제럴드 R. 포드급 항공모함

제럴드 R. 포드급 항공모함 Gerald R. Ford-Class Aircraft Carrier
선도함 제럴드 R. 포드의 개념도
선박 정보
종류	핵추진 항공모함(CVN)
건조	3척
운영	미국
진수	1척
취역	1척
퇴역	2050년 이후
제원
엔진	가압수형 원자로
속도	35 노트
무장	ESSM 팰렁스
항공기	F-35C,F/A-18 슈퍼호넷 등 70~90대의 전투기,공격기,조기경보기 등
전장	334m
선폭	76m
배수량	10만톤 11만 6000톤 (만재)

제럴드 R. 포드급 항공모함은 미국의 핵추진 항공모함이다.

미 해군의 차세대 핵추진 항모인 제럴드 포드급은 니미츠급 항공모함을 바탕으로 대형화된 선체에 21세기 개발된 최신 사항들을 집약한 항공모함이다. 전체적인 형상은 니미츠급과 매우 유사하나, 상당한 기술적 진보를 이룬 것이 특징으로 근미래 항모 전력의 핵심이다.

개요

니미츠급(위)과 제럴드 포드(아래)

제럴드 R. 포드급은(이하 포드급)미국의 최신 핵추진 항모로 니미츠급을 이어 미 해군 항모전단의 주역으로 운용될 함급이다.

외형이 말해주듯 니미츠급과 기본 선체 설계는 공유하지만 보다 거대해진 규모와 함께 현대화된 최신 기술들이 녹아든 함급이라는 것이 특징으로, 구 냉전 시대 운용된 니미츠급에서 만족하지 않고 심화되는 경쟁국들의 위협에 맞서 새로이 변화되는 근미래 해상 전장에서 제해권을 유지하기 위해 건조가 진행중이다.

그만큼 미 해군이 해당 함급에 거는 기대는 크다고 할수 있으며 거기에 비례해 15조원에 달하는 획득 비용은 최강을 지향하는 포드급의 의지를 보여준다.

특히 겉보기엔 변화가 없어보이지만 전자기식 사출기와 신형 원자로를 비롯해 새로 도입되는 전기 추진기관, 스텔스 설계 및 신형 전투체계, 그리고 5세대 함재기까지 많은 부분에서 니미츠급을 능가하는 차세대 전력으로 설계되었고 기존 핵추진 항모에서 문제가 되었던 결함들을 대폭 수정하였다.

그러나 새로운 시도에 따른 문제점 역시 발목을 잡고 있으며 몇몇 결함과 전투 부적합 판정같은 사건들은 포드급이 넘어야 할 사항이기도 하다.

포드급은 전장 332미터에 폭 87미터(비행갑판), 만재 배수량이 10만 톤이 넘는 거함으로 엔터프라이즈와 니미츠급을 능가하는 사상 최대의 항공모함이며 그에 걸맞게 60~70기, 최대 90대 이상의 항공기를 운용할수 있다.

초도함인 제럴드 포드가 퇴역한 엔터프라이즈를 대체하고 2번함 케네디가 니미츠를 대체하며 항모 전력의 세대 교체와 11척 항모 체제를 유지해 나갈 계획이며 2050년 이후까지 미 해군에서 운용할 계획이라 지속적인 개량이 진행될 것이다.

함급명의 유래는 미국의 38대 대통령 제럴드 R. 포드로, 2번함은 35대 대통령 존 F. 케네디의 이름을, 3번함은 무려 CV-7과 CVN-65의 함명을 승계하는 엔터프라이즈로 함명이 예정된 상태다.

건조

독에서 건조중인 포드함

냉전기 중, 후반 취역한 니미츠급 항공모함은 개발 당시 뿐만 아니라 지금 현대 무기 개발에 와서도 현대적인 설계사상을 반영한 부분들이 많은 걸작으로써 21세기까지 전 세계의 바다를 누비며 위력을 발휘해 왔다.

그렇게 2010년대에 들어서면서 비약적으로 발전하는 군사 기술은 신냉전의 도래와 함께 심화될 경쟁국의 도전을 압도하고 제해권을 유지하기 위해 새로운 해상 전력으로 선도할 필요가 있었고 핵추진 항공모함은 그 핵심이었다.

더욱이 니미츠급 항공모함들은 최후기형 조지 W. 부시까지 개량이 지속되며 함의 확장성 부족이 가시화 되던 상태였고 이에 더 이상의 개량은 의미가 없다는 것을 깨닫고 있던 미 해군은 이참에 새로운 항공모함을 건조함으로써 적극적으로 신기술들을 반영, 성능적 우위를 달성하고자 하였다.

