中제해권도 없으면서 핵항모는 왜 만들려고 하는 걸까

中제해권도 없으면서 핵항모는 왜 만들려고 하는 걸까

중국해군이 핵추진 항모(이후 ‘핵항모’) 건조를 공론화하고 있다. 
지난 9월 19일자 영국 『제인국방주간(JDW)』은 중국 군사 온라인 사이트 기자 보도 내용을 근거로 “중국 해군이 세계 최초로 해군 군수지원함 추진체계를 핵으로 채택할 예정이며, 이를 위해 중국선박중공집단공사(中國船舶重工集團公司: CSIC) 산하 제719호 연구소가 주관하여 함정용 핵원자로를 독자적으로 개발하고 있어 이를 토대로 핵항모를 건조할 예정이다”고 보도하였다.

중국 제719호 연구소는 그 동안 중국 해군의 핵잠수함 건조를 주도하였으며, 최근엔 남중국해에 건설된 7개 인공섬에 전원을 공급하기 위해 남중국해에 2020년에 건설할 ‘해상 부유 핵발전소(floating nuclear-powered platform)’를 주도하고 있는 핵 전문 연구소이다.

군사전문가들은 중국 해군이 랴오닝 항모를 훈련용으로 사용하여 항모 운용 능력을 향상시키는 가운데, 8∼10만톤 규모 핵항모 건조를 추진하고 있다고 평가한다.

우선 지난 9월 26일자 영국 『제인국방주간』은 중국 해군 공식 웹사이트 사진과 자료를 근거로 지난 9월 중순에 중국 해군이 랴오닝 함재기 J-15가 방어 및 공세작전을 수행하기 위한 야간 이착륙 훈련에 성공하였으며, 야간 착륙을 위해 랴오닝 함미 갑판에 각종 이륙 보조용 신호장치를 추가로 설치하였다고 보도하였다.

다음으로 지난 2월 28일자 『로이터(Reuter)』사는 중국 해군이 독자형 3번 항모부터 핵추진체계를 탑재할 것으로 보도하였으며, 이후 미 Military & Intelligence, The National Interest 등의 군사저널에 중국 해군 핵항모 건조 가능성을 다룬 논문들이 발표되고 있다. 이제 중국 해군의 핵항모 건조는 기정사실이다.

하지만 일부 군사전문가들은 중국 해군의 핵항모 운용 개념이 애매모호하며, 미 해군이 최초 핵항모 엔터프라이즈함을 1961년에 완성한 이래 무려 60여 년간 걸린 핵원자로의 항모 탑재를 어떻게 기술적으로 원만히 추진할 지가 의문이며, 아마도 미 해군과 같이 향후 60년 이상의 기간 동안 수 많은 시행착오를 거칠 것으로 본다.

우선 어떤 형태의 핵항모인가이다.

군사전문가들은 Type 001형 랴오닝과 Type 001형 항모와 달리 핵항모는 8∼10만 톤 규모로 60∼70대 함재기, 탑재 무장 그리고 스팀사출 및 착륙기어 방식(CATOBAR) 또는 전자기 이륙(EMALS)과 첨단 착륙기어 방식(AAG)의 성능을 갖추는 것으로 예상하고 있다. 특히 중국 내 전문가들은 CATOBAR, EMALS와 AAG 방식을 채택해야 한다고 강조하며, 이를 위해 반드시 핵항모가 되어야 한다고 주장한다.

이에 군사전문가들은 중국 해군이 Type 003형부터 핵항모 형태로 건조할 것으로 보고 있다. 이유는 간단하다, 재래식 출력 방식으로는 도저히 감당이 되지 않아 고출력을 생산하는 핵원자로가 적용되어야 하기 때문이다. 중국 해군이 EMALS와 AAG 조건 모두를 원하고 있는 한, 중국 해군의 핵항모 건조는 불가피한 선택일 것이다.

그러나 핵항모 운용 개념이 애매하다. 즉 어디에 사용할 것인가이다. 미 해군 핵항모는 세계 어느 해역에서든 미 군사력 투사를 위한 전력이며, 유사시 상대국 영해 12마일까지 접근하여 내륙까지 군사력을 투사한다. 그러나 이를 위해서는 상대국 인접 해역에서의 해양통제(sea control)가 전제되어야 한다.

중국 해군이 핵항모를 국가 자존심에만 집착하여 무리하게 건조하면서, 핵항모 운용을 위한 해양통제 개념이 없으면, Type 092형 샤(夏)급 전략핵잠수함(SSBN) 운용과 같은 꼴 나기 십상이다. 즉 중국 해군이 핵항모를 건조해 운용하려고 해도 핵항모가 투입될 해역에서의 ‘해양통제’가 전제되지 않으면 작전투입이 어렵다는 것이다.

