KDX-2

대한민국 해군의 충무공이순신급 구축함(DDH-II, KDX-2)은 광개토대왕급(DDH-I, KDX-1)을 잇는 KDX-II 사업을 통해 건조되었다. 경하 배수량 4,400톤급 구축함(DDH: Destroyer Helicopter)이다. 충무공이순신급은 대양 작전을 위해 DDH-I 대비 배수량이 1,200톤 확대됐고,[2] 다층대공능력[3] 등 전투력이 강화됐다. 또한 한국 해군 최초로 레이더 반사 면적, 적외선 신호, 방사 소음 등을 감소시키는 스텔스 기술을 적용했다.

2003년부터 2008년까지 총 6척이 취역한 충무공이순신급은 제7기동전단의 주요 전력이다. 대한민국 영해는 물론 대양에서 청해부대 등으로 활약하고 있다. 향후 KDDX Batch-2 나 차기 중구축함 사업으로 교체될 예정이나 2030년대까지는 운용되리라 전망된다.

구축함의 경우 과거부터 현대까지 국민들로부터 영웅으로 추앙받는 역사적 인물이나 국난극복에 크게 기여한 호국인물의 이름을 함명으로 붙인다. 한편 충무공이순신함은 제1충무공정(PG 313), 제2충무공정(PG 315), 충무함(DD 91/911)[4]에 이어 함명이 충무공 이순신에서 유래한 4번째 함정이다.

KDX-I 사업은 3,000톤급의 구축함을 국내 기술진의 힘으로 건조하게 된 것을 발판으로 성능이 더 우수하고 전투능력이 향상된 KDX-II, III 사업을 추진할 수 있는 시금석이 되었다. 하지만 대양에서 작전을 전개하기에는 부족함이 있어 KDX-I 사업은 3척으로 종결하고, 해군은 1995년까지 KDX-II 개념설계를 진행한 뒤 1996년 현대중공업과 기본설계 계약을 맺었다. 상세설계 및 함 건조 계약은 1999년 대우조선해양과 체결하고 2002년 5월에 초도함이 진수됐다. 4번 함부터는 설계를 일부 변경해 전방에 한국형 수직발사기(KVLS: Korean Vertical Launching System)를 탑재했다.

대한민국 해군 처음으로 본격적인 스텔스 설계를 도입했다.[14] 형상 설계는 독일 IABG사의 기술을 바탕으로 진행되었다. 만재배수량 5,500톤급 함정이지만, 만재배수량 1,220톤의 포항급 정도의 RCS를 가진다.

세계 최초로 다층방공이란 개념을 도입하였다. RIM-116 RAM 미사일 시스템의 도입이 중요점이다. 대함미사일에 대한 요격을 10km 이상의 장거리에서는 SM-2 스탠더드로, 10km~5km에서는 RAM으로, 함포와 SGE-30 골키퍼 CIWS가 최종 요격을 담당하여 피탄율을 낮추는 방법이다. 계획당시에는 RAM 아니면 CIWS 하나만 방공 임무를 부여받았다. 이를 둘 다 도입한 사례는 충무공이순신급이 처음이다. 그 외에 후기형에는 KVLS을 탑재하여 현무-3 순항미사일, 홍상어 대잠로켓 등 한국형 미사일을 탑재함으로써 전술확장능력까지 겸비하게 된다.

이순신 후기형 3척인 왕건함, 강감찬함, 최영함의 함교 전방 우현측에 KVLS 24셀을 탑재했다. 2017년 기준 창정비를 통해 충무공이순신함과 문무대왕함, 대조영함에도 KVLS가 탑재되었다. 이는 한국형 미사일을 탑재함을 뜻하며, 현무3 순항미사일, 홍상어 대잠로켓을 운용함으로써 전술범위가 늘어나게 된다. KVLS은 Mk41 스트라이크 팩과 형태가 유사하다. 요구사항과 체적은 같지만 KVLS에 SM-2 대공미사일 운용은 불가능하다. 그리고 이순신 창정비 때 현대화 개수로 해궁 대공미사일이나 KVLS 탑재형 한국형 대함, 대지미사일을 탑재 가능성에 대한 기대도 있다.

