세 번째 '줌왈트'가 건조될 것이라고 말했다.[27] 2008년 9월 23일, 하원 국방 예산 소위원회 위원장 존 머사는 2009년 국방 수권 법안에서 세 번째 DDG 1000에 대한 부분적인 자금 지원에 동의했다고 말했다.[28]

2009년 1월 26일, 미국 국방부 최고 획득 담당자 존 J. 영 주니어의 메모에 따르면 '줌왈트'급 구축함의 선박당 가격이 59.64억달러에 달하여 해군의 프로그램 제안에 사용된 원래 추정치를 81% 초과했으며, 넌-맥커디 개정안 위반으로 이어져 해군이 의회에 프로그램을 재인증하고 재정당화하거나 생산을 취소해야 한다고 명시했다.[29]

2009년 4월 6일, 국방 장관 로버트 게이츠는 국방부의 2010년 예산안이 최대 3척의 선박으로 DDG 1000 프로그램을 종료할 것이라고 발표했다.[30]

2. 2. 건조

2005년 말, 이 프로그램은 상세 설계 및 통합 단계에 들어갔으며, 레이시온이 미션 시스템 통합업체였다. 노스롭 그러먼 조선 시스템과 제너럴 다이내믹스의 배스 아이언 웍스는 선체, 기계 및 전기 상세 설계를 담당했다. BAE 시스템스는 첨단 함포 시스템과 Mk 57 수직 발사 시스템(VLS)을 담당했다.[22]

2008년 2월 14일, 배스 아이언 웍스는 건조 계약을, 노스롭 그러먼 조선은 건조 계약을 각각 14억달러에 체결했다.[33]

해군 해상 시스템 사령부와 배스 아이언 웍스 관계자들이 2008년 2월 펜타곤에서 건설 계약서에 서명하고 있다.


2009년 2월 11일, 첫 번째 줌왈트급 구축함의 본격 생산이 공식적으로 시작되었다.[34] 2010년 3월, 두 번째 함정인 마이클 몬수어함 건조가 시작되었다.[35] 2011년 11월 17일, 첫 번째 줌왈트급 구축함의 기공이 이루어졌다.[35] 이 함선은 2013년 10월 29일 메인 주 배스에 있는 조선소에서 진수되었다.[36]

2012년 12월, USS 줌왈트의 데크하우스(Deckhouse)가 설치되었다.

2. 3. 동형함

줌왈트급 구축함
함명선체 번호기공진수취역모항상태
줌왈트DDG 10002011년 11월 17일2013년 10월 28일2016년 10월 15일샌디에이고, 캘리포니아주작전 중
마이클 몬수어DDG 10012013년 5월 23일2016년 6월 21일2019년 1월 26일샌디에이고, 캘리포니아주특별 취역[41]
린든 B. 존슨DDG 10022017년 1월 30일2018년 12월 9일2024년 예정파스카굴라, 미시시피해상 시험 운항 중



1번함은 전 해군 작전 참모총장 엘모 줌월트 주니어 제독의 이름을 따서 줌왈트(DDG 1000)로 명명되었다.[37] 2번함은 이라크 전쟁 중 라마디 전투 (2006년)에서 명예 훈장을 받은 해군 특수부대(SEAL) 마이클 A. 몬소어의 이름을 따서 마이클 몬수어(DDG 1001)로 명명되었다.[39] 그는 자신의 SEAL 팀원들의 위험을 줄이기 위해 의도적으로 수류탄 위로 몸을 던졌다. 3번함은 전 해군 장교이자 미국 대통령인 린든 B. 존슨의 이름을 따서 린든 B. 존슨(DDG 1002)으로 명명되었다.[40]

3. 설계

본급의 계획은 1980년대 말 조지프 메트카프 3세 중장이 제창한 타격 순양함 구상에서 기원한다. 이 구상은 항공모함과 함재기가 수행하던 육지 공격을 먼 바다의 "타격 순양함"에서 발사하는 대지 미사일 공격으로 대체하는 것으로, 철저한 스텔스 설계와 대량의 수직발사시스템(VLS) 탑재가 특징이었다. 1990년대 중반, 이 구상은 당시 미국 해군 작전참모총장 제레미 보더 대장에 의해 채택되어 아스널 쉽으로 구체화되었다.

1995년부터 미국 해군의 미래 수상 전투함을 개발하는 대형 프로젝트인 SC-21(21세기 수상 전투함)의 콘셉트 개발이 시작되었고, 아스널 쉽 구상도 그 일환인 해상 사격 지원 실증함(MFSD)으로 포함되었다. MFSD 계획 자체는 1997년 11월에 중단되었지만, 그 성과는 SC-21 계획 본체에 합류되어 활용되었다.

