*수상함, 잠수함 모두 소리로 적을 찾는다

 잠수함이 목표를 발견하는 방법에는 육안, 암시 장치, ESM, 레이더 등이 있지만 주요 방법은 소나다. 대잡수함 부대가 잠수함을 수색하는 방법으로는 육안, 레이더, ESM, MAD 등을 꼽을 수 있지만, 마찬가지로 소나가 중심이다. MAD는 Magnetic Anomaly Detection을 줄인 말로 자기(磁氣) 탐지기라는 뜻이다. 잠수함의 존재로 인해서 지구라는 커다란 자석의 자기장에 왜곡이 발생하는데, 이 왜곡을 탐지하는 장치가 MAD다.

 잠수함과 대잠수함 부대 모두 소나를 주요한 탐색 수단으로 사용한다. 소나는 소리를 매개체로 하는 센서다. 소나는 제 2차 세계대전 중에 U보트와 전투하던 영국이 개발했으며 당시에는 애스딕(ASDIC)이라고 불렀다. (이하 소나로 통일) 소나는 메아리처럼 발신된 소리가 잠수함에 닿은 뒤, 반사된 소리를 통해 잠수함을 발견한다. 이러한 방식을 액티브 소나라고 한다. 반면에 잠수함은 상대의 소나 발신음을 포함한 소리를 듣고, 탐지하려는 청음기가 발달했다. 이것을 두고 패시브 소나라고 부른다.

 '잠수함보다 먼 곳에서 탐지해야 한다.'라는 요구사항이 있어서 액티브 소나는 대출력화를 고려해 만들었다. 여기에 주파수도 낮게 설정됐다. 그러나 액티브 소나의 탐지를 막기 위한 소재인 방탐재가 개발되고, 선체 모양도 변화하는 등 액티브 소나로 잠수함을 발견하는 것이 어려워졌다.

 이 때문에 수상함도 패시브 소나를 사용해 대잠수함 전에 초점을 맞춘다. 이때 주목을 받은 것이 저주파 대역의 소리였다. 앞서 말한 것처럼 저주파 소리는 멀리까지 닿을 수 있다. 음원에서 멀리 떨어진 곳에 출현하는 수렴대에 닿는 소리도 저주파 대역의 소리다.

 이 소리를 탐지하기 위해서 예인 음탐기 체계(Towed Array Sonar System)가 개발됐다. 앞글자를 따서 TASS(타스)라고 부른다. 함정(수상함이나 잠수함 등)에서 수백 수천 미터의 예인 케이블을 풀고, 그 끝에 달린 하이드로폰이라는 청음 장치를 이용해 탐지한다. 이렇게 하면 TASS를 사용 중인 함정의 소리에 방해를 받지 않고 목표를 탐지할 수 있다.

                                                                                       <TASS의 이미지>

 *함선을 특정할 수 있는 '음문'

 음문(音紋)이라는 말을 들어봤는지 모르겠다. 우리가 내는 목소리와 기계가 내는 소리를 모두 정상음(定常音)이라고 부르며, 여기에는 다양한 주파수 소리가 모여잇다. 이는 반송파라는 파동을 타고 전달 된다. 수신한 소리를 하나하나 분해하는 작업을 분석이라고 말한다. 분석 작업을 하면 특정 기게에서 나오는 정상파에서 특히 강하게 나오는 특정 주파수가 무엇인지 파악할 수 있다.

 이는 지문처럼 기계 또는 사람에게 있는 고유한 특징이라서 음문이라고 부른다. 따라서 이 분석 결과를 사전에 수집한 데이터, 즉 카탈로그 데이터와 비교하면 '이 소리의 정체'를 알 수 있다. 그렇기에 잠수함과 대잠부대 모두 '카탈로그 데이터를 얼마나 축적할 수 있는가'가 매우 중요해졌다.

 2009년에 미국 해군의 '임페커블'이라는 배가 중국 함선에 방해받은 사건이 있었다. 임페커블은 음향 데이터 수집이 임무인 배였다. 일본은 '하리마'와 '히비키' 2척이 음향 데이터 수집에 힘쓰고 있다.

                                                                        <우람해진 히비키>

 *독일의 잠수함 부대는 단파를 잘 활용한다

 잠수함 전투에서 무선 통신을 효과적으로 사용한 사례는 제2차 세계대전 중의 독일에서 확인할 수 있다. 독일 잠수함 부대의 지휘관 카를 되니츠(Karl Donitz)는 U보트의 이리떼 전술로 공격했다. 연합국의 상선을 발견한 U보트는 바로 공격하지 않고 목표를 발견했다는 보고를 타진했다. 보고를 받은 되니츠는 그 근처에 있는 U보트에게 목표의 정보를 전달한 뒤에 U보트를 모아서 공격을 감행했다. 이때 보고에 사용된 수단이 단파(HF)다.

 연합국은 이리 떼 전술에 대항하기 위해 HF-DF(High Frequency-Direction Finder)라는 장치를 사용했다. 단파는 멀리까지 닿는 성질이 있으며 전파는 원형으로 퍼지며 송신된다. 따라서 주파수를 세밀하게 분석하면 탐지할 수 있다. 연합군이 개발한 HF-DF는 단파가 어느 방향에서 오는지를 알 수 있는 장치다. 방향을 알면 3곳에서 측정해 발신원을 알아낼 수 있다. 거의 직각으로 엇갈리면 2곳의 방위만으로도 알아낼 수 있지만, 예각이나 둔각일 경우 정밀도가 낮아진다. 그래서 3곳의 방위를 측정하는 것이 원칙이다.