충무공이순신급은 키드급 구축함의 NTU[15] 장비에 준하는 대공시스템을 갖춘다. SM-2MR Block 3A 대공미사일을 사용할 수 있다. 충무공이순신급의 2D 레이더와 대공미사일은 키드급과 같은 원거리 탐지/요격 능력을 가지고 있지만, 3D 레이더는 키드급의 SPS-48E보다 현저히 작은 MW-08 레이더를 탑재하였다. MW-08 레이더는 0.1제곱미터의 대함미사일 크기 표적을 상대로 17km의 탐지거리를 가지며 비행기 같은 대형 물체는 100km까지 탐지한다. 따라서 17km 이상의 원거리에서 대함미사일을 요격하려면 AN/SPS-49 2D 대공레이더에서 탐지한 표적 방위를 STIR-240 사격통제레이더에서 인계받아 별도로 고도를 측정해야 한다. 이때 STIR-240은 표적 고도측정 외에도 SM-2 대공미사일 중간유도 지령송신과 종말유도 일루미네이션까지 수행해야 하는 과중한 부담을 지게 되므로, 결국 원거리 동시교전능력은 교전스케줄러의 도움을 받는다 해도 STIR-240의 숫자인 2개 정도로 제한된다.

현대 시스키밍 대함미사일은 해수면에서 10m 이내의 저고도에서 비행하므로 강력한 레이더도 30km 전후에서야 탐지가 가능하다. 구 소련이 다수의 미사일 고속정을 동원으로 12발 이상의 미사일을 쏟아붓는 전술을 취했던 것처럼 현대 해전에서는 함선의 방어능력을 넘어서는 숫자의 대함미사일을 일제히 발사하는 대함미사일 포화공격을 주요한 전술로 삼는데, 이순신급은 레이더의 낮은 성능 때문에 시스키밍 대함미사일의 포화공격에 취약한 것으로 평가된다.

어쨌든 함대의 광역방공능력보다는 적 항공기에 대한 원거리 거부능력에 초점을 맞추었다고 해석된다. 소수의 적 대함미사일에 대해서는 원거리에서도 대응할 수 있다.

다층방공에 어울리는 2가지의 CIWS(Close-In Weapons System) 체계를 가진다. 하나는 RIM-116 RAM 대공 미사일이며, 하나는 SGE-30 골키퍼다. SGE-30 골키퍼는 당시 신뢰도과 성능이 좋았기에 해군의 꾸준한 사랑을 받던 체계였다. RIM-116 RAM는 서해안의 잦은 해무를 대비하여 RAM Block 1을 선택하였다. 당시 RAM 개발국인 미국을 제외하고는 첫 구매국이었다. RAM 시스템은 LIG 넥스원에서 면허 생산한 Mk.49 21연장 발사기에 탑재하여 운용한다.

미국 UD사 127mm 62구경장 MK45 Mod4로 채용되었다. 광개토대왕급에 오토멜라라 127mm/54 함포가 탑재된 것과 대조적이다. 사정거리는 39km이며, 사거리 증가 유도탄약(ERGM)과 특수 발사 장약을 사용하여 111km의 사거리까지 확보할 수 있었다. 그러나 ERGM프로그램이 취소되어 탑재할 수 없게 되었다. 이 함포는 KMK 45라는 이름으로 현대위아에서 면허 생산하며 포탄도 풍산에서 양산한다.

대함미사일로 초기형 3척엔 하푼 대함미사일, 후기형 3척엔 해성 대함미사일이 장착된다. 후에 하푼미사일은 해성미사일로 변경될 가능성이 있다. 해성 미사일은 ROC성능 검증에서 현재 모든 발사 검증에서 명중률이 매우 높아 해군에서 신용하는 대함타격체계이다. 그리고 한국형 미사일인 현무-3 대지 순항미사일이 탑재 된다. 현무3 미사일은 사거리부터 타격 명중률까지 전략적인 면모까지 갖춘 대지타격 체계이다. 또한 연안표적 공격용인 해룡 전술함대지 유도탄도 탑재될 예정이다.

