K1 전차 방호력 보강 방안

1987년부터 전력화가 시작된 K1 전차는 2001년 120mm 주포로 개량된 K1A1 전차와 함께 K2 전차가 전력화된 현재에도 우리 군 기갑 전력의 핵심으로 자리하고 있다.

하지만 북한 주력 전차들의 성능 개량과 K2 전차의 감산으로 K1 계열 전차의 장기 운용 문제가 대두되는 상황이라 K1 계열 전차의 방호력을 강화해야 한다는 의견들이 나오고 있다.

 

방호력 보강의 필요성

기갑차량에 대한 주요 위협 요소는 전차 주포로 발사하는 HEAT탄과 같은 대전차 성형작약탄, APFSDS탄과 같은 운동에너지탄, 대전차미사일과 보병 휴대용 대전차로켓, 대전차지뢰, 급조폭발물(IED) 등이 익히 알려져 있으며, 최근에는 상대적으로 취약한 상부 장갑을 타격하는 상부 공격탄도 쓰이고 있다.

북한은 2010년대에 들어 선군호, 폭풍호 등 115mm급 주포를 장착한 전차를 배치하였고 이들 전차에 부가적으로 대전차미사일까지 탑재하여 대전차 공격력을 증가시키고 있다.

이 뿐 아니라 보병 분대 단위까지 7호 발사관이라 칭하는 RPG-7이 대량 보급되어 있는 상황이며, 특히 반응장갑에 대응할 수 있는 탠덤 탄두(PG-7VR)도 보유하고 있는 것으로 밝혀져 이 역시 우리 군 기갑차량에게 매우 큰 위협 요소라 할 수 있다.

이 와중에 K2 전차는 당초 도입 예정 대수보다 크게 감산되어 효과적인 대북 억지력을 유지하려면 K2 전차와 K1 계열 전차의 예상 퇴역 시기가 비슷하게 가늠될 정도로 K1 계열 전차의 장기 운용이 불가피하게 된다.

K1 계열 전차는 그동안 소소한 개량을 거쳤다고는 하나 기본적으로 80년대에 설계된 차체이고 북한을 포함한 주변국의 대전차 화력 또한 발전해오고 있으므로 장기 운용을 위해서는 방호력 보강이 반드시 필요하다.

 

K1/K1A1 전차의 방호력 증대 방안

1) 어떻게 방호력을 보강할 것인가

현재 거론되는 K1 전차의 방호력 보강 방안은 반응장갑과 같은 부가 장갑을 장착하는 안과 주장갑재 자체를 개량형 장갑으로 교체하는 안, 능동방어시스템을 장착하는 안이 있다.

각 안들의 특징과 어떠한 안이 가장 적합한지에 대하여 아래에서 설명한다.

1. 부가 장갑 장착

차체와 포탑에 반응장갑과 같은 부가 장갑을 추가 장착하는 방안으로 전차포탄과 대전차미사일, 로켓탄 등 대부분 대전차 화력에 대응 가능하다.

하지만 부가 장갑을 장착할 경우 그에 따른 중량 증가를 피할 수 없게 되는데(K2 전차는 차체와 포탑에 모두 반응장갑을 장착하면 전투중량이 3톤 가량 증가) K1 계열 전차는 개발 당시부터 차후 확장을 고려하지 않은 설계로 인하여 전투중량이 증가할 경우 최상의 전투력을 발휘하기 어렵게 된다.

 차량 총 중량이 증가하면 기동시 주행 저항을 더 받게 되고 그로 인해 가속 성능 및 경사지 등판 능력이 떨어지므로 더 높은 출력의 파워팩을 필요로 하는데다, 현수장치도 45~47톤(K1A1)을 기준으로 개발되어 55톤을 초과하게 되면 기존의 유기압식 현수장치(HSU ; Hydropneumatic Suspention Unit)에서 암 내장형 유기압식 현수장치(ISU ; In-arm Suspention Unit)로의 성능 개량이 필요하다.

이 전투중량 증가는 차체에만 국한된 것이 아니라 포탑 및 주포 전면부 역시 중량이 늘어날 경우 포/포탑 구동 및 안정화 성능이 떨어지므로 더 큰 출력의 포/포탑 구동장치로의 개량이 요구된다.

따라서 부가 장갑 장착은 동력 계통 및 사통장치에 대한 추가 개량으로 배보다 배꼽이 더 커지는 결과를 초래할 수 있으므로 적합하지 않은 방향이라 할 수 있다.

2. 개량장갑으로 교체

장갑재 자체를 개량된 장갑재로 교체하는 방안으로 역시 모든 종류의 대전차 화력을 방어할 수 있으며, 중량 변동이 크지 않으므로 동력 계통과 사통장치를 개량하지 않아도 된다.