SC-21은 당시 현역이었던 올리버 해저드 페리급 미사일 프리깃, 스프루언스급 구축함, 타이콘데로가급 미사일 순양함의 후계가 될 수상 전투함을 구상했으며, 동일한 설계를 바탕으로 프리깃과 구축함의 후계인 DD-21과 순양함의 후계인 CG-21이 개발될 예정이었다. 그 임무 요구에서 중시된 사항은 다음과 같다.


  • 순항 미사일 및 단거리 탄도 미사일에 의한 대지 정밀 화력 투사, 수륙 양용 작전 부대 등에 대한 지속적인 화력 지원 제공을 통한 '''전력 투사'''
  • 다른 해군 부대 및 합동 작전 부대 지원, 해상 수송로 유지, 중요 항만·공항 방호를 위해 육상·해상·수중·공중의 각종 위협 목표 격파 또는 무력화에 의한 '''전투 공간 지배'''
  • Sensor-to-Shooter 콘셉트에 기반한 '''지휘·통제 및 감시'''
  • 설계에 있어서는 수명 주기 비용 및 성능을 최적화하는 시스템 함 개발, 최대한의 모듈러 설계 및 상용 기성품화, 생존성 및 손상 상태에서의 전투 지속


타이콘데로가급보다 페리급·스프루언스급이 먼저 퇴역할 계획이었기 때문에, 우선 DD-21을 개발하고, 이를 확대하여 CG-21을 개발하는 계획으로 결정되었다. 1998년에는 노스롭 그러먼사를 중심으로 한 골드팀과 제너럴 다이내믹스(바스 철공소)를 중심으로 한 블루팀이 발족했다. 계획에서는 초기 시스템 설계의 페이즈 II까지는 양 팀의 경쟁으로, 2001년도 중반부터의 페이즈 III에서 단일 팀이 선정될 예정이었으며, 2005년도부터 매년 3척씩 건조하여 총 32척을 확보할 예정이었다.

''Sea Jet'' 배가 물 밖으로 나와 독특한 선체 디자인을 보여주고 있다.


줌왈트의 데크 하우스 (2022년 10월 요코스카에서 촬영)


줌왈트급은 레이더 반사 면적(RCS)을 줄이기 위해 텀블홈 선형을 채택했다. 텀블홈 선형은 수선에서 상갑판으로 갈수록 배의 너비가 좁아지는 형태이며, 줌왈트급은 역 선수를 채택하여 파도를 뚫고 지나가도록 설계되었다. 선체 중앙에는 데크 하우스라고 불리는 큰 상부 구조물이 설치되어 있으며, 단순한 평면으로 구성되어 있다.

기존 함정에서는 상갑판에서 흘수선으로 향해 선체 폭이 좁아지고, 건현은 외측으로 경사져 있었던 반면, 본 급에서는 흘수선 부근이 가장 넓고, 건현은 선체 안쪽으로 경사진 텀블홈 선형을 채용했다. 이는 스텔스성 향상의 필요성 때문에 부활하게 되었다. 함수 형상도 기존에는 파도를 넘어가는 형상이었던 반면, 본 급은 파도를 관통하는 형상으로 되어 있으며, 수면 위보다 수면 아래가 더 전방으로 돌출되어 있다. 넓은 함미 트랜섬도 1장의 단순 평면으로 구성되어, 측면과 마찬가지로 안쪽으로 경사져 있다. 이들을 합쳐서, '''파도 관통 텀블홈 선형'''(Wave Piercing Tumble Home hull form)이라고 한다.

줌왈트급과 알레이버크급(플라이트IIA)의 비교
줌왈트급알레이 버크급
Flight IIA
사진----
만재 배수량14,797 t9,648 t
전장183 m155.3 m
전폭24.5 m20.1 m



알레이 버크급 구축함이나 프랑스 해군의 라파예트급 호위함과 같이 스텔스성이 중시되는 함과 비교했을 때, 줌왈트급의 RCS는 현재 운용되고 있는 알레이 버크급에 비해 1/50 정도가 된다고 한다.

탄소 섬유 등의 복합 재료로 만들어진 벽면에는 다수의 개구부가 설치되어, 동일 평면을 이룬 평면 안테나나 전자 광학 기기의 관측 창, 신호등이 매립되어 있으며, 통합 복합 재료 데크 하우스·개구부(Integrated composite deckhouse & apertures, '''IDHA''')라고 불린다.