실제 중국 해군 샤(夏)급 SSBN은 원해상 해양통제가 확보되지 않아, 작전구역을 황해(西海)로 국한하였으며, 그나마 핵원자로 문제로 1척이 손실되어 겨우 1척만 운용되고 있다.

오히려 재래식 항모가 유용하다고 볼 수 있다. 재래식 항모는 대부분 과거 서구 식민지 확장 전쟁으로 남은 해외 영토 또는 식민지 관리를 위한 해외 원정작전이 주요 목적이다. 즉 해외 영토를 인접국이 위협하거나 식민지에서 내란 등이 발생하는 상황에 대비하여 상시 배치를 위해 항모를 운용하는 것이다. 영국, 프랑스 그리고 브라질 해군이 대표적 사례이다.

이에 따라 근대기 해외 식민지 확보 경험이 없는 중국이 일대일로(一帶一路, BRI) 전략에 따른 중국 국영기업체들의 해외 사업 진출과 중국의 해외투자 자본 보호를 위해 핵항모를 갖고자 하는 것은 과도한 의욕으로 볼 수 있을 것이다.

설사 중국 해군이 핵함모를 국가 자존심으로 간주해 무리하게 추진해도 세계 어느 해역이든 핵항모를 미 해군과 같이 자유롭게 투입하기 위한 해양통제권을 장악하는 것은 현실적으로 무리가 있다.

이점에서 중국 해군의 핵항모 확보는 너무 비싼 투자이며, 중국 군사 위협론으로 귀결될 가능성이 크다는 의견이 지배적이다. 특히 미중 간 경쟁 또는 미국 따라 가기 식의 핵항모 건조라면 더욱 문제가 크다. 즉 쓸데없는 미국과의 군비경쟁에 돌입해 보아야 국력 낭비에 따른 국가 몰락으로 귀결될 가능성이 높기 때문이다. 1990년 예상치 못한 구소련의 붕괴가 이를 대변해 준다.

그럼 기술적으로 가능한가이다. 답은 무수한 문제가 산재되어 있다는 부정적 평가이다.

우선 중국 해군은 구소련 모방형인 가압수형 원자로(Pressurized Water Reactor: PWR)를 핵잠수함에 탑재하고 있으나, 이를 핵항모용으로 전환이 어렵다. 가압수형 원자로는 고농축 우라늄 연료를 58MW 출력을 터보-전기(turbo-electric)를 이용하여 스크류를 돌리는 단순한 체계이다. 즉 핵원자로 1기만 설치하는 핵잠수함 핵원자로는 비교적 간단하다는 것이다.

그러나 항모에 핵원자로를 탑재하는 것은 차원이 다른 이야기이다. 우선 핵잠수함과 비교시 2기가 탑재되어 좌우현 간 균형 유지가 필요하며, 최소 200MW 이상의 출력을 생산해야 한다. 만일 중국 해군이 핵항모에 EMALS와 AAG 체계를 설치하면, 700MW 정도의 출력이 요구된다.

실제 미 해군 최초 핵항모인 엔터프라츠 핵항모는 8기 A2W 핵원자로로 210MW 출력을 냈고, 니미츠급 핵항모는 2기 A4W 핵원자로로 550MW 출력을 냈으며, 제날드 포드급 핵항모는 2기의 A1B 핵원자로를 탑재해 700MW 출력을 내어 33노트 속력을 낸다. 중국 해군도 마찬가지 일 것이다.

만일 중국 해군이 포드급 핵항모에 맞추려면, 기존 핵잠수함 출력의 10배 이상 핵원자로를 중국 해군이 원하는 핵항모에 탑재해야 하며, 이를 위해 완전 밀폐된 공간을 확보해야 한다. 이는 고도의 핵기술이 필요한 분야이다.

또한 핵항모의 출력 전달 방식이 잠수함용 터보-전기식이 아닌, 스팀 터빈(steam-turbo)식으로 이를 통해 핵항모의 4개 스크류에 균등하게 전달해야 한다. 그래도 여기까지는 기계적인 문제로서 중국 해군이 어느 정도 해결할 수 있는 분야로 볼 수 있다.

그러나 기계적 문제 보다 더 중요한 것이 핵원자로 운용, 보수 및 관리이며, 이는 중국 해군 능력만으로는 어렵다. 우선 지상 핵원자로와 달리 함정용 핵원자로는 밀폐된 공간에 설치하여 신뢰도 높은 방사선 차단, 자체 수리 및 보수 능력을 갖추어야 한다. 지상 핵원자로와 달리 해상에서 제한된 기간과 공간에서 운용되기 때문이다.

