잠수함에 대한 것들에 대해
위풍이와 당당이가 전합니다

당당이 과거 잠수함은 물 위에서 활동하다가 잠수하는 형태였기에 회색을 사용했어요. 회색은 바다에서 수평선과 비슷한 색상이라 은폐에 유리해요. 또 해무에서 시각적으로 구별하기 어려운 색이라서 항공모함이나 함정에서 많이 사용하고 있어요.

당당이 현재의 잠수함은 대부분 수심 150m 이내에서 활동하기 때문에 검은색이 더 적합해졌어요. 검은색은 빛이 거의 없는 깊은 바다에서 잠수함이 잘 보이지 않도록 도와줘요. 게다가 잠수함이 가장 큰 위협으로 여기는 항공기의 시각적 탐지 가능성을 줄이는 빛 반사를 최소화하는 데도 효과적이죠. 그리고 잠수함의 은폐 효과를 높이기 위해 잠수함의 외부에는 소음을 흡수하는 고무판 같은 흡음타일이 부착되는데, 이 타일도 검은색이에요.

당당이 북한, 이란, 이스라엘의 잠수함은 초록색을 사용해요. 이건 초록색 해조류가 많은 얕은 바다에서 잠항하기 때문이죠.

위풍이 잠수함에서 툭 튀어나온 부분을 함교탑이라고 불러요. 영어로는 ‘Sail’이나 ‘Fin’이라고 해요. 함교탑은 잠수함이 물 위로 부상했을 때, 함을 지휘하는 공간으로 사용해요. 또 각종 마스트를 올리고 내리는 통로가 있어서 잠항할 때는 마스트를 수납할 수 있어요. 물 위에 있을 때는 전망대 역할도 하죠. 참고로 ‘마스트(Mast, 안테나 기둥)’는 함교탑 위에 삐쭉하고 튀어나와 있는 기둥들이에요. 잠망경, 통신장비, 탐지장비 등으로 이뤄졌죠. 함교탑은 마스트를 수면으로 올렸을 때, 바닷물의 저항으로부터 잠수함을 보호하는 역할도 해요.

위풍이 먼저 잠수함의 잠수 원리를 이해하려면 몇 가지 과학 원리를 알아야 해요. 중력, 작용과 반작용, 부력이라는 개념이 중요해요. 먼저, 중력은 물체를 아래로 끌어당기는 힘이에요. 물 위에서는 중력이 물체를 물속으로 당겨요. 반대로, 부력은 물체를 물 위로 밀어내는 힘이에요. 물체가 물 위에 떠 있으려면 중력과 부력이 균형을 이루어야 해요. 중력보다 부력이 강하면 물체는 물 위에 떠 있고, 중력이 부력보다 강하면 물체는 물속으로 가라앉아요. 잠수함도 이런 원리가 적용돼요. 장보고-I

위풍이 그렇죠. 과학적 원리를 알았다면 이제 실제로 작동하는 원리를 알려드릴게요. 잠수함 안에는 ‘밸러스트 탱크(Ballast Tank)’라는 특별한 탱크가 있어요. 이 탱크에는 물과 공기를 넣고 뺄 수 있어요. 잠수할 때는 밸러스트 탱크에 물을 채워서 부력을 줄여요. 이렇게 하면 잠수함이 물속으로 가라앉죠. 반대로, 잠수함이 다시 물 위로 떠오르려면 밸러스트 탱크의 물을 빼고 공기를 넣어야 해요. 바닷속은 압력이 높아 물을 빼는 게 어려워요. 그래서 잠수함은 압축 공기를 사용해 물을 밀어내고 다시 물 위로 떠오를 수 있어요. 이렇게 해서 잠수함은 자유롭게 물속으로 들어가고, 떠오를 수 있는 거예요.

당당이 우리는 휴대폰이나 자동차에서 위치를 확인할 때 지도 앱을 사용하죠. 이 앱은 위성에서 보내는 신호를 받아서 우리가 어디에 있는지 알려줍니다. 이를 위성항법장치(GPS)라고 해요. 배에서도 GPS를 이용해 위치를 확인할 수 있어요. 잠수함도 배와 마찬가지로 GPS를 사용해 위치를 파악할 수 있지만, 물속에 있을 때는 GPS 신호를 받을 수 없어요.

당당이 잠수함은 ‘관성항법장치(INS)’라는 장비를 사용해요. 이 장비는 잠수함이 얼마나 움직였는지, 어떤 방향으로 갔는지 계산해서 현재 위치를 알아내는 데 도움을 주죠. 관성항법장치는 정밀하지만, 시간이 지남에 따라 약간의 오차가 생길 수 있어요. 그래서 잠수함은 주기적으로 물 위로 올라가서 GPS를 사용해 정확한 위치를 확인하기도 합니다. 이렇게 해서 잠수함은 항상 자신의 위치를 정확히 알 수 있답니다.