선체는 안쪽과 바깥쪽의 이중 측벽을 갖추고 있으며, 이중 선저와 함께, 후부의 일부를 제외한 선체는 이중 선각을 형성하고 있다.

줌왈트급 함선은 통합 전력 시스템(IPS)을 사용하며, 이는 터보 전기 구동 시스템의 현대적인 버전이다. IPS는 이중 시스템으로, 각 절반은 전기 발전기에 직접 연결된 가스 터빈 주동력 장치로 구성되어 있으며, 프로펠러 샤프트를 구동하는 전기 모터에 전력을 공급한다.

전력은 두 개의 롤스로이스 MT30 가스 터빈 (각 35.4MW)이 커티스-라이트 전기 발전기를 구동하여 공급된다.[5][80]

미국 해군의 수상 전투함으로는 처음으로 통합 전기 추진(IPS) 방식을 채용하고 있다. 전원은 모두 가스터빈 발전기로, 주 발전기로는 출력 35MW의 롤스로이스 마린 트렌트 MT30이 2기, 보조 발전기로는 출력 3.8MW의 RR450이 2기 탑재되어 있다. 현재는 필요한 전력량은 주 발전기 1기만으로 충족 가능하며, 장래에는 대전력이 필요한 레일건의 탑재에도 대응 가능하다고 한다.

추진 기구로서는, 출력 34.6MW의 AIM 전동기 (Advanced induction motor, 선진 유도 전동기) 2기에 의해 추진기 2축을 구동한다.

자동화는 줌왈트급 구축함의 승무원 수를 줄여준다. 최소 승무원은 130명으로, 유사한 군함의 절반 이하이다. 탄약, 식량 및 기타 물품은 모두 자동 화물 처리 시스템에 의해 탄약고/저장 구역으로 운반될 수 있는 컨테이너에 장착된다.

물 분사 또는 미스트 시스템이 배치될 예정이지만, 설계자들에게 전자 공간은 여전히 문제로 남아 있다. 할론/질소 방출 시스템이 선호되지만, 선체 파손으로 공간이 손상된 경우에는 작동하지 않는다.

제너럴 일렉트릭 파눅 임베디드 시스템의 PPC7A 및 PPC7D 싱글 보드 컴퓨터를 기반으로 하며[96], LynuxWorks의 LynxOS 실시간 운영 체제가 실행된다.[97] 16개의 조립된 IBM 블레이드 서버를 탑재하고 있다.[99] 이 네트워크는 센서 융합 등 모든 온보드 시스템을 원활하게 통합하고, 작전 및 임무 계획을 용이하게 한다.[100]

전투 지휘소(CIC)를 발전시킨 SMC(Ship's Mission Center)를 설치했다.[124] SMC는 기존 CIC의 기능 외에 주 기관 조종실과 함대 사령부 지휘소(TFCC)의 기능도 포함하며, 2층 높이로 구성되어 있다. 함내 모든 시스템을 네트워크로 연결한 "전함 컴퓨터 환경"은 TSCEI (Total Ship Computing Environment Infrastructure)로 명명되었다.

주 레이더는 X 밴드를 사용하는 다기능 레이더(MFR)인 AN/SPY-3이다. AN/SPY-3는 능동 위상 배열(AESA) 방식의 고정식 안테나 3면으로 전 주위 감시가 가능하다. 당초 계획에서는 AN/SPY-3를 보완하는 광역 탐색 레이더(VSR)로 S 밴드 AESA 레이더인 AN/SPY-4도 탑재될 예정이었으나, 시스템 개발과 비용 상승 문제로 인해 중단되었다.

소나 시스템으로는 AN/SQQ-90 통합 수중 전투 시스템(IUW)이 탑재된다. AN/SQQ-90은 알레이 버크급 플라이트 IIA의 AN/SQQ-89(V)15를 기반으로 한 통합 시스템이다. 함수 바우 돔 상단에는 고주파 장애물 회피 소나인 AN/SQS-61이, 하단에는 중주파 대잠 탐지용 소나인 AN/SQS-60이 설치되어, 미 해군 최초의 듀얼 밴드 소나를 구성한다. 함미에서는 AN/SQR-20 다기능 예인 소나(MFTA)가 전개된다.

3. 1. 선체



줌왈트급은 만재 배수량이 14,000톤 이상으로, 타이콘데로가급 미사일 순양함보다 크다.[22] 1905년 러일 전쟁 이후 이 정도로 사용된 적이 없는 텀블홈 선형을 다시 도입했다. 외형은 USS ''모니터''[53]와 CSS ''버지니아''[54][14]와 비교되기도 한다.

