노스롭그루먼이 제작한 초대형 수중 드론(XLUUV) 만타레이


미국은 한 해 국방비로만 1000조원 이상을 쏟아붓는다고 해서 '천조국'으로 불린다. 이 막대한 국방비의 3분의1 이상을 해군에서 집행한다. 육군, 해군, 공군, 해병대, 해안경비대, 우주군 등 미국의 6군 체제에서 해군이 으뜸이라는데 이견이 없다. 워싱턴DC에서 차량을 동쪽으로 타고 1시간20분을 달리면 미 해군력의 근본 도시 아나폴리스가 나온다. 지구 최정예 해군 장교를 육성하는 미국 해군사관학교도 아나폴리스의 자랑이다. 이곳에서도 가장 바다이야기하는법 은밀한 곳인 샌디포인트주립공원 내 인적의 발길이 닿지 않는 곳에 비밀스럽게 위치한 노스롭그루먼 해양 연구개발(R&D) 센터를 최근 한국 언론 최초로 다녀왔다. 
부력엔진·하이브리드 추진…수중전의 게임체인저
메릴랜드주 동서 해안을 잇는 길이 6.946㎞의 체서피크베이 브릿지를 정면으로 마주하는 장엄한 광경한 펼쳐지는 곳에서 백경릴게임 세계 최고의 해양 무기 엔지니어들이 전에 없던 초대형 수중 드론(XLUUV) 만타레이 제품 제작에 몰두하고 있었다. 철저한 신분 확인과 가방 검사, 몸 수색을 거쳐 R&D 센터로 진입하자 가오리 형태의 만타레이가 로비 정중앙에서 존재감을 드러냈다. 수중 드론의 형태는 대다수가 직선형인 탓에 만타레이의 기이한 디자인은 핵 전략 폭격기 B-2 스피릿을 연상시 바다이야기부활 켰다.
이곳에서 만난 크리스토퍼 윌리엄스 노스롭그루먼 만타레이 총괄수석 엔지니어는 만타레이의 강점으로 모듈식 설계를 꼽았다. 그는 "만타레이는 여러 구간으로 나눠 제작돼 볼트로 간단히 결합할 수 있고 다시 분리해 전 세계 어디든 컨테이너로 쉽게 운송할 수 있다"며 "해군 부두에서 크레인과 일반 장비만으로 빠르게 재조립하는 것이 가능하다"고 오리지널바다이야기 말문을 열었다. 지금까지도 만타레이는 사진 서너 장만 일부 공개됐을 뿐 제원과 속도, 임무 지속 시간, 항속 거리, 탑재 장치 및 핵 무장 탑재 여부, 가격 등 상세한 정보는 비밀에 부쳐진 상태다. 노스롭그루먼은 이날 한국경제신문에 처음으로 개발 과정과 일부 스펙을 공개했다.
만타레이는 현장에서 인력이 직접 물류 지원을 할 필요 없이 장 사이다쿨 거리·장기간 작전 수행이 가능하다. 1년 가까이 한 번도 물 밖으로 안나와도 될 정도로 잠수 기간이 길다. 사실상 지구상 해저 전 지역이 작전 가능 구역이란 얘기다. 윌리엄스 엔지니어는 "작전상 필요하다고 판단하면 특정 지역으로 이동해 정박한 뒤 전원을 꺼둔 채 '동면' 상태로 있다가 필요할 때 깨어나 임무를 수행한다"며 "이는 다양한 작전 체계 수립을 돕는다"고 말했다.



미국 DARPA 박사들과 노스롭그루먼 엔지니어들이 만타레이 수중 시험을 앞두고 최종 점검을 하고 있다. DB금지





만타레이가 시운전을 위해 바다에 투입되고 있다.