KDX-II 사업 당시에는 대잠전을 덜 고려했다. 우려가 있었으나 타격체계에만 신경을 썼다가 천안함 피격사건이 이후 대잠전에 대한 대응력을 급하게 요구하게 된다. 이후 인천급, 대구급 호위함에는 대잠전을 크게 고려하게 된다. 이순신급의 대잠체계는 이들 호위함보다 수준이 떨어진다. 이후 대잠헬기 운용능력 향상과, 홍상어 대잠로켓 운용으로 전술범위 확장을 꾀한다. 차후 현대화 개수를 통한 대잠체계 향상도 기대되고 있다.

바우 소나와 견인 소나 두 개를 교체가 계획된다. 두 가지 주파수 대역을 사용함으로써 바닷속 상황이 상이한 동해와 서해 두 곳의 대응을 목표로 진행된다고 한다. http://bemil.chosun.com/nbrd/bbs/view.html?b_bbs_id=10040&pn=1&num=87661

홍상어 대잠로켓은 KVLS에서 운용한다. 따라서 KVLS이 없는 광개토대왕급과 큰 차이를 보인다고 하겠다. 홍상어 대잠로켓은 청상어 어뢰 기반의 로켓탑재형 대잠수함 타격체계이다. 청상어가 경어뢰라 명중률 등 한계가 있지만, 로켓에 의해 사정거리, 어뢰발사지점 등 전술적인 범위확장을 이루어냈다.

대양 해군을 목적으로 수평선 전술개념을 받아들여 헬기운용능력 향상을 보인다. 헬리콥터용 ESM쳬계와 데이터링크를 독자 개발하여 초 수평선 탐색능력을 확보하였다. 격납고는 광개토대왕급과 비교하여 선체 폭은 3m가량 넓어지며 2대의 링스헬기를 운용하거나 MH-60급 헬기를 운용 할 수 있다. 그리고 Harpoon 시스템을 도입하여 헬기착함 안정성을 높였으며 따로 레일시스템을 사용하여 효과적인 헬기 운송이 가능하도록 하였다. 하지만 하푼시스템은 악천후 환경에서는 사용이 어렵다.

2014년 충무공 이순신급 성능 개량 선행 연구비 예산이 통과됐다. 2018년 사업 착수가 예상됐지만, 광개토대왕급 성능 개량 완료 이후로 확정됐다. [16]

이외에 해군은 인천급의 소나와 레이더를 충무공 이순신급에 탑재해서 전투능력을 개선하는 사업에 대해서 연구한 바가 있다. 레이더,소나 두 개선안 전부 대대적인 형상변경이 필요함을 언급하고 있고 이에 대한 비용 소모에 대한 부분도 언급된다. 예산도 문제다. 2018년부터 시작되는 전투체계, HMS, TASS 개량의 예산은 4,300억 원 규모다. 레이더 개량 시 유력한 후보인 SPS-550K 는 부피의 문제로 이에 따른 마스트의 변경과 추가적인 부수 설비, 마스트 조정에 따른 기존의 센서류의 재배치 등의 개선이 필요하다. 체계 통합도 난관이다. SM-2 미사일은 SPS-550K에 통합되지 않았으며 이 역시 추가적인 예산이 필요하다. 6척 전체를 개량하려면 약 1조 원 이상의 예산이 필요하리라 예상된다.

