차기상륙함(Landing Ship Tank-II, 이하 LST-II)은 전차와 장갑차 그리고 군용차량 등을 수송하여 상륙작전을 수행하는 특별한 군용함정을 뜻한다. 상륙작전이란 함선, 주정 및 항공기에 탑승한 상륙군이 임무를 수행할 수 있도록 상륙군을 바다로부터 육상으로 투사하는 작전을 뜻한다(R.O.K Joint Chiefs of Staff, 2015). 상륙군은 상륙작전간 지상에서의 전투를 담당하는 지상전투부대로서 해병대 부대로 구성되며, LST-II에 탑재 되어있는 중형상륙주정(Landing Craft Mechanized, 이하 LCM)에 탑승하여 상륙작전을 수행한다. 상륙작전은 육·해·공군이 모두 합동하여 수행하는 작전으로, 성공적인 상륙작전을 수행하기 위해서는 LCM의 안전성과 효율적인 기동능력이 가장 중요한 요소이다.

LST-II은 ‘14년부터 건조하기 시작하여 현재 O척을 인도 후 해군에서 운용 중에 있으며, 추가로 후속함 O척을 건조 중에 있다. ‘16년 2월 경, 차기상륙함(LST-II) O번함이 매년 실시하는 코브라 골드 훈련 참가 차 태국으로 이동중 악천후(파고 상태 약 최고 4~5m, 함 횡요 평균 ±10°, 종요 평균 ±2°)로 인해 함수 LCM 거치대에 손상이 발생하였다(당시 현장 확인 결과, 4개소 파손 및 8개소 변형). LCM 거치대 손상으로 인하여 당시 훈련을 참가하였던 승조원 및 상륙군들의 안전성 위협 및 함 임무 수행능력이 현저히 저하되었으며, 전력 공백이 발생하였다. 훈련 상황이 아닌 실제 상륙작전 임무를 수행하는 상황으로 가정하였다면 인명피해는 물론, 국방 전투력에도 크나큰 손실이 발생할 수 있었던 상황이었다. LCM 거치대 손상 원인은 국내의 낮은 해상상태와 달리 높은 파랑에 노출된 상태에서 함의 과도한 횡요가 발생하여 LCM의 횡방향 미끌림으로 거치대 측면부가 충돌하여 손상된 것으로 추정하였다.

LCM 거치대가 손상된 LST-II O번함 현장 확인 결과를 바탕으로, LCM 거치대 손상에 대한 원인분석 및 개선방안 수립에 대한 연구를 수행하였다. 기존에 분산형으로 설치되어있던 LCM 거치대 형상을 일체형으로 변경하였으며, LCM Landing Rail(랜딩 레일)용 거치대를 L-type에서 V-type으로 변경하였다. 일체형으로 개선된 LCM 거치대에 대하여 구조강도 해석을 통하여 검증하였으며, 정하중 및 동하중에 대한 최대 등가 응력 범위 내에서 모두 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

본 연구에서는 한국 해군에서 상륙작전 임무를 수행하는 주력 함정인 LST-II급 함정의 함수 LCM 거치대 손상에 따른 개선방안에 대하여 소개할 것이다. 본 연구에서 도출된 거치대 개선 방안에 대하여 현재 운용 및 건조 중인 LST-II O척에 실제로 적용할 예정이다. 따라서 LCM 거치대 개선을 통하여 승조원 및 상륙군들의 안전성 강화 및 안전위해 요소를 감소시킬 수 있으며, 상륙작전 임무 수행 능력 향상에 따른 한국 해군의 전투력 강화 및 함 운용성이 크게 향상될 것으로 기대된다.

LST-II에는 LCM 거치대 개선을 위한 방안은 파손 원인으로 추정되었던 미끌림 현상을 방지 및 거치대 강도를 개선하는 것에 주안점을 두고 연구를 수행한 결과, LCM 형상을 분산형에서 일체형으로 바꾸는 방안과 함미 추가교차고박을 통한 고박하중 증가하는 두 가지 방안을 개선 적용하기로 하였다.

