지난 22일 버지니아주 남동부 노퍽 해군기지에서 취역식을 가졌던 제럴드 포드함(CVN-78)은 항모에서 이륙을 돕는 전자식 사출 장치(EMALS)와 착함을 위한 강제형 착륙장치(AAG)가 제대로 작동하지 못해 함재기의 이착륙이 한동안 어렵다는 보도가 나와 논란이 된 바 있다. 그런데 28일 시험비행을 통해 논란이 됐던 신형 이착함 시스템이 정상적으로 작동하며 이착륙 시험을 성공적으로 마쳐 그간의 논란을 잠재웠다.
항모는 짧은 이착륙 비행갑판때문에 함재기의 원활한 이착함을 위해 CATOBAR (Catapult Assisted Take Off But Arrested Recovery) 형태로 운용되어 발진시스템과 착함 장비가 매우 중요하다.
그동안 미 항모들은 원자로에서 만들어진 고온 고압의 증기를 이용하여 사출기와 연결된 내부의 피스톤을 이동시켜 항공기를 급가속시켜 발진시켰다. 미해군의 주력 항모인 니미츠급은 C-13 증기식 사출기를 탑재한EK.최대이륙중량 36톤의 함재기가 이함갑판 76m 를 활주하는 동안 시속 256㎞까지 가속한다. 2톤짜리 고급 승용차를 2400m 날려 보낼 수 있는 출력이다.
C-13 증기식 사출장비는 2종류가 니미츠급에 사용하고 있다. 먼저 C-13-1형은 전체길이 325 feet (99 m)에 스트록은 310 feet (94 m)로 80,000 pounds (36,000 kg)까지 함재기를 시속 140 knots로 이함시킨다. USS Nimitz, USS Dwight D. Eisenhower, USS Carl Vinson, 그리고 USS Theodore Roosevelt에 4기씩 장착됐다. 발전형인 C-13-2형은 전체길이 325 feet (99 m) 스트록 306 feet (93 m)로 USS Abraham Lincoln, USS George Washington, USS John C. Stennis, USS Harry S. Truman함에 장착됐다.
증기식 사출장비는 복잡하고 크고 무거우며 (증기식 사출기의 무게는 무려 1500톤에 달한다), 대량의 증기가 필요한 방식이다. 따라서 증기 부족이나 과압 혹은 누출 등의 사고가 일어날 수 있어 정비소요가 높고 운용인원도 많이 필요하다. 그나마 원자로로 증기를 대량생산할 수 있어 함재기의 연속사출능력이 뛰어나 주간에는 37초당 1대를 야간에는 1분 간격으로 함재기를 발진시킬 수 있다.
제럴드 포드함(CVN-78)함부터 증기식의 단점을 개선하여 개발된 전자식 사출 장치 (Electromagnetic Aircraft Launch System (EMALS)를 탑재한다. 이 시스템은 리니어 유도전동기와 전자석을 이용하여 함재기를 가속시켜 발진한다. 덕분에 기존 니미츠급 항모의 증기식 사출 장치에 비해 출격 횟수를 25%나 늘릴 수 있어 항모전단의 위력을 향상시켰다. 당연히 복잡한 증기식보다 신뢰성이 높고 증기압 미달로 인한 사출 불가능같은 문제도 발생하지 않는다.
전자기식 사출기는 증기식보다 부드러운 이륙을 가능하게해 조종사가 좀더 안정적인 자세에서 항모에서 이함하여 임무를 수행할 수 있다. 소음과 진동도 줄고 에너지 효율도 높다고 알려졌다. 또한 대형 증기 보일러가 필요없어 항모 공간활용도가 높아지고 사출에 필요한 증기관을 함수까지 가져갈 필요가 없어 증기배관 냉각 문제와 강도저하 우려도 없어 항모 설계에 유리한 것은 덤이다.
또한 강제 착륙장비의 설계 변경을 통해 착함시의 충격을 줄였다, 특히 증기기관이 없어지고 자동화 장비를 대거 도입 6천어명의 승조원이 필요한 니미츠급항모보다 25%가량 줄어든 4,660명만으로 작전행동이 가능하여 보급소요와 인건비가 대거 절감 된다.
다만 전자식 캐터펄트에는 많은 전기가 필요하다. 포드 함은 최신형 A1B 원자로 2기를 통해 동력을 20년간 무제한 공급받을 수 있습니다. 이 원자로 출력은 니미츠급 핵항모의 3배에 달해 발전 능력도 아주 높아 EMALS 운용에 문제가 없다, 전기식 사출기의 장점은 증기가 필요한 대형 증기터빈 대신 소형 가스터빈을 항모에 장착할 수 있어 소형항모에도 장착이 가능하다.
한편 전자기식 캐터펄트의 치명적인 결함이 전투기 이륙중 400번당 1번 나타나는것으로 밝혀졌으며, 이는 기준치인 4,166회중 1회에 훨씬 미달한다. 뿐만 아니라 레이더 시스템의 결함과 탄약보급용 엘레베이터의 결함이 있는것도 밝혀졌다. (https://www.bloomberg.com/news/articles/2016-07-20/navy-s-12-9-billion-carrier-isn-t-ready-for-warfare-memo-says 참고)
어쨋든 미국만이 건조하고 운용할 수 있는 배수량 10만1천600t급의 '슈퍼 핵항모' 포드 함은 미 해군의 11번째 핵 항모이자 사상 가장 큰 함정으로 초도작전능력(IOC)을 확보하면 오는 2021년부터 태평양 해역에 배치될 예정이다.
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