설계와 성능

항공

선수에서 바라본 비행갑판

제럴드 포드급은 대전기 이후 미 항모의 기본인 사출기와 강제 착함 방식의 이착함 구조를 띄고 있는 CATOBAR 항공모함으로 비행갑판엔 4개의 이함용 사출기와 경사갑판을 갖추고 있다.

전체적으로 비행갑판의 형상과 배치는 이전 니미츠급과 유사하나 대형화된 규모의 너비와 격납고로 항공기 운용능력은 향상되었고 전장 332미터, 폭 87미터로 확장되며 평균 60~70대의 함재기를 탑재하고 최대 90대가 넘는 항공기를 운용 가능한 항공력을 갖췄다.

그러나 가장 큰 변화는 항모의 활주로나 다름없는 핵심인 이착함 체계로, 선수 2개와 경사갑판 활주로에 2개인 총 4개의 사출기의 배열 구조, 그리고 4열 어레스팅 와이어가 배열된 경사갑판 활주로는 이전 슈퍼케리어들의 구조를 따라가지만 이를 형성하는 기술은 새로운 것이다. 그 중 주목할 부분은 이함에서 증기식 사출기와 유압 제동식 착함이라는 조합 대신 전자기력을 이용하는 전자기식 사출기(일렉트로 펄트)의 배치와 로터리식 에너지 흡수 제동 방식으로 변경된 부분이다.

이함 부분에서 포드급의 전자기식 사출기(EMALS)는 원자로에서 생성된 고온ㆍ고압의 증기를 충전했다 항공기를 쏘아내듯 발진시키던 기존방식과 달리 사출기 선로에 전자기력을 발생시켜 그 힘으로 함재기를 밀어 가속하는 방식으로, 일종의 작은 자기부상열차에 가깝다고 볼 수 있다. 이렇게 전자기식 사출기 4기는 함수와 경사갑판에 각각 2기씩 위지하며 포드급의 비행갑판에선 5초당 1대씩 분당 15대의 항공기가 발진이 이루어지며 속도는 니미츠급 항공모함과 동등하거나 보다 신속한 출격이 가능하다.

무엇보다 전통적인 증기식 사출기에서 압력이 충분치 못하여 발생하던 콜드 샷에 대한 사고를 줄이고 강한 압력으로 사실상 항공기를 사출시키는 증기식 사출기 대비 기체에 가해지던 무리한 충격을 줄일 수 있게 되었다. 또한, 증기식 사출기는 원자로와 연동되며 자중도 1000톤 이상 나가는 복잡한 구조물인 것과 달리 비교적 간단한 전기 시설장비로만 운용할 수 있는 전자기식 사출 체계는 항모에 가해지던 부담을 경감시켜준다.

착함 부분에선 함재기가 후크를 어레스팅 와이어에 걸어서 제동시키는 방식은 동일하나 유압식으로 작동하여 와이어를 당겨 속도를 빼앗는 어레스팅 기어에서 벗어나 신착함 체계인 AAG(Advanced Arresting Gear)는 어레스팅 에너지 흡수식 로터리 엔진을 구동시켜 함재기를 강제 정지시키는 방식을 사용한다. 이 방식 역시 이함 시 전자기식 사출기가 함재기에 가해지는 부담을 크게 줄인 것처럼 착함시 가해지는 충격 또한 억제할수 있는 장점이 있다. 다만 이 체계의 안정성은 입증되지 않았고 무인기 운용에도 적합하지 않는다고 한다.

비행갑판의 용적 확장도 함께 진행되어 함재기의 운용 능력을 보다 효율적으로 운용할 수 있도록 설계되었다.

포드급의 함교 아일랜드는 니미츠급 항공모함의 2분의 1 크기로 축소되었고, 함미 쪽으로 이동해 상당히 후방에 위치해 있다. 이는 함재기의 착함에 방해가 되는 함교의 간섭을 배제함으로서 착함 효율을 높이고 착함 후 함재기가 이동할 거리와 횟수를 줄임으로서 빠른 함재기 순환이 가능해진다. 또한 갑판 위에서의 함재기의 이동과 무장 등 보급 수송이 원활하게 이루어지도록 이들 동선을 분리시켰고 함재기는 함재기대로, 무장 등 보급물은 또 그들대로 움직이도록 하여 갑판 위에서 서로 간섭을 일으키지 않도록 하였다. 마지막으로 서로 각각의 엘리베이터를 사용하며 비행갑판과 하부 격납고 갑판을 연결하는 엘리베이터도 4개 에서 3개로 줄었다.

하부 갑판의 격납고는 요크타운급 항공모함 이후 미국식 항모들이 그랬듯이 개방식 격납고를 사용하고 있고 이들 격납고 내에 함재기를 주기시켜 외부 혹독한 해양환경에서 함재기를 보호한다.

