[윤석준의 차밀] 왜 중국은 항모에 전자기 사출기와 첨단 어레스트 체계를 탑재했을까?
||2025.10.27
▲ Type 003 푸젠함 전자기 사출기로 이륙하는 J-35 전투기
중국 해군은 Type 003형 푸젠(福建) 유인 함재기 대형 항모와 Type 076형 쓰촨(四川) 무인 함재기 경(輕)함모 또는 대형 강습 상륙함 모두는 Type 001형 랴오닝(遙寧) 항모와 Type 002형 산둥(山東) 항모가 채택한 스키 점프식(STOBAR) 이륙체계가 아닌, 케터필터식(CATOBAR) 이륙체계를 탑재하고 있고 함재기 착륙체계는 함미 갑판에 설치한 3∼4개의 유압을 이용한 어레스트(arrest)에 의한 방식이다.
지난 9월 27일 중국 環球時報는 Type 003형 푸젠 항모와 Type 076형 쓰촨 대형 강습상륙함 모두가 케터필터식 최신형인 ‘전자기 이륙체계(EMALS)’와 기존 유압을 이용한 어레스트에 전기식을 혼합한 ‘첨단 어레스트 체계(AAG)’를 갖추었다면서 이제 중국 해군 항모의 이착륙 체계가 미국 해군 제랄드 포드급 차세대 항모 수준에 와 있다고 홍보하였다.
미국 해군은 기존의 노후된 니미츠급 핵항모를 대체하기 위한 2008년부터 건조한 차세대 제날드 포드(Gerald Ford)급 핵항모(CVN-78)를 2022년부터 해상작전에 투입하였으며, 포드 핵항모는 케터필터식의 최신형인 EMALS와 AAG 방식을 탑재하였다. 근데 중국 해군은 Type 003형 푸젠 항모에 케터필터식의 최신형이며 중국식 EMALS와 AAG를 탑재하여 미국 해군 포드 핵항모와 유사한 역량을 갖추겠다고 도전장을 내었다.
중국 해군의 Type 003형 푸젠 항모에 EMALS와 AAG를 탑재한 것은 미국 이외 중국이 최초로 한 사례였으며, 이들은 영국과 프랑스 해군이 자국 항모에 엄두도 못낸 고가 함재기 이착륙체계였다. 영국 해군은 2009년에 어렵게 건조를 시작하여 2017년에 취역한 퀸 엘리자베스급 항모의 기본 설계 단계에서 미국 해군 포드 항모의 EMALS와 AAG 체계를 탑재하여 F-35C형 함재기를 운영하려 하였으나, 당시 EMALS와 AAG 가격이 너무 고가이고 EMALS와 AAG에 대한 신뢰성에 의문을 제기하여 스키점프를 탑재해 F-35B형 스텔스 수직이륙기를 탑재하기로 결정하였으며, 프랑스 샤를 드골 핵항모 역시 2017년에 핵연료 교체 및 정기수리시에 기존의 스팀 사출체계를 EMALS 사출 방식으로 교체를 검토하였으나, 고가와 함내 전원 공급 문제로 포기하였다.
여기서 제기되는 문제는 왜 중국 해군이 러시아식 스키점프 방식에서 케터필터 방식으로 전환하면서 그래도 가격-대-효과 측면에서 안정적이고 경제적인 스팀 사출이 아닌 고가의 EMALS과 AAG 체계를 채택하였나이다.
특히, Type 003형 푸젠 항모의 추진방식이 스팀 보일러라서 스팀 사출 채택이 기술적으로 용이할 것이었고, 핵발전이 아닌, 수개의 함내 발전기에서 생산되는 전원을 EMALS와 AAG 체계에 안정적이고 균등하게 공급하는 것은 어려울 것으로 전망되는 가운데 Type 003형 푸젠 항모에 스팀 사출을 넘어 바로 미국 해군 차세대 포드급 1번함인 포드 핵항모에 탑재한 EMALS와 AAG를 탑재한 것은 매우 파격적 행보였다.