사실 이순신급의 대공 성능을 높이려면 윗글같이 1조 원에 달하는 마스트 기골 강화 등을 할 필요는 없다. 구형 방공함 들은 지금의 이순신급처럼 2D 레이더와 사격통제장치의 조합으로 방공을 하는 경우가 많았고, 이처럼 이순신급에 장착된 3D 대수상 레이더는 그대로 두고 2D 장거리 레이더인 sps-49를 SMART-L과 같은 고성능 3D 레이더로 교체하는 방안도 있다. 이는 호주 해군의 안작급의 개량에서도 보였던 방법이다.
이 방법의 장점으로는 마스트를 강화할 필요가 없고 SM-2가 인티된 외국제 전투체계인 경우 기존 무장을 새로운 레이더에 인티할 필요가 없어 매우 경제적이다. 하지만 단점도 분명하다. 국내에도 동일 무장체계가 있으면 국내산을 선호하는 군의 특성 때문에 만약 레이더 개량사업을 한다고 해도 SPS-550K 같은 국산 레이더를 선호할 가능성이 높지 외국산 레이더를 들여올 가능성이 낮기 때문이다.

한국 해군은 장기적으로 KDDX와 중구축함 등 고성능 차기 구축함을 건조할 계획이다. 비용 대비 투자효율이 낮은 충무공 이순신급 개량에 예산이 투입되면 차기 구축함 사업에 영향을 줄 가능성도 있다. 충무공 이순신급은 광개토대왕급과 거의 같은 전자장비를 사용한다. 광개토대왕급 개량처럼 국산 장비 채용과, 별도의 소나 개량에 그칠 가능성이 크다. 이후에도 별다른 성능개량이나 진행상황 이야기는 없으나 해군은 차기함급인 KDDX 계획을 발표했다.

이는 대한민국 해군은 충무공 이순신급을 대대적인 개량을 통해 오래도록 함을 쓰기보단 대구급과 신형 구축함을 통해 함대 전력의 보강과 첨단화를 지향하고 광개토급, 이순신급을 2선으로 밀어내고자 한다는 것을 의미한다.

KDX-IV 혹은 KDX-IIA사업으로도 불렸던 경하 배수량 6,000톤급의 '한국형 차기 구축함' 사업.

2009년부터 소말리아 해역으로 파병되는 '청해부대'의 기함 역할을 하고 있다.[17]

MW-08 3차원 대공 레이더의 낮은 성능은 20년 전 배치 당시부터 논란이 되었다.[18] 채용된 SM-2 Block 3A 미사일은 함대 방공용이자 동시 다목표 유도가 가능하다. 그럼에도 레이더 능력 한계로 다목표 대응 능력이 제한되는 것이다.

MW-08은 항공기 크기의 비행체에 대해서는 105km, 0.1m² RCS를 가진 대함 미사일에 대해 50%의 확률로 25km에서, 80%의 확률로 17킬로미터에서 탐지한다. 하푼 같은 아음속 순항미사일을 17km 거리에서 탐지했다면 60초 안에 탄착한다. 마하 2.5의 초음속으로 돌입하는 브라모스라면 20초 남짓의 시간밖에 없다. 브라모스는 크고 아름다운 미사일이라 하푼보다는 더 쉽게 발견할 수 있지만 한계가 크다.

따라서 대함유도탄을 17km 이내의 점방어만 가능하다. 교전거리가 더 멀어지면 2차원 레이더인 SPS-49가 대함유도탄의 방위를 알릴 수는 있다. 고도를 측정하려면 펜슬 빔 화기관제레이더인 STIR240를 동원해야 한다. 결국 하나의 SM-2 대공미사일을 적 미사일 근처까지 유도하기 위해 STIR240 화기관제레이더를 꾸준히 사용해야 하는 관계로, 화기관제레이더를 시분할하더라도 동시 다목표 교전능력을 거의 발휘하지 못한다.

여기서 17km 이상의 장거리 대공표적 교전 시퀀스는 이렇다.

현대 본격 방공함에서 6, 7, 8번은 3차원 다기능 레이더(SPY-1이나 APAR 등)가 담당하는 기능이다.[19] 반면 STIR-240은 능력이 크게 떨어지는 사격통제레이더인지라 2대로 저 작업들을 수행하기는 버겁다. STIR-240 하나에 표적 하나와 SM-2미사일 한두 발 할당이 한계다. 바꿔 말하면 장거리 동시교전능력은 2기이다.