텀블홈 선형은 수선에서 상갑판으로 갈수록 배의 너비가 좁아지는 형태로, 레이더 반사 면적(RCS)을 줄이는 데 효과적이다. 줌왈트급은 역 선수를 채택하여 파도를 타는 대신 뚫고 지나가도록 설계되었다.[57]

선체 중앙에는 데크 하우스라고 불리는 큰 상부 구조물이 설치되어 있으며, 단순한 평면으로 구성되어 있다. 이 벽면은 모두 안쪽으로 경사져 있으며, 상부구조물은 다각형 추형으로 되어있다.

기존 함정에서는 상갑판에서 흘수선으로 향해 선체 폭이 좁아지고, 건현은 외측으로 경사져 있었던 반면, 본 급에서는 흘수선 부근이 가장 넓고, 건현은 선체 안쪽으로 경사진 텀블홈 선형을 채용했다. 이는 목조 범선 시대에 선체 상부의 무게를 줄이기 위해 고안된 선형으로, 19세기에도 강철 수상 전투함이 등장할 때 일부 채용된 실적이 있었다. 제2차 세계 대전 이후 자취를 감췄지만, 스텔스성 향상의 필요성 때문에 부활하게 되었다. 또한, 함수 형상도, 기존에는 파도를 넘어가는 형상이었던 반면, 본 급은 파도를 관통하는 형상으로 되어 있으며, 수면 위보다 수면 아래가 더 전방으로 돌출되어 있다. 넓은 함미 트랜섬도 1장의 단순 평면으로 구성되어, 측면과 마찬가지로 안쪽으로 경사져 있다. 이들을 합쳐서, '''파도 관통 텀블홈 선형'''(Wave Piercing Tumble Home hull form)이라고 한다.

알레이 버크급 구축함이나 프랑스 해군의 라파예트급 호위함과 같이 스텔스성이 중시되는 함은, 앞에서 보면 마름모꼴 형상을 하고 있지만, 이 경우 수평 방향에서 오는 레이더파는 상부에 닿으면 하늘을 향해, 하부에 닿으면 바다를 향해 반사되어, 직접 원래 방향으로 돌아가는 일은 없다. 그러나 바다를 향해 반사된 전파는 해면에서 난반사되어, 어느 정도 원래 방향으로 돌아가게 된다. DD(X)에서 채택한 텀블홈 선형은 수평 방향에서 오는 전파는 거의 전부 하늘을 향해 반사되기 때문에, 기존의 스텔스성 설계를 능가한다. 함선이나 항공기에 탑재된 레이더 기기에서 발사되는 전파 파장 영역(2-18GHz, S-Ku Band)에서는, 현재 운용되고 있는 알레이 버크급에 비해, 레이더 반사 면적(RCS)이 1/50 정도가 된다고 한다.

탄소 섬유 등의 복합 재료로 만들어진 벽면에는 다수의 개구부가 설치되어, 동일 평면을 이룬 평면 안테나나 전자 광학 기기의 관측 창, 신호등이 매립되어 있으며, 통합 복합 재료 데크 하우스·개구부(Integrated composite deckhouse & apertures, '''IDHA''')라고 불린다. 다른 함에서는 당연한 사다리나 손잡이류, 연료 보급 스테이션 등의 돌출물은 외부에서 보이는 위치에는 노출되지 않는다. 함교의 창은, 상부 구조물 전면의 다소 낮은 위치에 있으며, 선실의 창은 기본적으로 설치되지 않는다.

또한 선체는 안쪽과 바깥쪽의 이중 측벽을 갖추고 있으며, 이중 선저와 함께, 후부의 일부를 제외한 선체는 이중 선각을 형성하고 있다.

줌왈트급과 알레이버크급(플라이트IIA)의 비교
줌왈트급알레이 버크급
Flight IIA
사진----
만재 배수량14,797 t9,648 t
전장183 m155.3 m
전폭24.5 m20.1 m


3. 2. 스텔스 성능

레이다 반사 면적(RCS)은 100m² 크기로, 어선과 같은 수준이다. 이는 보통 구축함들이 5,000m² 크기인 것에 비하면 굉장히 혁신적인 수준이다. 40% 더 큰 알레이 버크급 구축함보다 RCS가 어선과 더 유사하다. 텀블홈 선체와 복합 재질의 상부 구조물은 레이더 반사를 줄여준다. 전반적으로 구축함의 각진 구조는 "일반 구축함보다 레이더에 탐지되기 50배 더 어렵게" 만든다.

음향 서명은 로스앤젤레스급 잠수함과 비슷하다. 측면을 따라 흐르는 물과 맥의 수동 냉각 공기 유입은 적외선 신호를 감소시킨다.