이는 미 해군이 왜 8기 A2W 핵원자로를 탑재한 엔터프라이츠급 핵항모를 1척만 건조하고 바로 2기의 A4W를 탑재한 니미츠급 핵항모로 전환하였는가에 대한 답이다. 즉 중국내에 미 웨스팅하우스(Westinghouse) 또는 벡텔(Bechtel)사와 같은 민간 핵원자로 생산업체가 있어야 한다는 논리인데 불행히 현재 중국은 국영기업체인 중국핵공업집단공사(中國核工業集團公司: CNNC)가 유일하여 핵안전 관련 국제적 표준화가 아직까지 되지 않은 것으로 알려져 있다.

이미 중국 해군은 58MW 출력의 PWR 1기를 개량형 진(晉)급 전략핵잠수함에 탑재해 난관에 봉착해 있다. 진(晉)급 전략핵잠수함이 톤수를 확장하였으나, 여전히 핵원자로 출력이 낮아 문제인 것으로 알려져 있다. 특히 진(晉)급 전략핵잠수함에 탑재한 잠수함 탑재 탄도 미사일(SLBM) JL(距悢)-2가 샤급 전략핵잠수함에 탑재한 구형 JL-1 보다 크고 무거워 더욱 큰 출력을 요구하고 있으나. 이에 적합한 독자형 핵원자로를 아직까지 개발하지 못한 것으로 알려져 있다. 이는 영국 『제인해군연감(Jane's Fighting Ships)』에 공개된 진(晉)급 전략해잠수함의 핵원자로 출력이 알려지 않는 이유로 알려져 있다.

특히 핵원자로의 소형화와 안전도는 가장 중요한 요인이며, 이는 아무도 장담을 못하는 분야이다. 이를 위한 밀폐된 공간 확보가 핵항모 설계의 핵심이며 소형화된 핵원자로일수록 공간을 적게 차지해 핵항모 전체 설계에 큰 영향을 준다. 또한 핵원자로와 스팀-터빈을 좌우현에 설치하는 경우(이는 대부분의 핵항모에 핵원자로가 2대가 탑재되는 주된 이유임) 이들 간에 거의 완벽한 동조가 되어야 한다. 이는 핵원자로 1대만 탑재하는 핵잠수함과는 또 다른 첨단 운용술과 경험이 필요한 이유이다.

심지어 미 해군조차도 아직까지 핵원자로 안전문제와 스크류 소음 발생 문제를 완전히 해결하지 못하고 있는 것으로 알려져 있다. 이는 미 해군이 엔터프라이즈급 핵항모 건조부터 무려 60년 동안 많은 시행착오 과정을 거쳐 세계에서 가장 안전하고 신뢰성이 높다는 미 벡텔사(Bethtal)가 개발한 A1B 핵원자로를 제날드 포드급 핵항모에 탑재한 이유이다.  

또 다른 문제는 핵원자로에서 생산한 전원을 어떻게 안정되게 항모에 배분하는가이다. 통상 항모는 4개의 스크류를 돌리기 위한 스팀-터빈, 감속기어, 함재기 탑재 및 이륙과 착륙장비 운용을 위한 균형되고 안정된 전원 공급이 관건이다. 특히 4개 스크류에 연결된 스팀터빈과 감속기어에 균일된 전원을 공급하는 것은 가장 핵심적 문제이다. 아울러 EMALS와 AAG 운용을 위한 안정된 전원 공급이 필요하다. 이를 위해 핵추진체계에서 생산된 전원을 통합하여 균형되게 재분배하는 전원장치(IDES)가 핵심이며, 중국 관영 『환구시보(環球時報: Global Timers)』는 지난 7월 중순에 중국 해군대학 전기연구소 연구원이 이를 개발하였다면서 시진핑(習近平) 주석이 기술학사 명예를 직접 수여하였다.

향후 중국 해군이 선택할 수 있는 핵항모 건조 방안은 다음과 같은 4가지일 것이다.

첫째, 중국 해군 핵전략잠수함 핵원자로를 항모용으로 사용하는 방안이다. 그러나 출력이 낮아 실현 가능성이 없다. 잠수함은 수중에서 부력을 받아 58MW 출력 정도로 운용이 가능하나, 항모의 경우 자체 배수톤수, 함재기와 무장 용량까지 더하면, 700MW 정도가 요구된다. 8000톤급 샤(夏)급 및 진(晉)급 핵전략잠수함용 핵추진체계를 항모용으로 그대로 적용할 수 없다는 것이 군사전문가들의 일반적 판단이다.

