수중자율기뢰탐색체(AUV)_LIG넥스원

LIG넥스원이 체계개발 중인 수중자율기뢰탐색체_방위사업청

수중자율기뢰탐색체(AUV·Autonomous Underwater Vehicle)는 바닷속을 기 계획된 위치로 자율 기동하면서 수중에 부설된 기뢰를 탐색하거나 수중물체에 대한 감시·정찰 임무를 수행할 수 있는 수행 등이 가능한 수중무인체계로서 즉 무인잠수정(UUV·Unmanned Underwater Vehicle)이다. UUV는 크게 AUV와 원격으로 조종하는 ROV(Remotely Operated Vehicle) 형태로 나뉜다.

 

국내에서는 산·학·연 중심으로 수중 로봇 개발에 지속적인 관심과 노력을 기울여왔으며, 바닷속을 자율주행하면서 소나, 수중 초음파카메라 등을 활용해 기뢰를 탐색하는 무인잠수정을 지속적으로 개발해왔다.

 

특히 국방기술품질원의 신개념기술시범(ACTD, Advanced Concept Technology Demonstration) 사업의 일환으로 기뢰탐색 및 해저지형 탐색을 위한 수중탐색용 자율무인잠수정(2012~2014년) 개발을 성공리에 수행했다.

 

한화시스템이 주관한 이 사업에서 길이 2m이하, 중량 60kg이하의 규모에 전방감시소나, 장애물 회피소나, 측면주사소나, 광학카메라 등을 탑재하고 운용심도가 200m이내인 휴대용급 무인잠수정을 개발했다. 이 자율무인잠수정은 최초로 해군주관의 시험평가에 합격했다.

 

방위사업청은 이 기술들을 바탕으로 해군의 기뢰 대항작전 능력을 향상시켜줄 수 있는 성능의 ‘수중자율기뢰탐색체’를 개발할 수 있다고 판단하고 방위산업체에 연구개발사업을 발주했으며, 그 결과 2020년 12월 LIG넥스원이 선행연구를 주관했던 한화시스템을 제치고 사업을 수주했다. 개발은 2023년까지이며 예산은 약 120억 원 규모이다.

 

앞서 LIG넥스원은 2015년 국제해양 및 방위산업박람회(MADEX)에 무인잠수정 모델을 처음 소개한 후 2017년 서울 국제항공우주및 방위산업전시회(ADEX) 와 MADEX에도 잇달아 출품했다.

LIG넥스원이 2017년 MADEX에서 선보인 무인잠수정 모델.

LIG넥스원은 사보인 『근두운』 2021년 2월호에 게재한 ‘SMART NAVY를 선도하는 수중 무인화 기술’에서 자사가 개발할 AUV에 대해 다음과 같이 설명했다.

 

 

AUV는 탐색 구역이 설정되면 최적의 주행 경로를 생성하고 바다에 진수 후 정해진 경로를 따라 자율주행한다. 바닷속은 다양한 구조물이 존재하고 시야가 확보되지 않으며 조류에 따라 상황이 계속 변하기 때문에 자율주행을 위해서는 고도의 기술이 필요하다. 특히 임무 구역의 지형 정보, 조류 상황 등 제약 조건을 사전에 고려해야 한다. 자율주행 중 수중의 지형 장애물 및 부유 장애물에 대한 충돌 회피는 필수적인 기능이다.

 

수중복합항법은 자율주행을 가능하게 하는 기술로 수중에서 전파를 사용하는 위성항법(GPS)은 사용할 수 없기 때문에 관성항법(INS·Inertial Navigation System)과 추측항법(DR·Dead Reckoning)을 결합한 형태의 수중항법을 적용한다.

또한 AUV는 측면주사소나와 초음파카메라 등 임무센서를 통해 탐색하고 그 결과 획득한 영상은 AI기술이 적용된 ATR(Autonomous Target Recognition 자동표적인지)을 적용해 자동으로 표적을 식별해 분류할 계획이다.

LIG넥스원이 개발할 AUV의 임무수행 개념도.

▶ 주요특징

Detecting & Acquisition

→ 소나, 카메라 등 정밀 센서를 통한 목표물 탐지 및 식별 기능

Autonomous Maneuver

→ INS 및 DR 복합항법 적용으로 정밀 자율주행

RF and Communication

→ 지휘통제 및 데이터 전송을 위한 RF 및 수중통신

 

우리 군은 현재 소해함, 기뢰탐색함 등 군인이 직접 탑승하여 운행하는 함정에 설치된 소나(SONAR·Sound Navigation and Ranging 음파에 의해 수중 목표의 방위 및 거리를 알아내는 장비를 의미하며 음향탐지장비)를 활용하거나 폭발물 처리 대원이 직접 육안으로 기뢰를 탐색해 왔으며, 이러한 방식은 기뢰탐색에 장시간이 소요되고 인명 피해의 우려도 매우 컸다.

수중자율기뢰탐색체가 우리 군에 작전배치되면, 함정이나 폭발물 처리 대원을 활용하는 현재의 대기뢰전(기뢰를 탐색하고 제거하는 해군의 군사작전)에 비하여 시간을 대폭 단축할 수 있으며, 인명 피해에 대한 우려 없이 안전하고 효율적으로 기뢰탐색 작전을 수행할 수 있게 된다. 또한, 유사시 적군의 특수부대 침투 예상 해역 등에 대한 수중 감시 및 정찰이 가능하며, 필요시 해난사고 구조작전을 위한 수중탐색과 주요 항만 등에 대한 해양정보수집(해저면 지형정보 등)에도 활용할 수 있다.

 

■ 용어 해설

수중 자율 기뢰 탐색체

水中自律機雷探索體

수중에서 자율적으로 기동하면서 수중에 부설된 기뢰를 탐색하거나 수중 물체에 대한 감시와 정찰 임무를 수행한다.

『국방과학기술용어사전』, 2017, 국방기술품질원

 

무인잠수정

무인잠수정은 장시간 수중에 체류하면서 탑재된 센서를 이용하여 관심 표적이 발생시키는 소리를 듣고 휘협 세력이 있음 탐지하거나, 오랫동안 해양 환경 데이터를 수집하여 작전 정보로 제공한다. 아군 함정의 기동에 치명적으로 방해가 되는 기뢰를 발견하여 제거하는 임무도 수행한다. 또한 적 잠수함이나 수상함에 ？벼을 가할 수 있는 연안에서의 전투임무 지원이 가능하다.

 

이와 같이 상륙함 및 전투함에서부터 잠수함에 이르기까지 다양한 플랫폼으로부터 전개될 수 있는 능력을 이용하여 대기뢰전(MCM·Mine Countermeasure ), 정보·정찰·감시(ISR·Intelligence, Surveilance & Reconnaissance) 해양정보조사, 대잠수함전 (ASW·Anti-Submarine Warfare) 통신·항해지원, 정보작전, 감시/식별, 물자수송, 시한 타격 등의 다양한 작전과 임무를 수행할 수 있다.

 

신개념 기술 시범

Advanced Concept Technology Demonstration

민간 분야에서 이미 성숙된 기술을 활용하여 새로운 개념의 작전 운용 능력을 갖는 무기 체계 또는 핵심 구성품을 개발하여 군사적 실용성 평가를 통하여 3년 또는 4년 이내의 단기간 도입하는 사업. 우수한 기술 개발 성과를 합동 요구 능력을 갖는 긴요 전력으로 신속히 전력화하는 데 목적이 있다. 『국방과학기술용어사전』