복합 재질의 상부 구조물은 많은 센서와 전자 장치를 포함한다.[46]

미 해군은 2013년 1월에 마지막 ''줌왈트''급 구축함인 DDG 1002에 대한 옵션으로 저렴한 강철 상부 구조물에 대한 입찰을 요청했다.[48][49][50] 2013년 8월 2일, 미 해군은 제너럴 다이내믹스 배스 아이언 워크스(General Dynamics Bath Iron Works)에 구축함 ''린든 B. 존슨'' (DDG 1002)의 강철 상부 구조물을 건설하는 2.12억달러의 계약을 체결했다고 발표했다.[50] 미 해군 연구소는 "선박의 원래 설계는 훨씬 작은 RCS를 가졌을 것이지만, 지난 몇 년 동안 비용 고려 사항으로 인해 해군은 비용 절감을 위해 RCS를 증가시키는 방향으로 변경을 했다"고 밝혔다.[51]

다른 선박이 혼잡한 해상 항로를 통과하거나 악천후에서 운항하는 등 전투 상황이 아닌 상황에서 탐지 능력을 향상시키기 위해 해군은 설계의 레이더 가시성을 향상시키기 위해 선상 반사기를 추가하는 테스트를 진행하고 있다.[52]

스텔스 기능의 유용성에 대한 의문이 제기되었다. 이 함급의 역할은 해군 해상 화력 지원을 제공하는 것이었는데, 이는 일반적으로 이러한 크고 독특한 선박을 육안으로 추적할 수 있는 혼잡한 연안 수역에서 함선이 위치해야 하며, 함포나 미사일 발사를 시작하면 모든 수상함이 스텔스 기능을 잃게 된다는 점을 고려해야 한다.[104]

3. 3. 추진 및 전력 시스템

Zumwalt영어급 함선은 통합 전력 시스템 (IPS)을 사용하며, 이는 터보 전기 구동 시스템의 현대적인 버전이다. IPS는 이중 시스템으로, 각 절반은 전기 발전기에 직접 연결된 가스 터빈 주동력 장치로 구성되어 있으며, 프로펠러 샤프트를 구동하는 전기 모터에 전력을 공급한다. 이 시스템은 터보 발전기가 구동 모터뿐만 아니라 모든 선박 시스템에 전력을 공급하기 때문에 "통합"된다.[91] 이 시스템은 선박의 열 및 소음 신호를 줄인다.

전력은 두 개의 롤스로이스 MT30 가스 터빈 (각 35.4MW)이 커티스-라이트 전기 발전기를 구동하여 공급된다.[5][80]

''Zumwalt''는 DRS Technologies의 영구 자석 동기 모터(PMM) 대신 Converteam의 첨단 유도 모터(AIM)를 사용한다. AIM 기술은 더 무거운 모터를 가지고 있고, 더 많은 공간이 필요하며, 소음 요구 사항을 충족하기 위해 "별도의 컨트롤러"를 개발해야 하며, 전압의 3분의 1을 생산한다는 단점이 있다.[93]

본급은 미국 해군의 수상 전투함으로는 처음으로 통합 전기 추진 (IPS) 방식을 채용하고 있다. 이것은 전기 추진에 사용하는 전력과, 함선 내의 다른 용도 (무기, 전자 기기, 기타 선내 서비스용)의 전원을 공용화하는 기술이며, 고도의 전력 제어 기술과 고성능의 전동기가 필요하지만, 전력 배분, 기관 운전의 적정화, 유지비 절감, 수중 소음 억제 등 많은 이점이 있다. 본급의 경우, 전원은 모두 가스터빈 발전기로, 주 발전기로는 출력 35MW의 롤스로이스 마린 트렌트 MT30이 2기, 보조 발전기로는 출력 3.8MW의 RR450이 2기 탑재되어 있다. 현재는 필요한 전력량은 주 발전기 1기만으로 충족 가능하며, 장래에는 대전력이 필요한 레일건의 탑재에도 대응 가능하다고 한다.

추진 기구로서는, 출력 34.6MW의 AIM 전동기 (Advanced induction motor, 선진 유도 전동기) 2기에 의해 추진기 2축을 구동한다.

3. 4. 자동화 및 화재 방지

자동화는 줌왈트급 구축함의 승무원 수를 줄여준다. 줌왈트급 구축함의 최소 승무원은 130명으로, 유사한 군함의 절반 이하이다. 더 적은 승무원은 운영 비용의 상당 부분을 줄여준다. 탄약, 식량 및 기타 물품은 모두 자동 화물 처리 시스템에 의해 탄약고/저장 구역으로 운반될 수 있는 컨테이너에 장착된다.

