제럴드 R. 포드급 항공모함(Gerald R. Ford class aircraft carrier)은 미국 해군의 차기 항공모함

제럴드 R. 포드급 항공모함(Gerald R. Ford class aircraft carrier)은 미국 해군의 차기 항공모함이다. 명칭은 미국 제38대 대통령 제럴드 포드에서 유래했다.

 

시운전 중인 제럴드 포드

 

 

역사

1번함인 USS 제럴드 R. 포드 (CVN-78)가 2007년부터 건조되기 시작했다. 현재 주력 항공모함인 니미츠급 항공모함의 기본 선체 설계를 그대로 사용한다.

 

 

전기추진

새로운 열출력 700MWt 전기출력 150MWe 벡텔 A1B 원자로 2기를 사용하여 소음을 줄였다. 이전의 니미츠급 항공모함은 열출력 550MWt 전기출력 32MWe 웨스팅하우스 A4W 원자로 2기를 사용했는데, 원자로로 증기 터빈을 돌리는 방식이었다. 포드급은 원자로로 전기를 생산해 전기모터를 돌리는 방식이다. 완전한 전기추진만을 사용한다.

 

열출력 700MWt 전기출력 150MWe 벡텔 A1B 원자로는 한국의 열출력 330MWt 전기출력 100MWe 스마트 원자로 보다 2배 고출력이다.

 

장비

증기 캐터펄트에서 전자기식 캐터펄트로 바꾸었다. 착륙장치를 개선했고, 자동화와 최신 첨단 장비를 통해 승무원수를 줄였다. 이는 건조비도 줄일 것이다. 니미츠급의 마지막함 조지부시함의 건조비는 62억 달러(6조 2천억원)이었으나, 포드함은 51억달러(5조 1천억원)으로 예상된다.

 

니미츠급과의 주된 외양상의 차이는 함교의 뒷부분이 더 넓어졌다는 것이다.

 

 

선박

USS 제럴드 R. 포드 (CVN-78), 2017년 7월 22일 취역, USS 엔터프라이즈 (CVN-65)를 대체

USS 존 F. 케네디 (CVN-79) , 완벽한 전투 시스템(complete warfare system) 등을 탑재한 후 2024년 9월 취역 예정, USS 니미츠 (CVN-68)를 대체할 예정이다.

USS 엔터프라이즈 (CVN-80), 2025년 취역 예정. USS 드와이트 D. 아이젠하워 (CVN-69)를 대체할 예정이다.

 

 

개발

 

독에서 건조중인 포드함

 

 

제럴드 R. 포드급 항공모함이 건조되기 전까지, 그리고 포드급이 취역한 현재에도 미 해군의 주력함인 니미츠급 항공모함의 후계함인 제럴드 R.포드급 항공모함의 개발은, 니미츠급 항공모함의 개량 계획에서부터 비롯된다.

 

니미츠급 항공모함은 개발 당시 뿐만 아니라 지금 현대 무기 개발에 와서도 현대적인 설계사상을 반영한 부분들이 많은 걸작이다. 그러나 2010년대에 들어서면서 군사 기술의 비약적인 발전을 통해 새로운 기술들이 개발되고, 미 해군은 가까운 미래 해상 전장에 대한 대비로 이들 기술을 적극 활용할 예정이었으며 적용 대상 중에는 니미츠급 항공모함도 있었다. 그러나 초도함인 니미츠함부터 최후기형 부시 함까지 개량이 지속되었고 최대 1만 톤 가량 배수량이 증가하면서, 거함 니미츠급도 중량 증가에 함 체급의 한계에 봉착하게 되고, 함내 용적 문제도, 더 이상의 개량에는 한계가 있다는 걸 파악한 미 해군은 니미츠급 개량 사업에서 비롯된 신함 건조 계획을 꺼내드는데, 이것이 제럴드 포드급 항공모함의 건함계획이다.

 

제럴드 포드급 항공모함은, 니미츠급 항공모함의 함체를 기반으로 하되, 설계 사상에는 변경이 가해졌고, 새로운 신기술들을 적용시키면서 기존 니미츠급 항공모함에서 지적되는 문제점들을 개선하는 방향으로 함 개발을 진행하게 된다. 덕분에 이 새로운 항공모함은 니미츠급 항공모함과 닮았으면서도 자세히 보면 상당히 다른 특징을 가진 군함이 되었는데, 능동위상배열 레이더와 일렉트로 펄트, 발달된 전투체계와 새로운 차세대 원자로를 비롯하여 무장과 함재기들 등, 무기체계들의 복합적 발달로, 니미츠급 항공모함 이상의 전투력을 보유한 항공모함이 된다.

