이글은 미디어오늘 2013-05-18일자 기사 'TNT 1kg에 물기둥 솟구쳐…천안함엔 물방울만'을 퍼왔습니다.
신영식 카이스트 연구팀 수중폭발 실험 “버블젯원리” vs “폭발없었음을 보여준 것”
천안함이 TNT 250~360kg 규모의 이른바 1번어뢰 폭발로 생긴 버블제트 현상에 따라 두동강났다는 국방부 합동조사단의 발표와 관련해 실제 카이스트(KAIST) 연구팀이 수중폭발 실험을 실시한 결과가 나와 주목된다.
실험결과 단 1kg의 TNT 만으로도 엄청난 굉음과 30m의 물기둥이 솟구친 것으로 나타났다. 천안함의 250~360분의 1 수준만으로 이 같은 현상이 생겼으나 천안함 침몰 당시엔 견시병의 볼에 물방울 또는 분무기로 뿌린 듯한 물보라만 있었다는 증언이 나와 큰 차이를 보이고 있다. 이 때문에 버블제트 효과를 실험했으나 되레 천안함에는 폭발이 없었음을 보여주는 결과가 나온 것 아니냐는 분석이 나오고 있다. 이에 반해 연구팀은 천안함에 적용하기 위한 수중폭발 실험은 아니었다면서도 천안함도 버블제트 효과에 의한 침몰이라는 견해를 내놓았다.
KAIST(총장 강성모) 해양시스템공학전공 신영식 교수는 지난 9일 충남 당진에 위치한 한 채석장의 깊이 12m 저수지에서 폭약의 수중폭발로 인한 충격이 선박에 미치는 영향을 실험했다. 크기 8.4m(세로) × 0.68m(가로) × 0.41m(깊이), 무게 350kg의 알루미늄 재질 모형 선박을 만들어 가속도, 속도, 압력, 변형 측정 센서를 부착해 저수지 위에 띄워놓은 뒤 여러 차례 배 밑에서 폭약을 터뜨렸다.
폭발실험 동영상을 보면, TNT 200g 만으로도 배에 큰 진동을 줬으며, 1kg을 폭발시키자 30m의 물기둥이 치솟았으며, 배는 순식간에 엿가락처럼 휘어진채 곧장 침몰했다. 연구팀은 이런 강력한 에너지가 발생한 이유를 두고 ‘공진 현상’이라고 설명했다. 특정진동수를 가진 물체가 같은 진동수의 힘이 외부에서 가해질 때 충격이 더 크다는 것이다.
지난 9일 카이스트 신영식 교수팀이 충남 당진의 한 채석장에서 실시한 수중폭발 실험. ⓒ카이스트
이번 배의 손상실험은 버블제트의 위력을 알아보기 위해 국내 최초로 실시됐다. 버블제트는 물속에서 폭약이 폭발할 때 가스 버블에 의한 엄청난 압력의 팽창과 수축이 반복되면서 수면 위로 순식간에 물기둥이 솟구치는 현상이다.
이를 두고 연구팀은 천안함 침몰 원인을 알아보기 위한 실험은 아니라고 밝혔다. 실제로 배의 길이(8.4m)는 천안함(88m)의 10분의 1인데 반해 무게는 천안함(1200톤)의 약 3400분의 1이며, 폭약량은 250분의 1이라 정확한 축적도 이뤄져 있지 않다. 또한 배의 강도도 군함과 같이 늑골과 종강도 보강 등 튼튼한 형태를 갖추지도 않은 채 알루미늄으로만 제작됐다. 천안함 선체는 철로 이뤄져있다.
그런데도 천안함도 같은 버블제트 원리로 두동강 났을 것이라고 연구팀은 보고 있다. 신영식 카이스트 교수는 17일 저녁 미디어오늘과 인터뷰에서 “배의 모델선에 근접폭발로 버블제트의 영향이 어떻게 미치는 것인지 연구한 것으로 1대 1로 천안함의 현상을 알아보기 위한 것은 아니다”라며 “천안함의 경우 굉장히 큰 사이즈의 함정인데 반해 우리 모델선은 매우 작다. 하지만 그 현상은 증명된다”고 밝혔다.
그 이유에 대해 신 교수는 “우리 배의 경우 선저 1.5m 아래에서 공진현상이 일어나지만 천안함의 경우 5~6m 아래에서 터져쓸 때 생긴다”며 “천안함은 어뢰 TNT 450kg가 폭발해서 공진현상과 함께 두동강 나지 않았나 한다”고 말했다.