이처럼 포드급은 항공모함의 자격인, 항공기 운용능력의 기본이라 말하는 이ㆍ착함 설계를 신기술을 활용하여 성능을 강화하고 혁신적신 구조를 갖추었으나 그만큼 갈 길도 먼 법인지 각종 결함이 발목을 잡는다.

가장 큰 문제는 전자기식 사출기였다. 항공기를 띄울 수 없는 항공모함은 그 의미 자체를 상실하는 꼴이니 꽤 심각하게 받아들여지고 있는데, 운용 결과 4백회 당 치명적 결함이 1회 발생하며 합격 기준인 4천회 이상 당 1회 기준을 1/10만 충족하는 것이다. 언뜻 보기에는 결함 빈도가 많은 것 같아보이진 않으나 함재기 발진 속도와 소티 수를 생각하면 결코 적다고는 하기 힘든 수치이다.

착함하는 차세대 함재기 F-35C

슈퍼호넷

탑재되는 항공기는 평시 및 일반적인 경우 65대에서 70대 남짓한 함재기를 탑재하고 작전에 나서게 된다. 그러나 필요할 경우 더 많은 함재기를 수납하고 운용하는 것이 가능하며 니미츠급이 최대 90여대의 항공기를 띄울 수 있다는 것을 생각하면 포드급 역시 동등한 수준의 추가 항공기를 탑재하고 운용하는 것이 어렵지 않으며 오히려 니미츠급보다 항공기 운용 공간이 증가하여 추가 함재기 운용에 제약이 덜할 것이다.

니미츠급부터 꾸준히 활동하며 미 해군 함재 전투기의 대명사이기도 한 F/A-18 슈퍼호넷이 여전히 주요 기종으로 탑재되며 추가적으로 5세대 전투기인 F-35C의 배치가 진행되고 있어 향후 두 기종이 포드급의 함재 전투기 전력을 구성하게 될 것이다.

향후 X-47 같은 무인기의 배치와 함께 2030년 이후 6세대 전투기로 개발 진행중인 F/A-XX를 탑재할 가능성도 있다.

미 해군은 3번함 엔터프라이즈까지 2025년까지 건조 및 진수되는 제럴드 포드급 항공모함들 자체를 이전에 운용했던 재래식 포레스탈급 규모의 함모들처럼 수십 년간 운용할 예정이기 때문에 제럴드 포드급에 계속 배치되는 신형 함재기들 탑재는 이미 기정사실화다.

비행갑판 정면 모습, 흰 선이 캐터펄트이다.

제럴드 포드급 항공모함의 비행갑판은 부분적으로 스텔스 설계가 적용되었다. 자세히 보면 후미 갑판에 추가된 부분 중 경사각이 진 곳을 발견할 수 있으며 최대한 불필요 돌출물들을 줄이고 함교 형상을 스텔스 형상으로 설계했다. 함교 아일랜드의 크기 자체도 니미츠급에 비해 축소되어 레이더 반사면적을 크게 줄였다. 제럴드 포드급 항공모함의 비행갑판 규모는 전장 390미터가넘고 최대 폭 87미터이고, 함미 부분에 갑판이 추가되어, 비행갑판이 원본 함정에 비해 넓어지게 되었다. 함재기를 발진시키는 캐터펄트는 선수 비행갑판에 위치하고 있으며, 4개의 캐터펄트가 전방 선수와 함재기가 착함하는 앵글드 데크 쪽에 각각 2기 씩의 캐터펄트가 배치되어 있다. 이들 캐터펄트는, 이전에

전자장비와 무장체계

전자장비의 자체 성능만 놓고 보았을 때, 웬만한 구축함이나 순양함 수준이다. 레이더는 6개의 수신기로 이전 난잡하게 흩어져 있던 레이더를 통합시켰고 이를 DBR이라고 한다. 이 체계는 줌왈트급 구축함에도 장착된 X밴드 능동 위상 배열 레이더인 AN/SPY-3 위상배열 전자주사식 레이더와 S밴드 볼륨 레이더를 통합한 상태로 이들은 각각 저고도 탐색, 목표 탐지와 목표 추적의 임무를 할당하고 있으며 동시에 두 주파수로 탐색이 가능하다. 이들 레이더나 센서들을 통해 얻은 정보들은 COTS 슈퍼 컴퓨터로 이들이 보낸 신호를 통합해 처리하는 등의 방식으로 운용되며, 레이더의 탐지거리는 일반적인 구축함들보다 넓은 탐지거리를 보유하고 있고, 함대 내에서 같이 작전하는 주변 전투함들과 방공작전에서 협조가 가능하다. 다만 항공모함에서 주위 호위전력들이 발사한 미사일을 유도할 수 있는 지에 대해선 확인된 바는 없다.

