해양무인체계 발전을 위한 몇 가지 과제

해양무인체계 발전을 위한 몇 가지 과제

국방논단 제1773호(한국국방연구원 발행)

윤형노 한국국방연구원 국방자원연구센터 yoon@kida.re.kr

이 글은 무인잠수정이나 무인수상정 등 해양무인체계가 무엇인지 살펴보고, 지금 우리가 준비해야 할 것들을 제시한 것이다.

표준화와 모듈화를 고려하여 체계적인 획득계획을 수립하고 운용개념을 정립하는 것, 민군 기술협력을 보다 적극적으로 활용하는 것, 소요기획, 전력화 지원요소발전, 교육훈련 등을 전담할 수 있는 군 조직을 신설하는 것이 그것이다.

유인함정 위주로 구축되어 있는 해군 전력을 한꺼번에 무인화 할 수는 없지만, 궁극적으로 미래 전장은 무인체계들간의 각축장으로 변화될 것이란 점을 염두에 두어야 한다.

국방부는 올해 초 무인로봇 개발을 위해 수천억 원을 예산으로 책정하겠다고 발표한 바 있다. 해양수산부, 국토교통부, 산업통상자원부 등 다른 정부부처도 4차 산업혁명과 연계된 무인로봇 관련 연구개발을 시행계획에 적극적으로 반영하고 있다.

이 글에서 다루고자 하는 것은 해군이 구상중인 무인잠수정이나 무인수상정 등 해양무인체계다. 이는 무인로봇과 밀접하게 관련되어 있다. 미국 등 선진국들은 이미 ’80년대부터 해양무인체계 교리와 운용개념 정립과 마스터플랜 수립을 상당히 진행해왔고, 전문인력 양성과 예산 투입도 지속적으로 이루어졌다.

우리는 이제 시작이다. 무엇을 어떻게 해야 할지 본격적으로 고민해야 할 때다. 먼저 해양무인체계가 무엇이며, 왜 필요한지를 살펴보자.

■ 해양무인체계란 무엇인가?

해양무인체계(UMS: Unmanned Maritime System)란 “미래 전투환경에서 인명손실을 최소화하면서, 전투력 우위를 확보하기 위하여 유인으로 운용되는 함정의 임무를 세분하여 네트워크중심전(NCW: Network-Centric Warfare)에 적합하게 자율제어 기반의 무인플랫폼으로 운용되는 체계”라고 정의할 수 있다.

무인잠수정(UUV: Unmanned Undersea Vehicle)과 무인수상정(USV: Unmanned Surface Vehicle)이 여기에 속한다. 무인잠수정은 다시 유선으로 운용인력이 직접 원격통제하는 원격운용잠수정(ROV: Remotely Operated Vehicle), 자율적으로 움직이지만 운용인력의 원격통제도 부분적으로 필요한 반자율잠수정(SAUV: Semi-Autonomous Undersea Vehicle), 사람의 조작 없이 자율적으로 판단하고 이동하는 자율형 무인잠수정(AUV: Autonomous Undersea Vehicle)으로 분류된다.

해양무인체계가 수행하는 임무는 감시정찰, 도발징후 조기포착, 초계활동, 적 항만 봉쇄, 적 함정차단, 기뢰 탐색 및 제거, 기뢰 부설, 적 함정 공격 등이다. 다음 <표 1>에서 보는 바와 같다.

현재도 수행하고 있는 이런 임무에 대해 무인체계를 주목하는 것은 효율적인 임무 수행이 가능하고 아군의 인명피해를 최소화시킬 수 있기 때문이다.

일반적으로 무인체계의 가장 큰 장점은 인간이 임무를 수행하기 힘든 위험하고 환경이 오염된 지역에서 장기간 단순반복 임무에 투입되어 임무를 수행하는 것이다.

해양무인체계는 적 해역, 분쟁 예상 해역 및 오염된 지역 등에서 유인체계를 대신하여 다양한 임무를 수행함으로써 적의 유도탄, 어뢰 공격으로부터 인명 피해를 최소화할 수 있다. 특히 적 방어기뢰를 제거할 때 아군 함정이나 항공기가 적 해안포나 대함 또는 대공 유도탄에 노출되는 위험을 크게 줄일 수 있다.

한반도 주변국들의 해군력은 양적, 질적 수준이 높아질 것으로 예상된다. 해양무인체계에 대해서도 그러하다. 이에 유인함정으로만 대처하는 것은 결코 좋은 방법이 아니다.

미국 해군대학 교수인 Jeffrey E. Kline은 “美 이지스함 1척 건조비용으로 무인수상정 35~40척을 확보할 수 있는데, 척당 8발씩 대함유도탄을 탑재할 경우 총 280~320발의 대함유도탄을 분산 배치하는 효과가 있는 반면, 이지스함 1척은 8발의 대함유도탄 탑재만 가능하다”고 하면서 해양무인체계의 효율성에 대해 역설한 바 있다.

