북한의 잠수함·어뢰 해외거래 파일

• 제2경제위원회의 봉대 공장과 정찰총국의 대동강 조선소
• 엔지니어 전원 중국에서 유학한 8·15선박설계사업소가 핵심
• 1, 2차 연평해전 이후 ‘침투에서 전투로’ 설계목적 변경
• 저주파 엔진소음 추적하는 스캔 소프트웨어는 자체 개발
• CHT-O2D는 저주파 추적 어뢰, 천안함 음향 데이터 사전 수집한 듯
• “들어가면 자살”이라던 서해 잠수함 작전의 공포 넘어선 계기는?
• 직주어뢰와 유도어뢰의 주파수 차이, 확인된 정보도 무시한 한국군

평양 인근 대동강 자락에 있는 노동당 작전부 산하 특수선박조선소 위성사진(왼쪽). 함경남도 신포에 있는 제2경제위원회 소속 ‘봉대 보일러 공장’.

천안함 사건과 관련해 정부가 북한의 잠수함과 어뢰 생산능력에 관한 정보를 파악하는 데 총력을 기울여왔음은 잘 알려진 사실이다. 2000년대 중반 이래 최근까지 정보당국에 취합된 북한 측 자료와 증언을 종합해 천안함 침몰 당시의 상황과 연결해보면, 이에 대비하지 못한 한국군의 과오가 무엇인지 명확하게 눈에 들어온다. 이들 정보는 출처를 공개할 수 없는 정통한 경로를 통해 정보당국에 전달된 것들. 특히 대부분이 천안함 사건 이전에 이미 확보된 내용이지만 정책이나 대비태세에 거의 반영되지 못했다는 사실이 뼈아픈 대목이다.

2000년대 이후 북한 전역을 통틀어 잠수함 건조능력을 갖춘 시설은 단 두 군데뿐이다. 하나는 함경남도 신포시 륙대2동에 위치한 ‘봉대 보일러 공장’이고 다른 하나는 평양 인근 대동강 자락의 특수선박 조선소다. 위장 명칭을 사용하는 봉대 보일러 공장은 노동당 제2경제위원회 소속이며, 대동강 조선소는 당 작전부가 담당해왔다. 제2경제위원회는 군수분야를 총괄하며 북한 경제 전체를 주무르는 핵심부서이고, 주로 침투임무에 종사하는 당 작전부는 그 일부 기능이 최근 정찰총국으로 통합됐다는 분석이 나온 바 있다.

1970년대 중국으로부터 기증받은 설비로 지어진 봉대 보일러 공장은 오로지 잠수함 생산을 위해 특화된 시설이다. 북한이 자체적으로 생산해 보유한 모든 종류의 잠수함을 제작할 수 있고, 이를 위해 필요한 부품을 직접 제작하는 일관 설비를 갖췄다. 종사자 수만 1000~2000명으로 추정되는 대형 공장. 이 공장에서 제작되는 잠수함은 모두 평안남도 남포에 소재한 8·15 선박설계사업소에서 설계를 담당한다. 8·15 설계사업소의 연구진은 대부분 중국에서 기계설계 등을 전공한 유수의 엔지니어인 것으로 알려져 있다.

공식적으로 인민군 소속이 아니기 때문에 봉대 보일러 공장의 엔지니어는 모두 민간인 신분이다. 성능시험 격인 ‘검열’을 담당하는 소수의 인원만이 해군이나 인민무력부에서 파견 나와 있다. 봉대 보일러 공장의 수장 역시 군인계급이 아닌 ‘지배인’ 직함을 달고 있다. 잠수함 이외의 다른 무기체계나 기계는 제작하지 못하는 공장의 특성상 상시적으로 가동되지는 않고, 잠수함 제작에 필요한 자재가 확보되어야 비로소 작업에 착수하는 식이다.

반면 대동강 조선소는 다양한 선박을 제작할 수 있다. 군함뿐 아니라 북한에서 ‘날개배’로 불리는 유람용 수면부상 보트나 수송선 등 일반 선박도 제조해, 일부는 해외에 수출하는 것으로 알려져 있다. 다만 설비의 규모가 크지 않으므로 소규모 선박만을 건조할 수 있고 잠수함도 130t급 이하 소형만 생산한다. 상급기관인 당 작전부 혹은 정찰총국은 군인이 다수를 차지하므로, 대동강 조선소의 수장 역시 현역 소장(남한의 준장)이고 500명 남짓의 종사자 역시 상당수가 군인 신분이다.