군사 전문가들은 중국 해군이 Type 003형 푸젠항모에 무리인 줄 알면서도 EMALS와 AAG 체계를 탑재한 것에는 다음과 같은 이유가 작용하였다고 본다.
우선 중국 해군의 미국 해군 따라가기 전략이다. 중국 해군은 러시아 킬로급 재래식 잔수함과 소브르메니급 구축함 도입 이후에 대부분의 해군력을 미국 해군과 유사하거나, 모방하여 건조하고 있다. 예를 들면, 미국 해군의 알레이 버크급 이지스 대공방어체계를 탑재한 구축함을 모방한 Type 052D형 뤼양(旅陽)급 구축함과 미국 해군 산 안토니오급 대형 상륙함을 모방한 Type 071형 유차오(裕超)급 대형 상륙함 등이었다.
중국 해군은 구소련 시대 항모 모방형인 Type 001형과 002형 항모에 이어 중국 해군 최초로 독자적으로 건조한 Type 003형 푸젠항모를 함수와 다른 경사도를 준 비행갑판과 함재기 이착륙방식을 모방하여 건조하였으며, 함재기 이착륙체계는 미국 해군이 니미츠급 핵항모를 대체하기 위해 건조한 포드급 핵항모가 탑재한 EMALS와 AAG 체계를 탑재하여 니미츠급 핵항모를 건너뛰어 바로 포드급 핵항모로 가고자 하였다. 실제 핵추진체계를 제외한 나머지는 거의 미국 해군 니미츠급 핵항모를 거의 모방하였다.
다음으로, 항모타격단(Carrier Strike Group: CSG) 운영에 필요한 고정익 함재기 이륙였다. 중국 해군은 미국 해군 핵항모가 24/7 동안 공중 조기 경보와 함재기 통제를 위해 운영하는 E-2D형 하크아이 항모용 공중 조기경보 및 통제(AEW&C)기와 유사하게 KJ-600형 AEW&C 조기 경보 및 통제기를 자체적으로 개발하였으며, 이를 이륙시키기 위해서는 케터필터 체계가 필요하였다. 특히, 스키점프 방식에 익숙한 J-15형 함재기를 케터필터 체계에 맞춘 J-15T형 함재기와 전자전 전용 함재기 J-15D형 전자전 함재기 그리고 시제기 수준인 J-35형 스텔스 함재기는 모두 케터필터 체계를 요구하였다.
▲ Type003 푸젠함에서 이륙을 준비하는 KJ-600 공중조기경보통제기
또한, 중국 해군 항모의 함재기 소티 증가였다. 중국 해군 Type 001형과 002형 항모의 스키점프 방식은 해상에서 바람, 파고, 주야간에 영향을 받아 실제 원해 항모 공중 소티를 크지 않았다. 일본 해상자위대는 지난 6월 17일 중국 해군의 Type 001형과 002형 항모를 쌍항모 개념으로 동시에 기함으로 투입하여 필리핀 근해에서 원해 공중 작전 훈련을 실시하였으나, 실제 이들 스키점프식 항모의 함재기 일일 소티는 일일 10회에서 40회로 매우 변동적 횟수를 보였다면서 이는 스키점프 방식의 한계점을 보인 것이라고 지적하였다.
이에 중국 해군은 2010년부터 개념설계에 들어 갈 당시 Type 003형 푸젠 항모의 함재기 사출 방식을 스팀 보일러 추진방식을 고려하여 스팀 사출로 결정하였으나, 2009년부터 건조에 들어간 미국 해군 포드급 핵항모가 EMALS 체계를 탑재하자, 2013년에 공개적으로 Type 003형 푸젠항모에 중국이 독자적으로 개발한 중국식 EMALS 체계를 탑재한다고 발표하였다. 즉, 스팀 보일러 추진방식에도 불구하고 함재기 사출 방식을 케터필터식으로 전환하면서 스팀이 아닌 EMALS 체계로 개선한 것이었다.