둘째, 냉전시 구소련이 건조하려다 중단한 8만5천톤 규모의 핵항모 Ulyanovsk함 설계와 핵원자로를 그대로 도입하는 것이다. 지난 5월 26일자 『Asia Times』지는 1988년에 구소련 해군이 흑해에 위치한 체모모르스키 조선소(Chemomorsky Shipyard, 현재는 흑해 조선소)에서 Ulyanovsk 핵항모를 건조하였으나, 1990년 구소련이 붕괴되어 20% 진도로 폐기되었다면서 중국 해군이 중단된 Ulyanovsk함 설계와 핵원자로 개념을 활용할 가능성이 있다고 보도하였다. 그러나 너무 구형이다.

셋째, 미 해군과 프랑스 해군 핵항모 유형으로 바로 넘어가는 것이다. 일부 군사전문가들은 기왕 서구형을 따라 잡는 전략이라면 미국과 프랑스 해군의 모델을 그대로 답습해야 한다는 논리이다. 일부는 맞는 말이나, 그리 쉽지 않은 과정과 절차일 것이며, 중국 해군이 미국과 프랑스로부터 기술과 노하우 등을 습득하기는 어려울 것이다.

넷째, 지난 7월 2일자 중국 관영 『인민군사망』은 중국 해군의 핵추진 항모 건조를 지원하기 위해 지난 6월 21일에 중국핵공업집단공사(中國核工業集團公司: CNNC)가 3만톤 규모의 핵쇄빙선 건조를 주문하였다면서 러시아와 유사하게 이를 자연스럽게 핵항모 추진체계로 적용할 수 있을 것이다고 평가하였다.

이에 군사전문가들은 중국 해군이 쇄빙선 핵원자로 설계 기술, 운용 노하우 그리고 핵항모 설계 자료를 활용하여 미래 핵항모 건조로 연결하는 단계적 과정을 거치는 것은 일리가 있다고 긍정적으로 평가한다. 실제 핵쇄빙선 건조에 중국핵공업집단공사(中國核工業集團公司: CNNC)가 직접나서는 것을 고려시 그렇게 진행될 가능성이 높다.

마지막 관건은 중국 조선소 능력이다. 중국은 2곳의 조선소에서 항모를 건조 중이다.

첫째, 중국 CSIC 조선소 산하 다롄(大連) 조선소에서 Type 001, Type 001A형 항모를 건조하였다. 이들은 모두 러시아형 또는 부분적 개량형으로 기술적 문제가 크게 없었던 것으로 알려져 있으며, 이를 바탕으로 Type 055형 1만톤급 구축함을 건조하고 있다.

둘째, 중국선박공업집단공사(中國船舶工業集團公司: CSSC)사 산하 상하이(上海) 장난(江南) 장싱다오(長興島) 조선소이다. 현재 이 조선소는 Type 002형 항모가 건조되고 있으나, 이착륙 장치 방식 결정이 늦어져 전체적인 건조 일정이 연기되고 있는 것으로 알려져 있다.

특히 이들 중국 CSIC와 CSSC 조선소 모두 핵항모의 핵연료 재공급 작업을 위한 8만톤 크기의 건선거(乾船渠: drydock)을 갖고 있어 핵항모 정기수리 및 4∼5년 마다의 핵연료 재공급이 가능하며 이들 조선소 모두 국제표준화기구(ISO) 인증을 받았다.

특히 대부분 군사전문가들은 CSIC 산하 다롄 조선소를 핵항모 건조를 위한 가장 유력한 조선소로 든다. 이유는 Type 001형 랴오닝 항모를 건조하면서 설계 노하우를 갖추고 있으며, 핵원자로를 설계할 제719호 연구소와 중국 해군 핵잠수함을 모두 건조한 후리다오(葫葔島) 보하이(渤海) 조선소와 인접성이 있기 때문이다.

궁극적으로 중국 군사 위협론이 점차 부각되는 가운데, 과연 중국 해군이 핵항모 운용 개념을 정립하여 여러 가지 기술적 문제들을 해결해 Type 003형부터 핵항모로 건조할 수 있는가에 대해서는 여전히 부정적이다. 그러나 만일 중국 해군이 이러한 문제를 해결하여 핵항모를 건조하면, 이는 미 해군에게는 악몽(Nightmire)일 것이라고 지적한다. 하지만 중국 해군에게도 수 많은 문제와 과제를 줄 것이다. 
글=윤석준 한국군사문제연구원 객원연구위원 
정리=차이나랩

윤석준은
한국군사문제연구원 객원연구위원이자, 예비역 해군대령이다. 2011년 12월31일 제대 이전까지 수상함 전투장교로 30년 이상 한국해군에 복무했으며, 252 편대장, 해본 정책분석과장, 원산함장, 해군본부 정책처장, 해본 교리발전처장 및 해군대학 해양전략연구부장 등을 역임했다.