대동강 조선소는 그간 작전부가 직접 활용하기 위해 특화한 소형선박 제조를 오랫동안 맡아왔다. 인민군 해군과 달리 작전부는 주로 침투임무를 고정적으로 담당해왔다. 이 때문에 대동강 조선소에서 제작되는 잠수함·잠수정 역시 침투임무를 수행하기에 적합한 형태로 설계, 제작돼왔다. 잠수함의 크기는 봉대 보일러 공장에서 제작되는 것보다 작지만 수입자재를 많이 사용해 품질과 성능이 상대적으로 뛰어난 것이 특징이다. 스웨덴으로부터 수입한 엔진을 탑재하는 것이 대표적이다.

침투에서 전투로

1999년과 2002년 두 차례의 연평해전을 거치면서 북한은 잠수함 성능을 개선하기 위해 집중적인 연구를 거듭했다. 1996년과 1998년에 동해를 통해 침투하다가 포획된 북한의 상어급·유고급 잠수정만 해도 침투기능에 초점을 맞춰 설계됐으나 이후 작전부가 발주하는 소형 잠수함의 형태가 전투기능에 주안점을 둔 식으로 변화한 것. 침투운반용은 어뢰를 탑재해야 하는 공간에 사람이 탈 수 있도록 설계했지만 2000년대 이후에는 어뢰 발사관을 강화했다는 것이다.

천안함 침몰사건 조사결과를 발표하며 국방부가 처음 공개한 130t 연어급 잠수함 역시 2000년대 이후 본격적으로 건조되기 시작했다. 대략 2002년부터 설계작업에 착수해 2005년 무렵에 실전 배치된 것으로 전해지고 있다. 연어급이라는 명칭 자체는 한미연합사령부가 부여한 식별용 명칭이므로 당연히 북한에서는 사용되지 않는다. 300t 규모의 잠수함을 가리키는 상어급 역시 마찬가지. 다만 85t 내외의 유고급 잠수정은 말 그대로 옛 유고슬라비아에서 설계, 제작한 소형 잠수정을 도입해 북한에서 모방설계 방식으로 발전시킨 모델이므로 북한에서도 같은 분류를 사용한다. 북한은 이를 기반으로 1인용, 2인용, 6인용, 12인용 등 다양한 버전의 잠수정으로 제작했다.

이미 외신을 통해 공개된 바와 같이 북한의 130t급 잠수함 가운데 상당수는 이란 등 해외에 수출됐다. 이란이 운용하는 이들 북한제 잠수함은 통칭 ‘가디르(Gadir)급’으로 불린다. 선박 건조기술이 낙후한 이란은 잠수함의 전량을 북한에 의존하고 있는 것으로 알려져 있다. 이는 특정분야에서는 설계와 제작 모두 최첨단 수준까지 개발하지만 비주력 분야는 전적으로 수입에 의존하는 이란의 군사기술 개발 성향과 관련이 깊다. 더욱이 이란 해군의 주 활동무대인 호르무즈 해협은 유속이 빠르고 수심이 낮아 한반도의 서해와 지형적으로 매우 흡사하다. 가격경쟁력 외에 북한의 130t급 잠수함이 이란을 매혹시킨 또 하나의 이유다.

천안함 사건 조사결과 발표과정에서 국방부는 민간선박으로 위장한 모선이 130t급 잠수함을 싣고 바다로 나와 은밀히 풀어놓았을 가능성이 있다고 밝힌 바 있다. 북한이 실제로 이러한 기능을 가진 선박을 작전 목적으로 운용하고 있음은 이미 확인된 사실. 다만 북한의 해군 무기체계에 정통한 인사들은 이렇듯 모선에 실어 운반하기에는 130t급 잠수함이 너무 크고 무겁다는 점을 지적한다. 서해 해군기지 인근에서 직접 잠항해 남하했을 개연성이 훨씬 높다는 것이다.