군사 전문가들은 미국 해군 차세대 포드 핵항모가 EMALS와 AAG 체계를 탑재하여 기존의 니미츠 핵항모 함재기 소티보다, 약 25%의 소티 증가율을 보였고, 함재기 운영, 정비와 유지 인력의 약 25%를 줄일 수 있었다며, 포드 항모의 평균 수명주기인 50년을 고려할 시 약 40억 불의 예산 절감효과를 볼 것으로 전망하였다. 아마도 중국 해군도 EMALS와 AAG 탑재로 유사한 효과를 볼 것으로 전망된다.
중국 해군 Type 003형 푸젠항모는 중국 상하이 장난(江南) 조선소에서 2022년 6월 17일에 진수하였으며, 총 10회 정도의 해상 시운전을 하고 있는 것으로 알려졌다. 그 중 6차까지는 스팀 추진체계와 탑재 무장과 방비를 시험하였으며, 지난 3월 18일에 실시한 7차 해상 시운전부터 중국식 EMALS와 AAG 체계에 따른 함재기 이착륙 시험을 하고 있는 것으로 알려졌다. 특히, 지난 9월 27일 중국 環球時報는 Type 003형 푸젠항모가 J-15T형, J-15D형, J-35형, KJ-600형 함재기에 대한 EMALS와 AAG 이착륙 시험이 성공적으로 통과되었다며, 미국 해군 차세대 포드급 항모보다 더 효과적이며, 효율적인 이착륙 성과를 보였다고 자랑하였다.
▲ Type 003형 푸젠함에 착함하는 J-15T 전투기
하지만, 일부 군사 전문가들은 중국 해군이 Type 003형 푸젠항모에 스팀 체계가 아닌, EMALS와 AAG 체계를 탑재함에 따른 다음과 같은 장단점이 있다고 주장하였다.
우선, 장점이다. 예를 들면, 사출 체계 간편성과 격납고 공간 확보이다. 통상 케터필터식의 초기 방식인 스팀 체계는 스팀 사출기를 비행갑판에 설치하기 위해 비행갑판 밑에 복잡한 스팀 공급 구조를 설치해야 하며, 이로 인해 비행갑판 밑 격납고 함재기 탑재 공간이 자연히 축소된다. 하지만. EMALS 체계는 비행갑판에 단순한 전기모터와 구동기를 통해 약 80미터 퀘도를 초대 140노트의 초고속으로 사출하는 EMALS에 공급할 안정적이며 균등한 전기 공급체계만 구축하면 되고 비행갑판 밑에 복잡한 스팀공급을 위한 냉각장치와 파이프라인 등의 구조가 불필요하다. EMALS 체계는 불필요하게 비행갑판 밑에 구조물을 탑재할 필요가 없어 이 공간을 함재기 격납고로 활용할 수 있는 장점과 그만큼 탑재 함재기 댓수를 늘릴 수 있다는 장점이 있다.
아울러, AAG 착륙체계의 효율성을 강조한다. 군사 전문가들은 항모에 탑재된 함재기 수명 대부분이 착륙체계에서 발생한다고 지적한다. 3∼4개의 유압식 어레스트에 의해 충격을 받으며, 대부분의 항모 자체 수리와 정비 함재기 소요가 어레스트 착륙과정에서 발생했기 때문이었다.
대부분의 손상을 착륙시 충격에 의해 함재기 앞 바퀴 타이어와 날개 손상으로 든다. 특히, 어레스트 걸림에 실패하면 함재기는 조종사에 의해 다시 급상승 이륙을 해야 하여 엔진에 무리가 가고 있다며, 비록 소수이지만, 어레스트 걸림에 실패하여 다시 급상승 비행은 함재기 엔진에 매우 심각한 손상을 준다고 평가한다.