자체 무장은 러시아의 항공모함인 어드미럴 쿠즈네초프급 항공모함처럼 미사일 중순양함 같이 대함·대공용 중무장을 쑤셔박을 필요가 없으므로, 자함 방어능력만 기본적인 수준으로 갖추고 있다. 대표적인 것이 RIM-7 시 스패로의 개량형 ESSM 함대공 미사일을 원거리 방어 수단으로 사용하며, 근접방어화기는 팰렁스 3개를 장비하고 있다. 향후 레이저를 이용한 고에너지 요격 체계도 탑재할 계획도 있는 걸로 보아, 현재 장착된 무장 체계에는 변동 사항이 있을 것으로 보인다.

선체

제럴드 포드급 항공모함은 대양 작전을 위해 핵추진 방식을 사용하는 3세대 핵추진 항공모함으로, 한번의 핵연료 충전을 통해 연료 보급 없이도 향후 50년간 작전이 가능하다. 여기에 원자로 추진 시스템도 이전 함급이던 니미츠급에 비해 크게 변화했으며 A1B 원자로 2개를 주 동력원으로 삼는다. 이들 원자로는 니미츠급의 원자로보다 소형의 크기지만, 출력은 각각 700메가와트의 출력을 내며, 니미츠급의 원자로 출력의 2배에 달하는 에너지를 낼수 있다. 제럴드 포드급의 원자로와 추진 체계는 기존 니미츠급 항공모함이 사용하였던 원자로에서 가열된 증기로 직접 추진식 터빈을 돌리는 방식에서 변화했다. 제럴드 포드급은 함내 원자로에서 원자력 발전을 하여 그 전기로 기관을 가동시켜 추진하는 차세대 전기 추진 방식을 사용하고 있으며, 이는 항공모함이라는 거함의 특성상 고질적 문제가 되는 소음 문제에 대한 감소와 전력 효율면에서 큰 효과를 보일 것으로 예상된다.

운용

사건ㆍ사고

포드급 1번함인 제럴드 포드함에서 각종 결함이 발생되며 인도가 지연되고 있다. 특히 캐터펄트의 과도한 출력으로 인하여 함재기의 기체에 무리를 발생시켜 함재기의 이착함이 금지되었고, 위에서 언급했듯이 무인 전폭기 운용도 현 상황에선 어렵다. 물론 이것뿐이라면 그나마 다행이겠지만 캐터펄트의 고장이 400회당 한번 꼴로 발생하며 기준 성능의 10분의 1의 성능을 내고 있는 것 역시 포드함에게 큰 문제가 되고 있다.

또한 레이더의 결함으로, 반쪽짜리 성능을 보이고 있어, 니미츠급의 기계식 레이더보다 뛰어나지도 않으며, 무장의 운송이 현 상황에선 불가능하고 엘리베이터에도 결함이 발생하여 차질이 생겼다. 더구나 근접방어체계는 아예 장착되지도 않은 등, 여러 문제점을 내포하고 있다.

다만 이는 초도함이라는 특성상 필연적으로 겪는 과정이며, 차후 건조되는 동급 함정에 대한 좋은 예시가 된다. 다양한 나라의 군함들은 대부분 이러한 과정을 거치며, 동급함들의 건조로 축척된 기술로서 초도함의 결함을 바로잡는 방식으로 진행된다.

함정 목록

CVN-78 제럴드 R. 포드

제럴드 포드함

취역은 하였으나 인도가 지연되었다. 제럴드 포드급 항모의 초도함이자 네임십으로 8대 엔터프라이즈인 CVN-65 엔터프라이즈의 퇴역으로 인해 10척으로 줄어든 미 항공모함 11척 체제를 완편하기 위한 전력이다.

함정 마크

CVN-79 존 F.케네디

2020년 경 취역 예정, 건조에 들어가 한참 진행 중이다. 케네디함은 2025년 퇴역하는 니미츠급 항공모함의 네임십 니미츠함의 빈자리를 채운다. 함명의 유래는 함명에서 바로 알 수 있듯이 미국의 전 대통령이었던 존 F. 케네디이며 키티호크급 3번함의 함명을 승계한다.

CVN-80 엔터프라이즈

2025년 취역 예정, 미국 해군의 9대 엔터프라이즈로, 퇴역한 CVN-65 엔터프라이즈의 함명을 계승한다. 항모 엔터프라이즈로는 3대째이다. 이 함을 끝으로 제럴드 R. 포드급 항공모함의 건조는 종료되며 후기에 건조된 니미츠급을 개량해 같이 운용할 예정이다.