줌왈트급 구축함에는 물 분사 또는 미스트 시스템이 배치될 예정이지만, 설계자들에게 전자 공간은 여전히 문제로 남아 있다. 할론/질소 방출 시스템이 선호되지만, 선체 파손으로 공간이 손상된 경우에는 작동하지 않는다. 미국 감사원(GAO)은 이 시스템을 아직 해결해야 할 잠재적인 문제로 지적했다.[95]

3. 5. 컴퓨터 네트워크

제너럴 일렉트릭 파눅 임베디드 시스템의 PPC7A 및 PPC7D 싱글 보드 컴퓨터를 기반으로 하며[96], LynuxWorks의 LynxOS 실시간 운영 체제가 실행된다.[97] 이들은 16개의 충격, 진동 및 전자기 보호 기능을 갖춘 전자 모듈식 인클로저에 포함되어 있다.[98] 줌왈트급은 16개의 조립된 IBM 블레이드 서버를 탑재하고 있다.[99] 이 네트워크는 센서 융합 등 모든 온보드 시스템을 원활하게 통합하고, 작전 및 임무 계획을 용이하게 한다.[100]

3. 6. C4ISR

줌왈트급은 전투 지휘소(CIC)를 발전시킨 SMC(Ship's Mission Center)를 설치했다.[124] SMC는 기존 CIC의 기능 외에 주 기관 조종실과 함대 사령부 지휘소(TFCC)의 기능도 포함하며, 2층 높이로 구성되어 있다. 줌왈트급의 C4I 시스템은 함내 모든 시스템을 네트워크로 연결한 "전함 컴퓨터 환경"으로, TSCEI (Total Ship Computing Environment Infrastructure)로 명명되었다.

주 레이더는 X 밴드를 사용하는 다기능 레이더(MFR)인 AN/SPY-3이다. AN/SPY-3는 능동 위상 배열(AESA) 방식의 고정식 안테나 3면으로 전 주위 감시가 가능하다. 정밀 목표 추적·식별 및 사격 지휘 외에도, 원거리 도달 능력이 떨어지는 X 밴드를 사용하면서도 기존의 이지스함에 탑재된 S 밴드의 AN/SPY-1을 능가하는 광역 탐색 능력을 갖추고 있다고 한다. 당초 계획에서는 AN/SPY-3를 보완하는 광역 탐색 레이더(VSR)로 S 밴드 AESA 레이더인 AN/SPY-4도 탑재될 예정이었으나, 시스템 개발과 비용 상승 문제로 인해 중단되었다.

소나 시스템으로는 AN/SQQ-90 통합 수중 전투 시스템(IUW)이 탑재된다. AN/SQQ-90은 알레이 버크급 플라이트 IIA의 AN/SQQ-89(V)15를 기반으로 한 통합 시스템이다. 함수 바우 돔 상단에는 고주파 장애물 회피 소나인 AN/SQS-61이, 하단에는 중주파 대잠 탐지용 소나인 AN/SQS-60이 설치되어, 미 해군 최초의 듀얼 밴드 소나를 구성한다. 또한 함미에서는 AN/SQR-20 다기능 예인 소나(MFTA)가 전개된다.

4. 무장

줌왈트급 구축함은 다양한 무장을 탑재하고 있다. 주포로는 155mm 첨단포 시스템(AGS) 2문이 장착되어 해상 화력 지원(NSFS) 임무를 수행했으나, 현재는 철거 후 극초음속 미사일 탑재가 예정되어 있다. 근접 방어를 위한 Mk.110 57mm 함포 2문은 스텔스 포탑에 탑재될 예정이었으나, 최종적으로는 탑재되지 않았다.[129]

미사일은 Mk.57 VLS(PVLS: Peripheral Vertical Launch System, 주변 수직 발사 시스템)에 탑재되어 ESSM, SM-2, 토마호크 등을 운용한다. PVLS는 함선 곳곳에 분산 배치되어 생존성을 높였다.[118] 각 VLS 셀은 RIM-162 ESSM 4연장 팩으로 탑재될 수 있어 최대 320발의 ESSM 미사일을 탑재할 수 있다.

이외에도 어뢰 방어 시스템, MFEW 전자전 시스템,[130] 자유 전자 레이저 등의 탑재가 검토되거나 계획되었다. 또한, 헬리콥터와 무인 항공기 운용 능력도 갖추고 있다.