본 연구에서는 LST-II급 함정의 함수 LCM 거치대 손상에 따른 원인분석 및 개선방안과 성과에 대하여 서술하였다. 거치대 손상이 발생한 LST-II급 함정은 코브라 골드 훈련 참가 차 태국으로 이동 중 높은 파랑(파고 상태 약 최고 4~5m, 함 횡요 평균 ± 10°, 종요 평균 ± 2°)에 의해 횡방향 하중이 가해져 손상이 발생한 것으로 추정됨에 따라, 거치대 강도 개선 및 횡방향 고박하중 향상을 위한 개선방안 연구를 수행하였다. LCM 거치대 손상 원인 분석을 위해 거치대의 강도적인 측면과 LCM 고박설비(Lashing Gear(래싱 기어))의 적절성에 대한 두 가지 방향으로 연구를 수행하였다.

기존 LCM 거치대 강도 개선을 위하여 분산형으로 되어있는 함수 LCM 거치대 형상을 일체형 거치대로 변경하는 방안과 LCM의 구조물인 Landing Rail(랜딩 레일) 안착용 거치대 형상을 변경하는 방안을 수립하였다. 분산형 LCM 거치대는 LCM 하중이 하나의 거치대로 집중되어 파손을 발생할 가능성이 높다고 판단하였으며, 개선된 일체형 LCM 거치대는 LCM 하중을 분산시킬 수 있어 파손에 대한 강도가 향상될 것으로 판단하였다. 개선된 LCM 거치대의 구조 강도 해석을 통하여 강도 검증을 수행하였으며, LST-II 후속함에 실제 반영하는 성과를 얻을 수 있었다.

또한, 횡방향 미끌림 방지를 위하여 LCM 고박설비에 대한 개선방안 연구를 수행하였다. 설계 당시 산출된 고박설비의 용량 및 개수에 대한 적절성은 검증되었지만, 한반도 근해가 아닌 높은 파랑에 노출된 상황을 대비하여 LCM 함미에 추가 Lashing Gear(래싱 기어)를 설치하여 LCM 1정당 약 19.44ton의 고박하중을 향상시켜 횡방향 미끌림 현상을 방지할 수 있는 성과를 얻을 수 있었다. 함수 LCM 거치대가 분산형에서 일체형 거치대로 변경됨에 따라, 현재 함수갑판 사용 공간이 부족해지는 점을 고려하였지만 작전성능 및 함 운용에는 영향성이 없을 것으로 판단되었다.

본 연구를 통하여 LST-II급 함정의 함수 LCM 거치대 손상으로 인한 해군의 전투력 손실 및 안전사고를 미연에 방지할 수 있었다. 상륙작전이라는 특수 임무를 수행하는 LST-II급 함정에 핵심 전력인 LCM의 거치대가 손상되는 중대한 결함 사항에 대한 근본적인 원인분석, 개선방안을 수립함에 따라 함정의 운용성 및 국방품질을 향상하는 계기가 되었다. 본 연구 결과는 향후 타 상륙함정들의 운용 중에 발생할 수 있는 거치대 손상 발생 사례에 대하여 원인 분석, 개선방안을 수립하는데 있어 유용한 자료로 활용될 것이다. 또한, 함정을 운용하고 실질적인 상륙작전 업무를 수행하는 해군 및 상륙군들에게 함 운용성 및 안전성을 확보하고, 사고를 미연에 방지할 수 있는 참고자료가 될 것이다. 하지만, LST-II 후속함에 대하여 개선 방안 적용 및 검증을 수행한 연구로서, 현재 운용중인 LST와 LST-II 선도함에 대한 개선 및 안전성 검증에 대한 한계점이 있다. 또한, LCM 거치대 개선방안 적용 후 악천후 및 높은 파랑에 노출된 항해가 적어 실질적인 검증 효과가 미비하다고 판단된다. 해군 및 상륙군들의 전투력과 안전에 중대한 영향을 미칠 수 있는 LCM 거치대 손상에 대한 안전사고 및 전력 공백 발생을 방지하기 위하여 향후 추가적인 연구가 필요할 것이다.