일각에서는 필요한 잠항시간이 길어 쉽지 않을 것이라는 반론도 제기되지만, 북한은 이미 1990년대 중반에 엔진 가동과 승조원들의 생존에 필요한 산소를 공급받는 스노클링 기술을 스웨덴으로부터 도입, 확보한 것으로 전해지고 있다. 수면 바로 아래에 잠항한 상태에서 파이프만 위로 올려 공기를 흡입할 경우 수면으로 떠오르는 금속물체가 워낙 작기 때문에 탐지하기가 쉽지 않다. 이러한 기술은 생각보다 간단치 않아서 북한의 엔지니어들이 장기간 자체적으로 개발을 추진하다 끝내 실패했고, 대신 스웨덴으로부터 잠수함 엔진을 도입하면서 함께 확보했다는 것이다.

김일철의 공포감

백령도 인근 해저의 지형조건이 워낙 거칠어 잠수함 작전이 쉽지 않다는 인식은 북한 측도 갖고 있었던 것으로 전해진다. 앞서 설명했듯 북한군은 1차 연평해전에서 큰 피해를 본 후 이를 보복하려 다양한 방법을 검토했지만, 잠수함을 이용한 보복에 대해서는 군 수뇌부의 평가가 매우 부정적이었다는 것이다.

대표적인 인물이 2009년까지 인민무력부장을 지낸 김일철 차수다. 인민군 건군 이래 해군에서만 복무했던 그는 소련 유학을 거쳐 1974년 장비를 담당하는 해군 부사령관을 지냈을 정도로 해군 무기체계에 관한 한 인민군 내 제1의 전문가다. 그러한 김 차수가 1차 연평해전 이후 검토됐던 잠수함 작전에 관해 ‘사실상의 자살행위’라며 매우 비관적이었다는 것. 작전검토 과정에서 수심이 얕고 해역이 좁아 물살이 가파르기 때문에 입수가 불가능하다고 선을 그었다는 이야기다. 도리어 해안지대에 배치된 방사포와 지대함 미사일을 배합해 공격하는 시나리오를 훨씬 개연성 높다고 보았다는 것이다.

그간 북한 해군이 서해 북방한계선(NLL) 인근에서 벌이는 잠수함 작전에 대해 부정적이었던 또 하나의 이유는 이 지역에 배치된 한국군 초계함들의 소나 장비의 위력에 대한 경계심이었다. 소나와 레이더 등 감시정찰장비에서 한국군이 확보한 압도적인 성능 우세는 북한군 관계자들에게는 부러움을 넘어 공포의 대상이었다는 게 이 지역 해군 출신 탈북자들의 일관된 증언이다.

NLL 해상을 담당하는 8전대 등 서해함대의 주요 부대원들은 ‘머구리’로 불리는 구식 잠수장비를 어선에 싣고 나가 해산물을 채취하는 돈벌이 사업에 동원되곤 한다. 이 작업에 동원됐던 이들은 한국군 초계함이 인근에서 소나를 가동하면 고막이 터질 듯 아파 물 밖으로 피해야 했다고 말한다. 북한군 장비와는 비교도 할 수 없는 고출력·광범위 소나의 위력에 신비감마저 느꼈다는 것.

이는 수면이나 공중의 물체를 식별하는 레이더도 마찬가지여서, 한국군이 운용하는 전자식 위상배열레이더는 북한군의 기계식 레이더와는 성능 면에서 압도적인 차이가 있다. 빙글빙글 회전하는 기계식 레이더는 360°를 돌 때마다 목표물의 위치를 화면 위에 표시하기 때문에 시차가 발생할 수밖에 없지만, 전파를 발사하는 소자 수십~수천 개를 붙여놓은 위상배열레이더는 다수의 목표물을 시간 지연 없이 실시간으로 확인할 수 있다. 레이더의 출력 차이로 인해 탐지범위도 크게 다르다. 이러한 격차에 대해 북한군도 정확히 인식하고 있다는 것이다.