■ 무엇을 해야 하나?

가장 먼저 해야 할 것은 체계적인 해양무인체계 획득계획을 수립하는 것이다. 여기에는 획득사업간 연계성과 표준화가 반드시 포함되어야 한다. 해양무인체계 획득계획의 근거는 합참에서 작성하는 ‘장기 무기체계 발전방향’이다.

주로 합참(전략기획본부), 해군(기참부) 등이 참여하여 수립하는 데, 해양무인체계를 포함한 무기체계 필요성, 운용개념, 핵심기술개발 계획, 무기체계 요구능력 등 을 제시하고 있다.

여기서 말하고자 하는 것은 그 내용을 다시 한번 종합적으로 점검할 필요가 있다는 것이다. 이를 위해 <표 2>와 같은 미 해군의 계획 수립절차를 참고하면 좋을 것이다.

미 해군은 해양무인체계에 대해 풍부한 운용 경험을 보유하고 있으며, 획득 로드맵을 공개한 유일한 국가이기 때문이다. 무인체계 사이의 연계성, 표준화, 모듈화 등의 문제를 어느 단계에서부터 어떻게 검토해야 할지를 알 수 있는 좋은 사례라고 본다.

우리 군의 획득계획은 폐쇄형(Stove-Pipe)으로 생각된다. 폐쇄형 획득의 의미는 개방형 획득의 반대 개념으로서 이미 개발된 공통기술을 사용하지 않고 각 무인체계를 개별적으로 개발하여 획득하는 것을 말한다.

각 무인체계에 대해 개별적으로 핵심기술을 개발하면 중복성 문제는 피할 수없다. 해양무인체계들의 성능을 개량할 경우 전체 플랫폼을 대체해야 하는 상황이 발생할 것도 쉽게 예상할 수 있다. 비용도 문제지만 기존 체계와의 연계성도 보장하기 어려울 것이다.

미군의 획득계획은 개방형이라고 할 수 있다. <그림 1>에서 보는 바와 같이 휴대형, 경량형, 중형 등 다양한 형태의 무인잠수정에 공통으로 적용되는 핵심기술을 개발하는 것이다.

<그림 2>를 보면 스파르탄무인수상정의 플랫폼을 공통으로 표준화하여 개발하고 감시정찰, 대기뢰전 및 대잠전 임무에 사용되는 탑재체계를 모듈화하여 교체해가면서 운영하는 것을 볼 수 있다.

이럴 경우 공통되는 핵심기술의 중복 개발 가능성이 낮고 지속적인 성능개량이 가능하다. 이와 더불어 우리의 해양무인체계 운용개념을 정립하는 것도 중요하다.

시범 운용 및 기술시범을 적극적으로 활용하는 것이 실질적으로 도움이 될 것이다. 해군은 무인수상정을 이용한 감시정찰 운용개념 정립을 위해 ’15~’17 기간 동안 연안 감시정찰용 무인수상정에 대한 시범운용 사업을 최초로 추진한 바 있다.

합참도 최근 수중글라이더(무인잠수정의 일종) 기술시범사업(국외 방산업체 수중글라이더 운용시범)을 통해 운용개념 정립 및 소요 창출을 시도한 적이 있다. 이런 노력들을 하나씩 쌓아 나가는 것이 중요하다. 운용개념은 하루아침에 책상에 앉아서 만들어지지 않기 때문이다.

다음으로 얘기하고 싶은 것은 범부처 차원에서 추진하고 있는 해양무인체계 획득계획에 더 적극적으로 대응하거나 참여할 필요가 있다는 것이다.

90년대 후반부터 지금까지 추진했던 국내 해양무인체계 관련 민·군 기술협력사업은 몇 건에 불과하다. 무인체계야말로 민·군 기술협력의 효과를 가장 기대할 수 있는 분야이다. 한정된 국방예산이나 부족한 개발인력 등의 문제도 극복할 수 있다.

2016년에 발간된 ‘미래무기체계 핵심기술’ 보고서에서는 국내 해양무인체계 핵심기술수준을 미국 대비 70~80% 수준으로 평가하고 있다.

<표 3>에서 보는 바와 같이 국내 해양무인체계는 대부분 민간에서 선도적으로 개발해 왔기 때문에 핵심기반기술도 어느 정도 축적하고 있을 것으로 보인다. 대부분의 관련 핵심기반기술은 민수용이나 군사용이 유사하므로 군에서 별도로 개발하기보다는 민·군 협력을 통하면 더 효율적일 것이다.

민·군 기술협력사업은 국가과학기술심의회 산하 민·군 기술협력 특별위원회에서 논의하고 있다. 여기에서 국가적으로 중점 추진해야 할 핵심기술을 선정하고 사업화를 결정한다.