17km 내 점방어 상황에서는 좀 더 많은 아음속 표적과 동시 교전이 가능하다. MW-08의 탐지거리 내에서는 1, 2, 6, 7번에서 STIR240 대신 MW-08이 표적 정보 획득 및 갱신이 가능하다. 따라서 STIR240는 장거리 교전 상황과는 달리 SM-2와 표적이 추적 범위 내에 들어갔을 때 및 유도지령을 송신할 때만 사용하면 된다. 그리고 단거리이므로 유도지령을 업데이트할 일도 적다. 표적 하나에 오랜 시간 동안 묶여있지 않기 때문.

하지만 MW-08은 회전식 레이더다. 17km 내라도 여러 방향에서 표적들이 동시 접근하면 한계가 있다. 또한 표적추적을 위해 적어도 표적을 2회 이상 레이더 빔으로 페인트해야 한다. 27rpm으로 회전하는 MW08은 추적을 개시에만도 약 2초가 걸린다. 따라서 MW-08의 교체가 가장 시급하다. 수직분해각이 1.2도라서 고도 측정도 매우 제한적인 문제가 있다. 세계 기준으로도 MW-08을 채택한 가장 대형함이 충무공이순신급이다. 다음으로 큰 함정은 그리스의 히드라급 호위함(기준 3360톤, 만재 4000톤)이며 그 외는 주로 초계함이나 미사일 고속정에 채택됐다.

비슷한 장비에 3차원 레이더만 SPS-48E인 대만의 키룽급(미 해군의 키드급)은 동시 유도 20발에 동시 교전 10개다(물론 키룽급에는 SPG-51 화기관제레이더가 네 개나 달려 있긴 하지만…). 키드급의 SPS-48E의 성능은 충무공이순신급의 MW08과는 비교 자체가 실례일 정도로 우수하다. 제작사가 제시하는 스펙은 탐지거리가 370km에 달한다. MW-08는 이지스 이전 NTU 대공전함에 실렸다가 지금은 항모나 대형상륙함에 옮겨실리거나, 프리깃이나 고속정에 장착된다. 급수가 다르다. 더 큰 차이는 SYS-2 IADT이다. 이는 함정의 각 레이더의 트랙(점)과 플롯(선)을 모아 한꺼번에 데이터를 합쳐 처리하는 장비다. 이 NTU 장비의 대공전 능력은 굉장히 뛰어나서, 알레이버크급 초기형을 훈련에서 눌러버린 적도 많았다고 한다. SYS-2 IADT는 충무공이순신급에도 있다. 이 옛날 시스템이 그대로 들어있진 않고, 충무공이순신급 전투시스템(KDCOM)의 컴퓨터에 소프트웨어적으로 구현된다. 문제는 IADT가 SPS-49와 MW-08의 데이터 융합에는 쓰이지 않고 있다는 것. 여러 가지 이유가 있지만 역시 MW-08의 성능 제한이 가장 큰 원인이다.

NTU의 또 다른 구성요소인 AN/SYR-1 통신추적시스템도 빠져있다. 위상배열안테나를 통해 SM-2가 송신하는 S밴드 다운링크를 수신하는 역할을 담당하여 3차원 레이더의 미사일 추적 기능을 대신한다. 이쯤 되면 다표적 동시 교전에는 깜깜한 방공함이라는 생각이 들 지경. 애초부터 본격적인 방공구축함이 아니라, "어떻게 하면 어쨌든 SM-2급 커버범위를 가진 방공구축함을 최대한 싸게 만들 수 있을까" 하는 엄청난 고민의 결과물이다. 차라리 지금은 퇴역 중인 80년대 서방 측 해군 방공함, 캐나다 해군의 이로쿼이급 구축함, 네덜란드 해군의 드 로이터급 호위함이 비교에 적절하다.

무장은 SM-2이므로 나중에 3차원 레이더만 업그레이드하고 ADT 개조만 받으면 더 나은 방공함이 될 수 있다. 우습게도 인천급은 3차원 레이더를 SMART-S MK.2급 국산형 대공레이더인 SPS-550K를 장착하여 이순신급보다 탐지거리가 길다. 장기적으로 탑재된 방공체계의 '교체'가 이루어지지 않는다면, 호위함만도 못한 탐지 능력을 가지게 되는 것이다.