소나가 무력해진 이유

그러나 장비의 우월성만으로는 해결되지 않는 부분이 있다. 전파가 잡아내는 무수한 신호 가운데 불필요한 신호를 걸러내 잡음으로 분류한 뒤 주목할 필요가 있는 목표물만을 재빨리 골라내는 일은 결국 상당부분 사람의 몫이다. 레이더에 감지된 물체가 반잠수정인지 새떼인지 어선인지 순간적으로 구분해내는 능력이다. 통상 8~10년 복무하는 북한군에서 이를 운용하는 이들의 경력 역시 수년 이상으로, 기계식 레이더가 만들어내는 화면만 10년씩 들여다보고 있는 셈이다. 반면 한국군의 레이더 담당자는 상당수가 2년 남짓 복무하는 병사들이 적지 않다 보니 노하우 측면에서 차이가 있을 수밖에 없다.

소나 문제와 관련해 또 하나 짚고 넘어가야 할 부분이 북한 어뢰의 주파수 문제다. 천안함 사건 이후 공개된 바와 같이 북한의 어뢰는 크게 둘로 나뉜다. 하나는 목표물을 향해 잠수함에서 설정한 방향대로 일직선으로 나아가는 직주어뢰이고, 다른 하나는 목표물이 배출하는 각종 음파를 감지해 따라가는 유도어뢰다. 북한의 직주어뢰는 항공유 계통의 특수연료를 사용하는 엔진 방식인데, 출력이 높아 속도가 50노트 이상 나오지만 소음이 커서 탐지되기 쉽다는 치명적인 단점이 있다. 반면 배터리를 이용하는 전동기 방식의 유도어뢰는 출력이 낮아 속도도 30~40노트에 불과하지만 상대적으로 조용하다.

북한이 보유한 어뢰의 90% 가까이는 직주어뢰로, 북한이 2003년 훈련 중에 유실해 현재 한국 해군이 보관하고 있는 어뢰 역시 직주어뢰다. 제작비용 자체는 두 종류에 큰 차이가 없지만, 유도어뢰에 쓰이는 배터리 등 주요부품을 해외에서 수입해야 하기 때문에 조달이 쉽지 않아 직주어뢰 수량이 압도적으로 많은 것으로 분석된다. 필요에 따라 제작하기보다는 자재가 확보되면 만든다는 것이다.

엔진을 사용하는 직주어뢰와 모터를 사용하는 유도어뢰는 발생하는 소리의 종류가 완전히 다르다. 5월21일 원태재 국방부 대변인은 언론 인터뷰에서 “유도어뢰의 주파수는 3~8kHz이지만 1980년대에 제작돼 직주어뢰를 주로 상대하는 천안함은 (소나 청음주파수가) 직주어뢰의 9~13kHz에 맞춰져 있었다. 이 때문에 천안함 소나병이 유도어뢰가 접근하는 것을 감지하지 못한 것”이라고 말했다. 더욱이 서해에 배치된 초계함의 구형 소나 장비는 24시간 가동하기도 어려운데, 앞서의 ‘머구리’ 사례에서처럼 민간선박과 군함이 엉켜 있는 좁은 바다에서는 상대 함정의 소나 작동 여부를 어렵지 않게 파악할 수 있다.

북한이 2000년대 중반 대만을 통해 은밀히 수입을 추진한 미국제 하푼 대함 미사일. 대만은 2000년에 이를 도입해 보유하고 있다.

이렇게 놓고 보면 천안함 피격과 관련해 주목할 요인이 무엇인지 확인할 수 있다. 북한의 잠수함이 천안함의 소나 운용상황이나 패턴을 정확하게 알고 있었다는 것이다. 특히 구형 직주어뢰에 초점을 맞춘 한국 해군의 초계함이 소나 장비의 주파수 탐지범위를 업그레이드하지 않았다는 사실을 인지했다면, 이는 북한 해군이 앞서 설명한 ‘남측 소나의 압도적 위력’에 대한 공포감을 극복하고 은밀한 무력행동을 기획하는 계기가 됐을 개연성이 다분하다.

북한이 주로 러시아로부터 도입해 역설계 방식으로 제작한 유도어뢰는 다시 두 종류로 나뉜다. 하나는 프로펠러의 소음을 추적하는 방식이고 다른 하나는 배의 엔진에서 나오는 진동음을 추적하는 방식이다. 그러나 프로펠러 소음은 상대적으로 고주파에 해당하기 때문에 멀리까지 퍼져나가지 못한다. 이 때문에 프로펠러 소음을 추격하는 어뢰는 보통 선(線)유도 방식을 사용한다. 어뢰에 전선을 달아 발사하면 잠수함에 있는 롤러로부터 수 킬로미터 범위까지 전선이 주루룩 풀려나가 유선으로 방향을 조정하는 것이다. 그러다가 어뢰가 목표물에 근접해 프로펠러 소음을 확인하면 그제서야 선을 끊고 자체적으로 따라가 폭발한다.