하지만, 군사 전문가들은 3∼4개 어레스트에서 1개를 더 추가한 4∼5개의 어레스트와 유압만이 아닌, 유압과 전기 충격방지 장치를 갖고 있는 AAG는 어레스트에 걸린 이후에 함재기에 주는 급착륙에 따른 충격을 현저하게 감소시키는 효과를 내어 함재기 손상과 조종사에 대한 피로도를 감소시키는 성과를 낸다고 전망한다.
또한, 항모 비행갑판 손상 감소와 이륙시 함재기 뒷면에 있는 브라스트 디플랙터 냉각 속도를 감소시킨다. 통상 스팀 사출에 의해 이륙되는 함재기는 약 섭씨 1,300도의 고열을 발산하며, 이는 비행갑판 손상과 함재기 뒷면에 설치된 브라스트 디플랙터에 고열과 유해가스를 준다.
특히, 스팀 사출은 함재기가 이륙한 이후에 바로 브라스트 디플랙터를 비행갑판과 수준으로 내리어 냉각장치에 의해 급속도로 냉각시키고 그 사이에 또 다른 함재기가 사출기로 이동하며, 이동한 이후에 또 다시 브라스트 디플랙터가다시 유압 실린더에 의해 올라와 엔진에서 발산되는 고열을 흡수한다. 이 때문에 미국 해군 핵항모는 비행갑판에는 논-스키드(non-skid) 재질을 사용하나 브라스트 드플랙터에는 열분산 세라믹 타일(heat-dissipating ceramic tile)을 재질로 사용한다.
하지만, EMALS 체계는 약 80미터의 이륙갑판을 전자기로 초고속으로 사출시키기 때문에 초기 함재기의 엔진 발산 열기가 기존 스팀 사출보다 낮아 함재기 후방에 있는 브라스트 디플랙터에 주는 고열이 수준이 적으며, 이를 냉각시키는 냉각체계도 복잡하지 않게 운영되는 장점이 있다. 특히, 브라스트 디플랙터이 고장 원인이었던 고열에 의한 유압 실린더와 구동기 손상이 적어져 그만큼 함재기 이륙 소티가 많아 진다.
그러나, EAMLS와 AAG 모두 소프트웨어 상 취약점을 갖고 있다. 군사 전문가들은 미국 해군이 차세대 포드급 핵항모 1번함 포드항모에 대해 3차에 걸쳐 리차드 지진 충격 지수 3.0의 수중 충격시험 3회를 항모 건조 조선소와 탑재 무기와 장비 제작사의 반대에도 불구하고 강행한 이유를 든다.
미국 해군은 2015년부터 2022년까지 총 3차에 걸친 약 40,000 파운드의 폭약 폭발 충격시험을 대서양 원해에서 실시하였다. 이는 미국 해군 포드 항모에 탑재된 EMALS와 AAG 체계가 기계식보다 소프트웨어 판널에 의한 전자기 유통이라며, 해상상태와 대잠훈련 시에 받는 수중 충격에 의한 전자 소프트웨어 판널 손상에 의한 결함을 식별하여 함재기 공중작전 완전성을 갖추기 위함이었다.
미국 해군 차세대 항모 1번함 포드 항모를 건조한 미국 헌팅턴 인겔스 조선소는 2019년에 EAMLS와 AAG의 약 88% 정도만 시험평가를 통과하였다며, 대부분 소프트웨어적 문제 발생에 따른 결함이어서 이를 개선하기 위해 약 130억 불이 추가로 배정되었다고 밝혔다.
군사 전문가들은 이러한 미국 해군의 포드 핵항모의 EAMLS와 AAG 탑재에 따른 장단점을 들면서 현재 중국 해군이 Type 003형 푸젠 항모에 탑재한 소위 중국식 EMALS와 AAG 체계가 포드 핵항모와 유사한 문제점을 보일 것으로 전망한다.