10명 안팎의 엔지니어로 시작한 개발팀은 처음부터 디지털 방식을 사용했다. 윌리엄스 엔지니어는 "초기에는 임무 시스템 분석과 매개변수 모델링을 했고 이후 단계에서는 가상현실(VR)을 활용해 설계, 승인, 조달, 제작까지 모든 과정을 디지털로 연결했다"며 "소프트웨어(SW) 개발은 '애자일'과 '데브섹옵스'를 적용했다"고 설명했다. 개발의 모든 단계에 보안 자동화를 내재화해 보안 문제를 해결했다는 뜻이다.
동력은 '부력 기반 글라이더 추진 방식'을 사용한다. 그는 "모든 글라이더는 위쪽과 아래쪽에서 부력을 바꾸면서 물속을 순환시킨다"며 "부력을 변화시키는 방법을 공개할 수는 없지만 그 움직임을 가능하게 하는 건 '부력 엔진(buoyancy engines)'을 사용했다는 점"이라고 강조했다. 부력 엔진은 잠수정이나 수중 드론이 물속에서 뜨고 가라앉는 힘을 자유자재로 조절하는 엔진이다. 내부의 물이나 공기 양을 바꿔서 전체 밀도를 바닷물보다 가볍게 만들면 위로 떠오르고 무겁게 만들면 아래로 가라앉는다.
이렇게 만들어진 상하 운동에 날개를 달면 단순히 오르내리기만 하는 게 아니라 사선으로 움직이며 앞으로 나아간다. 윌리엄스 엔지니어는 "만타레이 같이 대형 시스템에 부력 기반 글라이더 추진 방식을 적용하는 건 전례 없는 독창적인 기술"이라고 목소리를 높였다. 만타레이는 부력 엔진 뿐만 아니라 '하이브리드 추진 체계' 방식을 사용한다. 부력 추진에 더불어 해류의 흐름을 이용해 날개에 달린 프로펠러를 돌려 필요할 때는 더 빠르게 이동할 수 있다. 배터리, 연료 전지, 내연 기관을 사용하는 기존의 무인 드론과 달리 핵잠수함처럼 장시간 재보급 없이 임무 수행도 가능하다.



노스롭그루먼이 제작한 초대형 수중 드론(XLUUV) 만타레이





수중 투입을 앞두고 조립이 완성된 모습


수중 드론 개발에 치열한 경쟁
노스롭그루먼이 만타레이 개발에 사활을 건 이유는 각국이 수중 드론 개발에 치열한 경쟁을 벌이고 있어서다. 미국을 비롯해 영국, 호주, 북한, 캐나다, 프랑스, 인도, 이란, 이스라엘, 노르웨이, 러시아, 우크라이나 등이 수중 드론 개발에 국방비를 쏟아붓고 있다. 중국은 지난 9월3일 승전 80주년 열병식에 핵 탑재가 가능한 초대형 무인 잠수정을 공개하면서 수중 드론이 새로운 핵 공격의 선택지가 될 수 있음을 시사했다.
윌리엄스 엔지니어는 수중 드론이 미래 해양전의 게임체인저가 될 것이라고 단언했다. 그는 "해저 깊숙한 곳에서의 위험한 상황에서 선원을 대신할 수 있는 무인 체계의 활용은 확대될 수밖에 없다"며 "만타레이는 인간이 가장 힘들어하는 '지루하고 위험한' 임무를 수행하는 데 적합하다"고 했다. 전력화 이후 한국 정부가 원할 경우 구매가 가능한지 묻자 "지금 현재는 계획에는 없다"면서도 "미국 정부의 수출 승인이 나면 검토해볼 수 있을 것"이라고 여지를 남겼다. 국내 한 방산 전문가는 "한반도 주변 심해는 강대국 수중 드론 경쟁의 각축장이 되고 있다"며 "한국도 현재 진행 중인 우리의 무인 잠수정 개발에 박차를 가해 실전적인 전투용 수준드론을 빠른 시간 내에 전력화해야 한다"고 했다.



DARPA 프로그램 매니저인 카일 워너 박사(오른쪽)가 노스롭그루먼 팀의 한 구성원과 만타레이 기체 위에서 대화를 나누고 있다.


아나폴리스=강경주 기자 qurasoha@hankyung.com