지난 9일 카이스트 신영식 교수팀이 충남 당진의 한 채석장에서 실시한 수중폭발 실험. ⓒ카이스트
천안함에선 찾아볼 수 없는 물기둥과 관련해 신 교수는 “작은 폭약(200g)을 넣었을 땐 물기둥이 안생기기도 하고, 천안함의 경우 폭약이 터진 깊이가 5~9미터였으며, 해당 수심이 47m였기 때문에 충격파가 바닥을 치고 올라올 것이 없기 때문에 수면위로 왔을 땐 물기둥이 안생길 수 있다”고 주장했다. 그러면서도 신 교수는 “우리는 천안함 침몰의 결과를 내놓으려는 실험을 한 것이 아니라 함정 제작시 수중폭발의 필요성을 강조하기 위한 목적이었다”고 강조했다.
이를 두고 선박·해양전문가들은 신 교수의 분석과 정반대로 이번 실험결과가 천안함 침몰시 폭발이 없었다는 것을 보여주는 근거가 됐다고 평가하고 있다.
해난구조 전문가인 이종인 알파잠수기술공사 대표는 “모형선박을 보면, 중간에 늑골(프레임)도 하나 없이 격벽만 넣어서 전혀 종강도 없이 제작돼 매우 조악하다”며 “그럼에도 이번 실험을 통해 수중폭발시 어떤 현상이 발생하는지를 국민들에게 보여준 의미가 있다”고 평가했다. 그는 거대한 물기둥이 발생했으며, 폭음도 주변이 울릴정도로 컸으며 물기둥에 의한 물벼락으로 수면에 약 30m 지름의 큰 파문이 형성된 반면, 천안함의 경우 물기둥도 없었고, 소리도 백령도 주민들은 들은 사람이 아무도 없었다고 말했다. 특히 천안함 생존자의 경우 타박상을 입은 극소수를 제외하고는 모두 멀쩡했으며, 심지어 물벼락을 맞은 이도 없었고, 희생자 역시 모두 익사였다는 점을 우리 국민들이 다 알고 있다고 이 대표는 지적했다.
이 대표는 “이번 실험이 인증된 기관에서 일반인에 공개돼 천안함에 대한 의심을 가진 사람이 다소 조악한 모형배이지만 TNT 1kg에 박살이 났다는 것을 인식하게 해줬다”고 평가했다. 그는 “실제 천안함 크기의 폐군함으로 군이 원하는 해역에서 수중폭발 실험을 해보자”며 “그렇다면 더욱 폭발이 없었다는 것을 입증하게 될 것”이라고 말했다.
지난 9일 카이스트 신영식 교수팀이 충남 당진의 한 채석장에서 실시한 수중폭발 실험. ⓒ카이스트
군사평론가 김성전씨(예비역 공군중령)도 18일 “차라리 폐선박을 이용해서 직도해상 1.9km 지점의 해안에서 밤 9시10경 소음, 섬광 선박 파고형태 TOD 화면상의 반응과 선박 파괴후 바다에서 나타나는 현상 등을 모두 점검하는 실험을 하는 게 낫다”며 “또한 동물을 탑승시켜 고막파괴여부를 분석하고, 형광등이 파괴되는지 여부도 조사해볼 필요가 있다”고 제안했다.
김씨는 “TOD 두대를 이용해서 화면 내에 해당 함정이 폭발하는 것과 주변에 폭발이 있을 때를 나눠서 파악할 필요도 있다”며 “직도사격장은 실무 사격장이니 큰 문제는 없을 것”이라고 전했다.
신상철 전 민군합조단 민간위원(서프라이즈 대표)도 “이번 실험 결과 유의미한 점은 불과 1kg의 폭약을 터뜨렸을 뿐인데 물기둥이 30m나 솟구친 것을 확인했다는 점”이라며 “천안함에서는 물기둥이 발생한 흔적도 없을 뿐아니라 물기둥을 본 대원이 단 한 사람도 없었음이 재판과정을 통해 이미 밝혀졌다”고 밝혔다. 그는 “87m 길이 10m 폭 11mm 두께 선박의 3m 하부에서 350kg TNT의 폭발물이 터졌다면 선체가 어느 정도 부숴질 수 있는지에 대한 유추와 함께 그 공간에 머물고 있는 인체가 어떠한 손상을 입을 수 있는지에 대한 연구와 고민을 해야 할 것”이라며 “천안함 희생자 46명 가운데 고막이 터지거나 코피가 나거나 장파열을 일으킨 대원은 단 한 사람도 존재하지 않았다”고 지적했다.
천안함 함미
조현호 기자 | chh@mediatoday.co.kr
