육군의 첨단과학으로 군사 혁신을 구축하는 미래 지상군을 Army-TIGER 4.0으로 명명했다.
4차 산업 기술의 복합전투체계로 생존율과 효율성을 높이기 위한 전투체계 중
기동화 구현을 위한 전투차량에 대해 알아본다.
글. 기동사업부
전투차량사업팀
올해 초 시작된 러시아-우크라이나 전쟁은 유럽을 중심으로 전 세계 군비경쟁을 가속화시켰고 북한의 계속된 미사일 도발은 남북관계를 더욱 악화시키고 있다. 이런 상황에서 우리 군은 병력을 46.4만 명에서 36.5만 명으로 감축하고 복무 기간을 조정하는 국방개혁을 진행하고 있다. 기존 병력 집약적인 구조에서 벗어나 첨단 무기체계 개발·획득을 통해 전력증강을 꾀해야 하는 시점에 도래한 것이다.
육군은 우리 군의 전력증강에 기여하기 위해 Army-TIGER 4.0체계를 미래 육군의 운용개념으로 설정해 전력증강을 추진하고 있으며 Army-TIGER 4.0체계는 유사시 신속대응 및 결정적 승리 보장, 인명중시 사상에 기초한 전투원의 생명 보호, 4차 산업혁명을 선도하는 견인차 역할, 다영역 전투력 통합을 위한 체계 구현을 목표로 하고 있다.
이에 따라 크게 기동화, 네트워크화, 지능화 구현 등의 3가지 기능으로 세부 목표를 수립 중이다.
Army-TIGER 4.0체계의 한 축인 기동화 구현을 위한 전투차량의 미래 동력시스템의 특징 및 동향에 대해 알아본다. 현 전투차량은 엔진·미션 기반의 파워팩을 기반으로 동력시스템을 구성하고 있으나 미래 전장은 전투력 강화를 위해 고기동성, 생존성, 지속성 등의 확보가 필수적인 만큼 하이브리드 시스템으로 전환될 것으로 예측된다.
| 성능 | 특징 |
|---|---|
| 스텔스 기능 | •모터 기동 시 열과 소음으로 인한 피탐률을 최소화함으로써 생존성 향상 및 작전성능 향상 |
| 기동성 향상 |
•낮은 회전에서의 토크가 크고 응답성이 좋은 모터 고유의 특성으로 중저속에서의 가속력 우수 •각 바퀴가 구동축에서 자유로울 수 있어 제자리 선회 가능 |
| 생존성 향상 | •배터리의 전면 배치로 장갑차의 방호력 증대 |
| 외부 전력 공급 | •별도의 발전장치 없이 차량에 장착된 발전장치와 에너지저장장치를 활용해 에너지 공급 가능 |
하이브리드 동력시스템은 2종 이상의 동력원을 조합해 차량을 구동하는 시스템이다. 주로 내연기관과 전기모터로 구성되며, 병렬형과 직렬형 구동방식으로 구분된다. 병렬형 하이브리드는 엔진주행과 모터주행 모두 가능하고, 주행상태나 배터리 상태에 따라 선택적으로 구동이 가능하다. 직렬 하이브리드는 모터주행만 가능하고, 엔진은 발전기 역할만 수행하며, 연료 또한 발전을 위해서만 사용된다.
병렬형 방식은 엔진·모터가 병렬형태로 구동되며, 개별 동력원으로 구분되어 변속기와 모터체계를 동시 운용하는 형태로 민수차량 (소형차)에 주로 적용되고, 직렬형 방식은 엔진은 모터를 구동하기 위한 배터리 충전 용도로만 사용하며, 차량의 구동에 직접적인 영향을 미치지 않는 방식으로 대형차량, 군용차량 등의 방식에 적용되는 방식이다.
군수장비는 1990년대 이후 미국 및 유럽을 중심으로 하이브리드 플랫폼 개발을 진행 중이며, 디젤-배터리 기반 직렬 하이브리드 위주로 개발되고 있다.
또한 군 작전차량의 배터리 단독 동력은 작전운용 지속성에 한계가 있어 배터리 에너지밀도 관련 기술이 고도화될 때까지는 하이브리드 동력이 미래 군용차량의 주 동력원이 될 것으로 예측된다. 현재 미 육군에서 추진 중인 NGCV(Next Generation Combat Vehicle, 차세대 전투차량) 사업의 일환인 RCV(Robot Combat Vehicle) 기동 플랫폼에도 하이브리드 동력원을 적용 중이며 프랑스, 독일 등 방산 선진국에서도 활발히 개발을 진행하고 있다.
우리 군에서도 무인수색차량 획득사업을 통해 하이브리드 엔진을 적용한 군 차량 확보를 위한 신호탄을 쏘아 올렸다. 자율주행 기반의 무인수색차량은 엔진 발전기로 배터리를 충전하는 직렬 하이브리드를 적용, 정숙성을 확보해 다양한 환경하에서 수색 정찰 임무를 수행하는 데 최적화되도록 개발할 예정이다.
향후 인원탑승용 군용차량에 하이브리드 동력원을 적용하기 위해서는 엔진 외 배터리·모터 등 추가 부품을 적용하기 위한 공간 등을 고려, 소형·경량화 엔진에 대한 기술 발전이 필수적이다. 앞으로 다양한 연계 기술 개발이 필요함에도 하이브리드 동력원에 대한 수요가 높아 머지않아 하이브리드 엔진 기술이 상용화될 것으로 예측된다.