2024년 5월부터 중국 해군의 해상 시험평가가 시작된 Type 003형 푸젠 항모가 2025년 3월 18일부터 7차 해상 시험평가를 EMALS와 AAG에 대해 실시하었고 지난 5월에는 여전히 시제기 수준인 J-35형 스텔스 함재기에 대한 EMALS와 AAG 해상 시험평가를 하였다 이에 지난 9월 17일 중국 관영 環球時報가 성공적이라고 보도하였으나, 실제는 미국 해군 포드 핵항모가 나타낸 여러 문제점들이 나타날 것이라면서 중국 해군이 너무 서둘려 올해 말에 실전에 배치한다고 하는 것은 무리가 있다고 평가하였다.
필자는 이점에서 중국 해군이 Type 003형 푸젠 항모를 EAMLS와 AAG 체계를 고정익 함재기들에 대한 원해 해상 공중작전을 시험평가하고 함재기 조종사들의 항모에서의 실전적 훈련을 위한 ‘훈련함’이라고 본다. 이에 현재 중국 따리엔(大連) 조선소가 인근에 있는 중국 해군 핵잠수함만을 전문적으로 건조하는 보하이(渤海) 조선소 산하 후루따오(葫芦岛) 조선소와 협력하에 핵추진 체계를 탑재할 것으로 알려진 Type 004형 항모가 진정한 원해 공중작전을 수행하는 실전적 항모일 것으로 평가한다.
이처럼 중국 해군은 항모 건조와 운영에 있어 매우 신중하다. 이는 중국 해군이 EMALS와 AAG 체계를 Type 076형 대형 강습상륙함에 탑재하여 2013년부터 개발한 항모용 공중 정찰 무인기(UCLASS)인 GJ-21형 무인기에 대한 이착륙 시험평가를 하고 있는 현상에서 식별된다. 중국 해군은 기본적으로 항모에서 유인기와 무인기를 동시에 운영할 수 없다는 전제하에 Type 003형 푸젠 항모에서는 유인기에 대한 EMALS와 AAG를 시험평가하고 무인기에 대해서는 1척만 건조한 Type 076형 쓰촨 대형 강습상륙함에서 시험평가를 하는 신중한 모습을 보이고 있다.
물론 중국 해군이 함재기 발전 기술 폭과 속도를 고려하여 향후 항모에 무인기를 탑재하는 방안을 고려 중일 것이나, 향후 획기적인 함재기 발전과 항모의 운영 개념이 나타나지 않는 한, 약 10만톤 규모의 대형 항모에서는 유무인 함재기 동시 운영이 어려울 것이라는 전제하에 Type 003형 푸젠 항모와 Type 076형 쓰촨 대형 강습 상륙함에 각각 EMALS와 AAG 체계를 탑재하여 시험평가를 하는 신중한 모습을 보이고 있다.
반면, 미국 해군은 2019년 9월부터 보잉사가 개발한 MQ-25형 스팅레이 무인기를 UCLASS로 발전시키고자 하였으나, 운영상 문제점과 무인 함재기 역량이 유인 함재기 역량을 대신할 수 없다고 판단하여 2022년에 UCLASS를 유인 함재기에 대한 전술적 공중 급유기(CBARS)로 전환하여 운영하고 있다.
궁극적으로 현재 미국 해군의 포드 핵항모 역량이 중국 해군 Type 003형 푸젠 항모보다 우세하나, 향후 중국 해군 항모가 어떠한 모습과 목적을 갖고 운영될 지가 불분명한 상황에서 Type 003형 푸젠항모와 Type 076형 쓰촨 대형 강습상륙함에 EMALS와 AAG를 동시에 탑재한 것은 매우 신중하고 단계적인 항모운영을 지향한다는 것을 암시하였다.
작성자 윤석준은 한국군사문제연구원 객원 연구위원이며, 예비역 해군 대령이다.