 

 

2 성능

 

갑판의 전체 모습

 

 

사실 완전히 새로 설계된 항모는 아니며 니미츠급 항공모함의 선체 설계에 최신 기술들을 접목시킨 항공모함으로 외형과 규모 면에서는 그리 큰 차이를 보이지 않는다. 그러나 핵심적인 부분들은 니미츠급에 비해 향상된 모습을 보여주고 있는 등, 차세대 항모로서의 이름값을 한다

 

 

제럴드 포드급 항공모함은 2050년 이후까지 미 해군에서 운용할 계획이라 지속적인 개량이 진행될 것이며 니미츠급의 임무를 승계하게 된다.

 

기본 성능은 전장 334미터에 폭 77미터, 만재배수량이 11만 톤이 넘는 거함으로 사상 최대의 항공모함이자 군함인 CVN-65 엔터프라이즈(엔터프라이즈급 항공모함) 다음가는 규모를 가진 항공모함이다.

 

함재기

 

착함하는 차세대 함재기 F-35C

 

슈퍼호넷

 

 

항공모함의 주 무장이라고 할 수 있는 함재기로는 F-35 라이트닝의 함재형인 F-35C형과, 스텔스 무인 전폭기인 X-47 계열 항공기를 주력 함재기로 운용한다고 하며, 기존에 니미츠급 항공모함에서 운용하던 F/A-18 슈퍼호넷도 퇴역 시점이 짧지 않으므로, 제럴드 포드급 모두 슈퍼 호넷을 라이트닝과 같이 병행 운용할 가능성이 크다. 평균적으로 운용 가능한 함재기 탑재 수량은, 모두 75대로, 평시 작전 때 이 정도 숫자의 함재기를 탑재하는 니미츠급과 거의 동일한 수량의 함재기를 운용할 수 있다. 물론 니미츠급보다 함체 규모가 큰 만큼, 최대 100대 이상의 함재기 적재가 가능하지만 함재기를 수송할 의도가 아닌 이상 과도한 함재기 탑재는 작전 수행에 있어 큰 방해요소로 작용한다. 제럴드 포드급도 평시엔 70대 남짓한 함재기를 탑재한 채 작전에 나서게 된다. F-35나 X-47 같은 이들 신형 함재기들 말고도 기존 니미츠급 항공모함에서 운용하던 조기경보통제기 E-2 호크아이나 회전익기 대부분의 항공기 역시 제럴드 포드급에서 운용이 가능하다.

 

항공기 탑재 수량은 평균 70~90대로 니미츠급과 유사한 수준이다. 이제 니미츠급 초도함이 퇴역을 앞두고 있으므로 이들이 운용하던 비행단을 포드급이 넘겨받게 될 가능성도 있다.

 

 

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

 

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 334미터에 최대 폭 77미터이고, 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 사용하던 전통적인 증기압 사출 방식이 아닌, 전기로 함재기를 발진시키는 일렉트로 펄트를 장착하고 있다. 일렉트로 펄트는 선로를 놓아 전류를 흘려보냄으로써 자기장을 생성시켜 그 힘으로 함재기를 사출하는 방식이다. 차기 함포인 레일건이나 자기부상열차와 비슷한 원리로, 개념 자체는 자기부상열차에 가깝다. 자기장에 의한 반발력에 의해 항공기를 사출한다고 보면 된다.

 

이전 니미츠급에서 사용되던 증기식 캐터펄트에서 발생하던 콜드 샷에 대한 사고를 줄이고 고압,고온의 증기를 포탄 쏘듯 순간적으로 증기를 이용해 사출시키며 항공기에 가해지던 무리한 충격을 줄일수 있게 되어 함재기의 수명 연장에 유리하다. 1000톤 이상 나가는 스팀 캐터펄트와 달리 비교적 간단한 장비와 적은 인원으로 운용할 수 있게 되었고 항모 자체에도 무리를 주지 않아 선령 연장에도 도움이 된다. 항공기 발진 속도는 니미츠급 항공모함과 동등하거나 더 빠른 발진이 가능하며 분당 12대의 함재기 발진이 가능하다. 이는 수십 발의 폭탄과 유도탄으로 무장해 한 개 전단을 공격하거나 지상 타격을 가할 수 있는 수준의 전력이다.

 

 

포드급의 역사적 첫 이함

 

 

캐터펄트 말고도 함재기를 이함시키는 것 만큼이나 중요한 함재기 착함 체계인 AAG(Advanced Arresting Gear) 착함 체계는 어레스팅 기어를 유압식으로 작동시키던 방식과 달리, 에너지 흡수식 로터리 엔진을 구동시켜 함재기를 강제 정지시키는 방식을 사용한다. 다만 이 체계의 안정성은 입증되지 않았고 무인기 운용에도 적합하지 않는다고 한다. 따라서 아직 개발이 진행중이다. 이 착함 시스템 외에도 비행갑판에서 이전 함급에 비해 발전된 부분은, 함재기의 운용 능력을 보다 효율적으로 운용할 수 있도록 설계되었다. 제럴드 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. 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.

 

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.

 

추진체계

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 상황

전투 부적합 판정

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

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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.