국방과학연구소는 민·군 협력진흥원을 두어 관련 업무를 맡고 있다. 물론 이곳에서 다루는 예산은 다른 연구개발에 비해 규모가 매우 작다. 부처간 기술협력을 유도하는 성과가 다소 부족했다는 평가도 있다.

2018년에는 민·군 기술협력 특별위원회 소속 관계부처 합동으로 ‘제2차 민·군 기술협력사업 기본계획’을 수립하여 해양무인체계 관련 추진과제를 선정하고 핵심기술개발 로드맵을 제시한 바 있다.

그럼에도 불구하고 군은 이와는 별개로 자체적인 해양무인체계 핵심기술개발 목록을 선정하여 추진하고 있다. 민간의 축적된 해양무인체계 기반기술(민·군 공통으로 적용되는 기반기술)을 활용하는데 소극적이라는 비판이 나올 수 있는 대목이다.

물론 민간 기술 수준이 군 시험평가 기준을 충족할 수 있을 것인지, 전력화화지원요소는 어떻게 할 것인지 등에 대한 우려가 있는 것도 사실이다.

그렇다고 하더라도 범국가적인 민·군 협력체계 구축을 강화해야 할 필요성은 분명하다. 상호 공유할 수 있는 핵심기반기술을 같이 찾아내고, 기술협력을 위한 종합적인 조정 통제를 거쳐 사업을 진행해야 할 것이다.

이를 위해서는 민.군에 축적된 핵심기술들을 상호 활용하기 위한 정보공유 및 협조체계 구축이 필수적이다. 이를 위한 제도적인 장치 마련이 필요한 이유다.

마지막으로, 해양무인체계 소요기획, 전력화 지원요소 발전, 교육훈련 등을 담당하는 군 전담부서가 필요하다는 점이다. 해양무인체계에 대한 군 전문성 부족은 지금으로서는 어쩔 수 없는 일이다.

그동안 크게 중요하게 다루지 않았기 때문이다. 전담조직이 만들어지면 맡은 업무를 발전시키기 위해 책임감을 갖고 지속적으로 노력할 것이다. 이것이 중요하다.

육군의 경우를 보자. 육군본부에 Army Tiger 4.0 기획단, 교육사에 인공지능 발전처 및 드론봇 연구센터 등 육군 무인로봇 전담조직을 이미 설치했다.

여기에서 무인로봇 관련 체계 및 핵심기술뿐만 아니라 교리, 운용개념, 전력화지원, 교육훈련, 인력 등 전반적인 지상무인체계 관련연구를 수행하고 발전계획을 수립하고 있다.

교리, 임무, 운용개념, 이론 등에 대한 기초연구와 교육훈련도 빼놓을 수 없다. 아직까지 해양무인체계 획득이나 운용 전문가 양성을 위한 체계적인 교육훈련이 부재한 것이 사실이다.

현재 해군본부에 한시적으로 구성되어 있는 신기술발전 태스크포스에서는 개략적인 교육훈련 실시 방향을 제시하고 있고, 향후 전력화지원 요소 중의 하나로서 발전시켜나갈 것을 언급하고는 있지만, 구체적이지는 않다. 이 또한 전담조직이 체계적인 계획을 마련해야 한다.

전담부서는 해군 교육사에 설치하는 것이 무난할 것이다. 마지막으로 유.무인체게 복합개념을 고려한 전력 및 부대구조 발전방안과 인력 편성방안 등도 장기적으로 강구해야 한다.

■ 맺음말

해양무인체계는 미래전 양상, 유인함정과 무인함정의 역할분담 및 협업, 인명중시 개념 확산, 주변국 등 잠재적 위협에 대한 대비 등을 위해 필요하다는 것에 의심의 여지가 없다.

해양무인체계 혹은 해양로봇은 전쟁개념 및 사고방식의 일대 혁신을 가져올 획기적인 것임에도 불구하고 우리군은 여러 무기체계 중의 하나로밖에 보지 못하는 것이 현실이다.

유인함정 위주로 구축되어 있는 해군 전력을 한꺼번에 무인화할 수는 없기 때문에 현재 유·무인 전력의 복합화라는 과도기적인 운용개념을 유지하고 있지만, 궁극적으로 미래전장은 무인체계들 간의 각축장으로 변화될 것으로 예상된다.

지금부터 체계적이고 단계적으로 진화적인 획득계획을 수립해야 하는 이유다. 미 해군수준으로 당장 진입하기는 어려울지라도 논리적이고 타당한 계획수립이 이루어져야 한다. 그래야 만 해양무인체계 관련 예산을 확보해야 할 때에도 도움이 될 것이다.
   
※ 본지에 실린 내용은 집필자의 개인적 의견이며, 본 연구원의 공식적 견해가 아님을 밝힙니다.

 

[국방일보] 2019.10.07