군수용 초전도 기술은 초전도체에서 나오는 높은 자기장이나 전류를 무기로 이용하는 것이다.
대표적인 군수용 초전도 기술은 `초전도 추진함`과 `초전도 기뢰제거 기술`을 꼽을 수 있다.
초전도 추진함은 전자유체력(MHD:Magneto-hydro dynamics)의 원리를 이용한 움직이는 군함을 말한다. 전자유체력은 자기장과 전류를 조절해 에너지원(힘)을 얻는다. 선체 밑에 초전도 자석을 설치해 해수에 자기장을 걸어주고 이 자기장과 교차시켜 해수에 전류를 흘리면, 이때 발생하는 수중 전자력을 동력으로 이용한다.
초전도 추진함은 일반 기계함보다 제어성이 뛰어나다. 전류 방향에 따라 앞뒤로 이동이 자유롭고, 전류와 자기장의 세기에 따라 출력을 미세 조정할 수 있어 정교한 움직임이 가능하다.
특히 스크루가 필요 없어 진동과 소음이 거의 없다. 기술 상용화에 따라 군함 및 잠수함에 가장 먼저 적용될 것으로 예상되는 이유다.
기뢰는 함정 주변의 자기 및 음향, 압력 등 물리적 변화를 감지해 폭발한다. 최근에는 단일 신호가 아닌 여러 복합적 신호를 조합해 감지하는 지능형 복합감응기뢰가 주로 사용되고 있다.
초전도 기뢰제거 기술은 강력한 초전도 자기장을 일으켜 기뢰를 원거리에서 무력화시키는 방어 무기다.
1992년 일본은 `야마토-1` 초전도 추진선을 개발, 스크루나 돛 없이 6노트(시속 약 11km) 속도로 시험 운행했다. 국내는 현재 포항공대가 전자유체력 추진에 관한 기초연구를 수행 중이다.
초전도 기뢰제거 기술은 1998년 미국 해군이 개발한 감응기뢰제거를 위한 ALISS(Advanced Lightweight Influence Sweep System)를 들 수 있다. 자기 및 압력 감응기뢰를 제거할 수 있는 무헬륨 전도냉각 방식의 마그네트와 펄스파워 음향 장치도 개발된 상태다. 우리나라는 자기감응 기뢰를 피할 수 있는 3척의 880톤급 기뢰탐색 및 소해함을 보유하고 있다.
초전도 추진함의 실용화는 추진력 향상에 달렸다. 일본 야마토-1이 6노트의 속력밖에 내지 못한 이유는 추진력 부족 때문이다. 초전도 추진력은 전류와 자기장의 크기에 비례한다. 하지만 해수에 들어있는 이온의 숫자가 제한돼 있어 전류를 높이는 데 한계가 있다.
결국 강한 자기장을 만드는 것이 해결책이고, 대용량 초전도 전자석을 개발하는 것이 관건이다.
고자기장을 일으켜 기뢰를 제거하는 초전도 기뢰제거 기술은 반드시 극저온 환경이 필요하다. 따라서 높은 운전비용과 복잡한 운전 과정이 요구된다. 고내구성과 편의성을 확보하는 것이 과제다.
도움말:김광수 한국전기연구원 미래전략실 책임연구원, 고락길 초전도연구센터 선임연구원
창원=임동식기자 dslim@etnews.com