반면 엔진 진동음은 저주파이므로 소리가 수십 킬로미터까지 뻗어나간다. 멀리서도 들을 수 있으므로 어뢰 역시 먼 거리에서 발사할 수 있다는 장점이 있지만, 각종 선박이 모인 바다에서는 어느 소리가 목표물에서 나오는 소음인지 확인해야 하는 단점이 있다. 남북한 함정과 어선이 엉켜 있는 NLL 해상이 바로 그런 경우다. 따라서 목표물이 배출하는 소음의 패턴을 사전에 수집, 분석해 다른 배와 구별하는 능력이 매우 중요하다.

소프트웨어의 영역에 속하는 이 문제를 북한은 2000년대 초반에 자체적으로 해결했다. 저주파 소음방향의 벡터를 분석해 특정소음의 패턴을 추출하는 작업이다. 이렇게 한번 특정선박의 엔진소음을 축적해두면 다른 배의 엔진음은 모두 잡음으로 처리함으로써 어뢰가 목표물만 따라가도록 설정할 수 있다. 합동조사단이 천안함 침몰 해역에서 잔해를 건져 올린 CHT-02D가 바로 대표적인 저주파 추적 어뢰다.

이렇게 놓고 보면 북한 해군은 천안함의 저주파 엔진 소음을 미리 수집, 분석해두었다는 결론이 나온다. 어선 등으로 위장해 NLL 인근까지 내려와 한국군 초계함과 고속정의 소음 데이터를 사전에 확보했을 가능성이다. 그런 조건하에서라면 목표물이 잠수함으로부터 10㎞가량 떨어져 있어도 어뢰 공격이 가능하다.

장비 뛰어넘는 정보의 중요성

2000년대 중반 이후 북한은 유도어뢰의 해외 판매를 위해 다양한 노력을 기울였고, 한국 정보당국 역시 다양한 경로를 통해 이 사실을 확인했다. 그러나 정부는 북한의 어뢰 능력이 저주파를 추적해 원거리 타격을 할 수준까지 성장했다는 사실을 작전개념에 반영하지 않았고, 유도어뢰의 실물을 확보하려는 작업 역시 예산 문제를 이유로 실행하지 못했다(‘신동아’ 6월호 관련기사 참조). 결과론이기는 하지만 이는 서해 초계함의 소나와 관련해 결정적인 실책이었다. 정부와 군이 당시의 정보를 의미심장하게 받아들였다면 이번과 같은 상황을 피할 수 있었을 것이라는 추론이 가능한 것이다.

반면 2005년 무렵 북한은 한국 해군이 사용하는 하푼미사일 등 해상무기체계를 도입하기 위해 애를 썼다. 미국이 1975년 개발한 하푼은 천안함에도 탑재돼 있던 대표적인 해군용 대함(對艦) 유도미사일로, 정보당국은 북한이 무기 구매 담당자들을 대만과 싱가포르 등에 보내 이 미사일의 수입을 타진했다는 사실을 확인한 바 있다. 하푼의 특성을 분석해 서해상 교전에 대비하고자 하는 뜻과 함께 역설계 작업을 통해 자체 무기개발에 활용하기 위한 의도도 있었다는 분석이다.

남북한의 엄청난 군사비 차이는 더 이상 뉴스가 아니다. 그러나 북한은 극히 제한된 예산을 갖고도 남측의 무기체계 정보 수집에 총력을 기울였고, 한국은 풍부한 예산과 압도적인 경제규모를 갖췄음에도 그러한 노력을 게을리했다. 북한이 정보수집의 우위를 통해 장비의 열세를 뛰어넘으려고 시도하는 동안 한국은 NLL 초계함 소나 장비의 업그레이드 같은 최소한의 대비도 하지 못했다. 그리고 그 대가는 46명 젊은 병사의 목숨이었다.