동해 남서부 해역의 중규모 소용돌이에 따른 "수상함 운용 복합소나시스템"의 탐지성능 변화에 대한 연구

Abstract

본 논문에서는 향후 해군에서 도입할 예정인 수상함 운용 복합소나시스템(Integrated Sonar System Operated by Surface Vessel)에서 중규모 소용돌이 환경으로 인한 소나탐지성능 변화에 대해 다루었다. 수상함 운용 복합소나시스템은 단일의 수상함에서 선체 고정형 소나(HMS : Hull Mounted Sonar), 가변심도소나(VDS : Variable Depth Sonar), 예인형 선배열 소나(TASS : Towed Array Sonar)의 조합으로 운용된다.

수상함은 과거부터 현재까지 주로 선체 고정형 소나 또는 예인형 선배열 소나를 단독으로 운용해 왔다. HMS는 선체에 부착되어 해수면에 가깝게 존재하기 때문에 표층 도파관이 생성되는 경우 표층 탐지는 유리하지만, 심층에서는 탐지가 제한된다. 그리고 혼합층(MLD : Mixed Layer Depth)이 생성되지 않는 여름철의 경우, 표층수온 상승으로 인한 음파의 하향 굴절로 인해 탐지가 어려워진다. 수상함 운용 복합소나시스템은 운용 수심을 변경할 수 있기 때문에 다양한 심도의 표적 탐지에 유리하다. 혼합층이 생성되는 겨울철의 경우에도 운용 수심이 넓기 때문에 중층과 심층에 대한 탐지가능성이 크다.

소나탐지거리에 영향을 미치는 요소는 크게 소나시스템의 종류와 해양환경 특성 2가지로 분류할 수 있으며, 각 요소에 따른 소나탐지거리를 분석하였다. 먼저 소나시스템의 종류로는 수상함 운용 복합소나시스템의 다양한 운용조합 중 운용수심이 고정된 HMS송신-HMS수신 조합과 운용수심 변경이 가능한 VDS송신-TASS수신 조합을 고려하였다. 해양환경 특성으로는 중규모 소용돌이를 고려하여 소용돌이의 종류, 위치, 크기에 따른 탐지성능의 변동성을 확인하였다. 해양에서는 소용돌이 외에도 소나탐지거리에 영향을 주는 다양한 환경 요인(동한 난류, 해류의 사행 등)이 존재하며 향후 이러한 환경 요인을 고려한 소나탐지성능 변화에 대한 추가적 연구가 필요하다.