4. 1. 함포

주포로는 단장 155mm 첨단포 시스템(AGS) 2기가 탑재된다. 줌왈트급은 해상 화력 지원(NSFS) 임무를 수행해야 했고, AGS는 그 핵심 장비였다. 비유도 탄도형 장사정 포탄(ASuWP) 사용 시 최대 사거리는 41~44km, GPS/INS 유도 및 로켓 추진을 도입한 장거리 대지 공격 포탄(LRLAP) 사용 시 최대 사거리는 137km 이상(평균 오차 반경 20~50m)이며, 포 1문당 304발을 탑재할 수 있다.[59] 그러나 2016년 11월, 미국 해군은 LRLAP 조달을 취소했다.[63][64][65] AGS는 LRLAP을 사용하도록 특별히 제작되었기 때문에, 설계된 해상 화력 지원 역할을 수행할 수 없게 되었다.[63][64][65]

장래에는 전자기 레일건(EMRG)으로 교체하는 방안도 고려되었으나, 2006년 10월 기준 레일건 개발 계획은 2016년에 해상 시험, 2020-2025년에 실용포 완성이었다. 2021년, 미국 해군은 레일건 개발 자금 지원을 중단했고, 프로젝트를 계속할 계획은 없었다.[68] 2023년부터는 모든 함선의 AGS 2문을 제거하고 극초음속 미사일로 교체할 예정이다.[13]

근거리 대수상·대공 사격을 위해 Mk.110 70구경 57mm 단장 속사포 2기를 탑재할 예정이었다. 스웨덴 보포스 Mk.3을 유나이티드 디펜스사가 국산화한 것으로, CIWS로서의 성격도 있어 근접포 시스템(Close in gun system, '''CIGS''')이라고 불렸다. 연안전투함(LCS) 및 미국 해안 경비대 커터에도 채용되었지만, 이들은 기존의 저체적 포탑을 사용한 반면, 줌왈트급은 스텔스 포탑 전면에 레이더파 흡수판을 부착하고, 사격하지 않을 때는 포신을 앙각으로 하여 포탑 내에 격납하는 방식으로 스텔스성을 확보했다. 그러나 2014년, Mk.46 30mm 기관포로 변경되어 CIWS는 탑재되지 않았다.[129]

4. 2. 미사일

미사일은 이중 선체 간극부에 장착되는 Mk.57 VLS(PVLS: Peripheral Vertical Launch System, 주변 수직 발사 시스템)에 탑재된다. PVLS는 전갑판 좌우 현에 각 6기, 후부 헬리콥터 갑판 좌우 현에 각 4기, 총 20기, 80셀을 탑재한다.[118] 운용 미사일로는 ESSM, 스탠다드 SM-2, 토마호크 등이 있다. (VLA는 탑재 병기 목록에서 삭제, 광역 방공·미사일 방어 능력 보류)[119]

Mk.57 PVLS는 모든 스탠다드 미사일 유형을 수용할 수 있다.[119] 각 VLS 셀은 RIM-162 ESSM 4연장 팩으로 탑재될 수 있어 최대 320발의 ESSM 미사일을 탑재할 수 있다.

AGS를 철거하고 다연장 미사일 발사기(Multiple All-up Round Canisters, MAC영어)를 설치, 공통 극초음속 활공체 (C-HGB)를 갖춘 미사일을 탑재하는 계획도 있다.[126] 2023년에는 1번함과 2번함의 현대화 개수를 통해 C-HGB를 사용한 재래식 즉시 타격(Conventional Prompt Strike)을 탑재하기 위해, 12발 분량의 Large Missile Vertical Launch System(LMVLS)를 탑재하는 공사를 진행한다.[127]

4. 3. 기타 무장

계획 초기에는 함미 등의 선체 내에 Mk 32 단어뢰 발사관 탑재 계획이 있었으나, 현재는 어뢰 방어 시스템 후일 장비 여지만 확보되어 있다. 전자전 장비로는 기존의 AN/SLQ-32를 대신하여, 미국 노스롭・그루먼 사가 개발 중인 MFEW(Multi Function Electronic Warfare) 시스템을 탑재할 계획이다. 이 시스템의 안테나는 레이더와 마찬가지로 평판형으로 구성되어 있다.[130] 또한 지향성 에너지 무기로서 자유 전자 레이저를 사용한 무기의 탑재가 검토되고 있으며, 보잉 사에 의해 연구 개발이 진행되고 있다.

4. 4. 항공기 및 보트

두 대의 대형 SH-60 헬리콥터를 수용할 수 있는 격납고와 대형 비행 갑판에 두 개의 착륙장이 마련되어 있다.[78] 또는 MH-60R 시호크 1기와 무인 항공기 (UAV) MQ-8 파이어 스카우트 3기를 격납고 내에 수용할 수 있다.