그리하여 가장 실현 가능성이 높은 방안이라 할 수 있으나 K1 계열 전차는 K2 전차와 같은 모듈형 장갑이 아니므로 장갑재를 교체하려면 기존 장갑재를 절단하고 신 장갑재를 장입하여 용접하는 고난도 작업을 필요로 한다는 점이 문제될 수 있으나, 절단/용접 외에 다른 부분의 개량을 필요로 하지 않는다는 점에서 가장 현실적인 방안이 될 수 있겠다.

3. 능동방어시스템 적용

능동방어시스템(APS ; Active Protection System)은 적 대전차화기의 표적 획득을 방해하고 회피하는 소프트킬(Soft-Kill) 방식과 발사된 대전차탄을 직접 파괴하는 하드킬(Hard-Kill) 방식이 있는데 여기서 거론되는 것은 하드킬 방식으로 레이더와 파괴탄 발사기 등 몇 가지 장치만 장착하면 되므로 전투중량 변동은 거의 없다.

하지만 능동방어시스템은 본래 대전차미사일과 로켓탄에 대응하기 위하여 개발된 것으로 전차의 가장 중요한 위협 요소인 전차포탄까지 대응하는 것은 어려우며, 신개념 무기체계이므로 전술 교리 및 훈련용 교보재와 교탄, 훈련시설이 마련되어 있지 않은 문제도 해결해야 한다.

따라서 능동방어시스템은 보조적인 방호력 보강 수단으로라면 몰라도 주된 방호력 보강 수단으로는 적합하지 않다 할 수 있다.

2) 고성능 특수장갑 적용 방안

전술했듯이 K1/K1A1 전차의 방호력 보강은 성능개량 장갑재로 교체하는 방안이 가장 유력하지만 간단한 작업으로 장갑재 교체가 가능한 모듈형 장갑이 아니므로 차체 및 포탑 구조물을 절단하여 기존 장갑재의 공간에 경량의 고성능 특수장갑재를 장착하는 공정이 될 것이다.

현재 거론되고 있는 고성능 특수장갑재는 보안 관계상 상세 사양의 공개는 불가능하지만 방호 효율이 우수한 고성능 방호재로 만들어진 특수장갑 모듈로 기존 장갑재보다 가벼우면서 방호력은 훨씬 증가된 수준이 될 것으로 추정되고 있다.

포탑 개조 작업은 포탑 변형을 최소화하기 위하여 상부 덮개판을 보링 머신을 이용, 절단 후 기존 장갑재를 탈거하고 고성능 특수장갑재를 장입하여 새로 제작한 상부 덮개판을 용접하는 과정이며 대략적인 절차는 그림을 보면 확인할 수 있다.

개조 작업으로 인한 포탑 주요 가공 부위 변형에 따른 영향성을 검토한 결과, 용접으로 인한 구조물 변형량과 전체 구조물 총 변형량이 공차 허용범위 내를 만족하여 포탑 구조물 개조를 통한 장갑재 교체는 가능한 것으로 결론지어졌다.

단, 구조물 변형 최소화를 위하여 전면판을 유지하게 됨에 따라 전면 특수장갑은 일체형에서 분리형으로 바뀌고, 기존 상부 덮개판은 절단 작업시 모재가 일부 가공되어 재사용이 불가능하게 됨에 따라 증가된 크기의 상부 덮개판을 신규 제작, 적용하게 된다.

차체의 경우는 포탑에 비해 구조가 단순하여 상대적으로 개조 작업이 용이하고 변형이 크지 않을 것으로 판단되지만 포탑과 차체 모두 공차 누적으로 인한 전체 허용 공차 초과가 성능에 얼마나 영향을 주는지는 추가 검토가 필요하다.

결어

K1 계열 전차의 방호력 보강은 기 전력화된 장비의 장기 운용 모두를 대비하기 위하여 반드시 필요한 과정이며, 차량의 기존 성능을 최대한 유지하면서 개조 범위는 최소화하는 방향으로 추진되어야 한다.

현재 연구중인 기존 장갑재를 고성능 특수 장갑재로 교체하는 방안은 포탑에 적용 결과 가능한 것으로 판단되었으며 이는 개조 범위와 하드웨어적인 개량을 최소화하는 것도 동시에 추구할 수 있다.

각 부분 개조 후 결합 단계에서 발생하는 성능상의 영향은 아직 검토되어야 하겠지만 고성능 특수 장갑재로 교체하는 것은 기존 장갑재를 대체하여 방호력을 보강할 최상의 방안이라 할 수 있으며 앞으로도 꾸준한 연구 및 시험으로 실제 전력화까지 이행되어야 할 것이다.

[디펜스 투데이]