미사일처럼 빠른 속도로 잠항하는 초공동어뢰 시크발(Shkval)과 바라쿠다(Barracuda)

초공동어뢰란 초공동(Supercavitation)현상을 이용하여 물속에서 초고속으로 이동하는 어뢰를 말한다. 초공동현상(Supercavitation)은 물 속에서 기포로 작은 막을 만들어 물체를 완전히 덮으면 물의 마찰 저항이 현저하게 줄어드는 현상을 말한다. 유체역학적으로 기포(Cavity)는 물체의 진행을 방해하지만 하나의 기포로 물체를 완전히 덮으면 수중의 마찰저항을 공기 중의 마찰저항과 비슷하게 만들 수 있다는 초공동(Supercavitation) 이론이 바로 그것이다. 물의 저항은 공기 저항의 1,000배에 달하는데, 초공동현상을 이용하면 물의 저항이 공기 저항과 비슷한 수준으로 떨어진다. 따라서 어뢰가 물속에서 공중발사 미사일처럼 엄청난 속도로 수중에서 이동할 수 있다. 초공동현상을 이용하는 어뢰는 어뢰의 맨 앞쪽만이 살짝 물에 닿고, 나머지 동체는 진공막 속에 들어가게 된다.
초공동화 기술은 제2차 세계대전 중 독일에서 가장 먼저 연구했고, 전후 구소련이 초공동화 기술 개발에 집중했습니다. 초공동어뢰는 1990년 구소련이 개발하여 배치한 초공동어뢰 시크발(Shkval)로 시작되었다. 시크발 어뢰는 속도가 시속 500km 이상으로 보통 어뢰 속도의 5배에 달하여 주목을 받았다.

 

[Shkval-1의 구성도]

 

시크발(Shkval, VA-111) 초공동어뢰의 제원은 다음과 같다.
  . 제  작  사 : КТРВ
  . 구      경 :  533mm
  . 항주거리 : 6.8~9.3 마일 / 11~15 km (Shkval-2 기준)
  . 발사속력 :  50 노트 (시속 93 km)
  . 향주속력 :  200 노트 이상 (시속 370km)
  . 길      이 :  8.2m
  . 폭 약  량 :  210 kg
  . 유도방식 :  GOLIS 관성항법장치
 
시크발 초공동어뢰는 매우 빠른 장점을 가지고 있지만 이에 따른 반작용으로 짧은 사거리가 단점이다. 초기형은 사거리가 7km에 불과했고 사거리를 확장한 현재 시크발-2의 경우에도 사거리는 11~15km이다. 초공동 현상을 얻기 위해 가스를 집어넣는 공간이 필요하고  뾰족한 몸체에서 오는 협소한 내부공간의 결과인 듯하다.

 

독일이 1998년에 선보인 바라쿠다(Barracuda) 어뢰는 시속 400km이상 800km에 이르는 빠른 속도로 움직인다. 현재는 공식명칭이 Supercavitating underwater running body로 불리는 바라쿠다는 속도 뿐만 아니라 유도체계 또한 기존의 어뢰와는 판이하게 다른데 기존의 유선조종식 어뢰가 수압변으로 심도를 조절하고 자이로가 안정시켜주면서 유도용 핀(날개)를 움직여 항주방향을 조종했다면, 이 무기는 초공동 거품(supercavitation bubble)을 만들어주는 탄두에서 고체 연료를 연소시켜 발사체의 진행방향으로 기체 터널을 생성시켜주면서 탄두부를 유도하고자 하는 방향으로 움직여 발사체의 항주방향을 조절하며, 이것은 곧 미사일의 조종 날개과 같은 역할을 하게 된다. 바라쿠다는 고체 연료 로켓 엔진, 관성 항법 시스템, 원추형 유닛으로 무장한 노즈-콘(Nose-corn)형태입니다. 로켓 연로 로켓엔진은 바라쿠다의 수중 속도를 800km/h까지 낼 수 있고(개발자 기준) Barracuda는 광섬유 자이로 스코프 및 자동추척시스템를 가진 관성유도장치와 원추형 페어링에 있는 안테나 어레이 및 제어 장치로 유도조종된다. 

DIEHL BGT 디펜스사에 의하면, 이 어뢰는 수상/수중의 대형 목표는 물론, 초공동 어뢰의 시조인 러시아 해군이 운용중인 쉬크발을 요격하는 것이 가능하다고 밝히고 있으며, 일련의 군함 뿐 아니라 항공모함도 바라쿠다에서 쉽게 벗어날 수 없다고 피력하고 있습니다. 처음으로 바라쿠다 어뢰를 공개한 2005년 5월 17-20일 싱가포르의 IMDEX 전시회에서 독일의 개발자들은 자신들의 바라쿠다는 미국에 비해서도 적어도 10년 앞서 있으며 세계적으로 우수하다는 것을 분명히 했다. 이 전시회에서 새로운 독일의 잠수함발사 미사일 바라쿠다가 러시아의 Shkval보다 더 빠르고 더 기동성 있고 더 정확하며 바라쿠다의 독특한 호밍 시스템으로 인해서 "fulrry"와 같은 빠른 속도의 어뢰를 요격할 수 있다는 점도 강조했다. 미확인 보고서에 따르면, 바라쿠다 총 중량은 110kg, 길이 2300mm, 구경 160mm, 폭발화약량 10kg, 사거리 1,000m(회전반경 120m, 최대선회시간 3.6초, 최대속도 기준)를 가진다.

 

[바라쿠다, diehl-bgt-defence]

 

최근 들어 이란이 2014년 10월 러시아의 쉬크발을 역설계하여 만든 후트(Hout)를 선보였다. 2015년에는 한국의 국방과학연구소(ADD)에서 초공동로켓의 시제품을 선보였다.