이순신급에 WDS Mk.14 교전스케줄러, OT-134A, SYR-1 통신추적체계, SYS-2 IADT 등의 NTU 구성요소가 이미 탑재되어 있고 MW-08의 낮은 같은 수직분해각(12도) 때문에 연동이 안 되었다는 주장도 있다. # 다만 SYR-1이 달렸다는 주장은 매우 의심스럽다. 왜냐하면 외장 위상배열안테나를 구성요소로 가지는 AN/SYR-1이 이순신급에 달려있다면, 그게 눈으로 식별이 안 될 리가 없기 때문이다. 어쨌든 보다 고성능의 SPS-550K가 탑재되면 NTU 능력의 발휘가 가능하다는 것. 이게 사실이라면 이순신급은 등장 시점기준에서 충분한 포텐셜을 갖고도 저성능 3차원 대공레이더 하나 때문에 10년 넘게 눈뜬 장님 신세였다는 얘기가 된다. 이순신급도 NTU 함정이라면 5~6발의 대함미사일과 동시교전능력을 갖춘 쓸 만한 대공전투능력을 갖는다는 뜻이 된다.

떨어지는 능력에 대한 문제 또한 인식하고 있기에, 2018년경부터 오버홀 시기에 적절한 수명연장과 개량작업이 있을 예정이다.

충무공 이순신급 구축함 업그레이드에는 복잡한 문제들이 있다. 순서대로 정리하면 이렇다.

어떤 방향이든 3차원 레이더 업그레이드에는 많은 예산이 필요하다. 개량 계획이 전투체계, 대잠 능력 개선에 그친 데에는 이러한 이유가 있었던 것이다. 기술 외적인 문제로, KDX-II, KDX-III 사업 시작 시점에 IMF 사태가 일어나 사업이 날라가거나 크게 뒤로 밀릴 위기였다. 결국 주적인 북한 대상에 맞는 장비가 선택되었다고 보인다. 당시, 북한은 스틱스나 실크웜 같은 30년 이전의 대함미사일만 보유했었다. 이중 대부분이 육상발사형이라 함대방공 위협 수준이 떨어졌다. 낮은 대잠 능력 역시 성능이 떨어지는 북한의 잠수정에 대응하는 수준에 맞추었다 보인다. 2019년 현재는 세종대왕급 구축함의 함대방공 능력과 미합중국 해군에게 한반도 근해에서는 항공기 지원까지 받을 수 있다. 다표적 능력이 아쉽지만, 함대 접근거부에는 여전히 유효하다. 청해부대의 원양 단독 임무는 주로 상선이나 수송선 호위 등이므로 지금 능력으로 차고 넘친다. 무엇보다 취역 이후 능력 이상의 임무가 부여된 적이 없다. 가상적국으로 꼽히는 중국과는 저강도 분쟁에 동원된 적조차 없는 것이다. 주적인 북한을 상대로는 능력이 부족하지 않다. 2019년 기준 5년 내에 북한을 제외한 주변국과 고강도 분쟁이 일어날 가능성은 낮을 것이다. 또한 세종대왕급 batch2, 인천급, 대구급, KDDX에 이르기까지 미래 건함 계획도 충실하게 잡혀있다. 그렇다면 적은 예산으로 20여년의 시간을 번 적절한 장비를 들인 혜안이 있었다고 볼 수도 있다. 충무공이순신급은 십수년간 충실히 임무 수행을 해왔다. 어려운 시기에 배치되어 아해군의 고질적인 약점이던 방공을 비롯 전력을 메꿨고, 조함 기술 확보에도 큰 역할을 하였다. 계획 당시에는 중국의 군사력 팽창이나 북한의 탄도탄 위험도 가시화되지 않았던 때다. 도입 시기에 미래를 예측하여 없는 예산을 쥐어짜 투자해야했다는 주장은 섣부른 주장이었을 수 있다. [21]