하이브리드 추진 체계
미 해군의 줌왈트(Zumwalt)급 구축함과 영국 해군의 45형 데어링(Daring)급 구축함에 통합전기추진체계(IEU. Integrated Electric Propulsion)이 도입되어 적지 않은 관심을 보인바 있다. 이에 앞서 영국 해군은 이미 23형 호위함에 전지추진체계와 디젤엔진, 그리고 가스터빈 엔진을 조합한 하이브리드 방식 중 하나인 CODLAG 추진방식을 도입한 바 있다.
말하자면 기술적으로 CODLAG은 IEP의 전 단계라고 할 수 있다. 당연히 CODLAG을 도입한 목적은 23형 구축함의 음향 스텔스 성능을 제고함으로써 잠수함에 대한 피탐 가능성을 최소화하고, 자체 대잠 센서를 방해하는 자함 소음을 최소화를 통한 대잠 탐지성능 극대화였다.
이는 23형 호위함이 북해에서 소련 잠수함을 탐지, 요격하는 대잠함으로서 개발되었기 때문이다. 이러한 체계는 차폐가 어렵고 사운드 채널이 확보되는 해역에서는 원거리까지 전달되는 저주파 소음의 주 원인인 디젤 엔진을 함체와 크게 이격시키는데 용이하다는 점이 큰 장점이다. 이는 디젤 엔진이 직접 추진력을 만들어내는 체계가 아니라 어디까지나 모터 작동을 위해 발전기를 구동하는 체계이기 때문이다.
다시 말해서 동력 구동축과 직접적으로 연결되지 않으므로 디젤 엔진을 탄성 마운트 위에 얹어서 함체와 이격시키고 저주파 소음을 차폐할 수 있게 된다. CODLAG은 오직 전기 모터가 기어, 샤프트와 직접적으로 연결된다. 뒤에서 이야기할 CODLOG의 경우에는 이와 비슷하지만 조금 다른 방식을 사용한다.
국내에서도 해경에서 운용하는 경비함에 하이브리드 추진체계가 도입되었으며, 한국 해군이 도입하는 대구급 프리깃함 차기호위함 배치(Batch)-2에는 또 다른 방식의 하이브리드 추진체계가 도입되고 있다. 하이브리드 추진 방식은 CODLAG과 CODLOG, 그리고 CODLOD 방식이 있다. 이 세 가지 방식 중에서 23형 호위함에 도입된 CODLAG 방식이 근소하게 더 많이 채용되었다. 이미 CODLAG을 채용한 영국 해군의 경우 나머지 2가지 방식도 모두 도입할 예정이다.
즉, 23형을 대체할 차기 호위함인 26형 호위함에는 CODLOG 추진 방식이 도입되며, 대우조선해양에서 건조하여 영국 해군에 납품하는 3만 7천톤급 타이드(Tide)급 경비함에는 네덜란드 해군의 Holland급 OPV와 마찬가지로 CODLOD 추진 방식이 다. CODLOD의 경우에는 발전기를 가동하기 위한 디젤 엔진 외에 기어박스와 직접 연결되어 있는 메인 디젤 엔진이 별도로 존재한다. 기어박스 하나에 모터와 디젤 엔진이 각각 연결되어 있어서 고속으로 기동할 때에는 디젤 엔진으로 메인 샤프트를 구동하여 추진력을 얻지만 순항 속력에서는 모터를 이용하여 추진력을 얻게 된다. 한국 해군 프리깃함 Batch-2에는 26형 차기 프리깃함과 마찬가지로 CODLOG 방식이다.
CODLAG과 CODLOG 모두 저속 추진 시에는 전기 모터만을 이용하여 추진력을 얻는다. 그러나 이게 구조면에서는 다소 차이를 보인다. CODLAG은 앞서 기술한 바와 같이 기어박스를 통해 샤프트, 스크루와 연결이 되어서 저속에서 추진력을 얻지만 CODLOG의 경우에는 기어박스를 통하지 않고 직접 샤프트와 연결하여 저속 추진력을 형성한다.
이 방식은 전기 모터가 샤프트와 기어박스 사이에 위치하고 있는데, 이는 CODLOG 방식이 고속에서는 전기모터 없이 가스터빈 엔진만으로 추진력을 얻기 위한 구조이다. 이 때 사용하는 전기 모터는 회전 자기장을 유도하여 회전체를 구동하는 유도 모터와 영구자석모터가 있다. 후자의 경우에는 손실이 거의 없어서 에너지 효율 면에서 우수하고 모터 구동으로 인한 소음을 최소화할 수 있는 점이 장점이다. 따라서 저소음을 중시하는 잠수함에도 도입되고 있는데, 우리 해군의 손원일급 잠수함에도 독일제 영구자석모터가 탑재되어 있다.
[디펜스투데이]