헬리콥터 갑판은 넓으며, 더 대형 헬리콥터도 이착륙이 가능하다고 알려져 있다.[78]

7m급 고속형 고무보트(RHIB) 2척이 선미 헬리콥터 발착 갑판 아래에 격납되어 있으며, 선미 덮개에서 발진·회수가 가능하다.

5. 비판 및 논란

줌왈트급 구축함은 높은 비용과 그 능력에 대한 의문이 지속적으로 제기되어 왔다.[101] 2018년 미국 감사원(GAO) 보고서에 따르면, 줌왈트급 구축함 3척의 총 건조 비용은 245억 달러로, 1척당 평균 약 80억 달러(한화 약 4조원)에 달했다.[101] 이는 아타고급이나 알레이버크급 이지스함 3척을 건조할 수 있는 비용과 맞먹는 수준이다.

2005년 미국 의회 예산처는 줌왈트급의 획득 비용을 38억~40억 달러로 추산했는데, 이는 해군 측 추정치보다 11억 달러나 더 높은 금액이었다.[102] 2007 회계연도 국방수권법 보고서에서는 해군이 한 플랫폼에 너무 많은 기능을 넣으려다 보니 함선의 규모가 14,000톤을 넘어서고, 척당 건조 비용이 33억 달러에 이를 것으로 예상된다는 우려를 표명했다.[103] 또한, 당초 32척을 건조하려던 계획이 7척으로 축소되면서 해상 화력 지원과 같은 원래 요구 사항을 어떻게 충족할 수 있을지에 대한 의문도 제기되었다.[103]

2016년 11월, 줌왈트함이 파나마 운하에서 고장난 사건 이후, 마이크 프레덴버그는 내셔널 리뷰 기고를 통해 줌왈트급 프로그램의 문제점을 분석했다.[104] 그는 줌왈트급의 문제점이 "국가 안보 요구를 충족시키는 능력을 빠르게 잃어가고 있는 국방 조달 시스템의 전형"이라고 비판했다.[104] 프레덴버그는 비용 증가, 책임감 부족, 비현실적인 목표, 결함 있는 작전 개념, 스텔스 중심 설계의 위험성, 첨단 함포 시스템(AGS)의 실패 등을 문제점으로 지적하며, 줌왈트함이 "임무가 없는 함선"이라고 결론지었다.[104]

줌왈트급은 대공 방어 능력, 특히 탄도 미사일 방어(BMD) 능력에 대한 논란도 있었다. 2008년 미 해군 관계자들은 줌왈트급이 SM-2, SM-3, SM-6 미사일을 사용할 수 없어 구역 대공 방어나 탄도 미사일 방어를 수행할 수 없다고 밝혔다.[106] 반면, 레이시온 측은 줌왈트급의 레이더와 전투 시스템이 다른 SM-2 탑재 함정과 동일하다며 해군의 주장에 반박했다.[107]

줌왈트급은 레이시온의 TSCE-I 전투 시스템을 사용하는데, 이는 록히드 마틴의 이지스 시스템과 호환되지 않아 SM-2/SM-3 미사일을 운용하는 데 제약이 있다.[96] 이지스 시스템은 이지스 탄도 미사일 방어 시스템의 핵심 구성 요소이기 때문에, 줌왈트급은 BMD 능력을 갖추지 못했다는 평가를 받는다.[108] 다만, TSCE-I 전투 시스템은 향후 BMD 및 통합 대공 미사일 방어(IAMD) 업그레이드를 통해 성능을 개선할 여지가 있다.[81]

2010년 의회 조사국 보고서에서는 줌왈트급이 BMD 역할을 수행할 수 없는 이유로, 해당 임무가 줌왈트급 파생형인 CG(X) 프로그램으로 이관되었기 때문이라고 밝혔다.[112] CG(X)에 탑재될 예정이던 대형 레이더는 줌왈트급보다 훨씬 더 많은 에너지와 냉각 용량을 필요로 했지만, 결국 CG(X) 프로그램 자체가 취소되었다.[81]

일각에서는 줌왈트급에 BMD 능력을 추가하는 것보다 개량형 알레이버크급(플라이트 III) 구축함을 건조하는 것이 더 효율적이라는 주장도 제기되었다.[114] 그러나 플라이트 III 알레이버크급의 건조 비용 역시 증가하는 추세여서, 줌왈트급에 BMD 능력을 부여하는 비용에 대한 정확한 데이터는 부족한 상황이다.[114]

줌왈트급은 제한적인 미사일 탑재량(80셀)으로 인해 대공 방어 능력에 한계가 있다는 지적도 받는다.[115]

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