북한잠수함 침투에 대한 과학적 분석

소개글

북한잠수함 침투에 대한 과학적 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. KNK

Ⅱ. KNK

Ⅲ. PS(Problem Statement) 문제진술

Ⅳ. RS(Role Assignment) 역할분담

Ⅴ. 가설설정

Ⅵ. Gathering & Sharing Information : 정보 수집과 공유

Ⅶ. Debriefing the Problem & the Process : 결과 정리

본문내용

R에 걸리지 않게 된다.
우리나라의 동해 쪽 바다를 살펴보면 남쪽에서 북쪽으로 동한 해류라는 난류가 남쪽에서 북쪽으로 흐르게 되고 리만 해류라는 한류가 북쪽에서 남쪽으로 흐르게 된다. 특히, 동해는 유속이 빨라서 북쪽에서 남쪽으로 흐르는 리만 해류-북한 해류를 타고 올 경우 굳이 엔진을 켜지 않아도 올 수 있게 된다. 즉, 잠수함에서 나오는 소음을 이용한 SONAR는 무용지물이 될 것이고 능동소나도 거의 탐지를 할 수가 없을 것이다. 따라서 북한 잠수함이 겨울을 이용해서 해류를 타고 내려올 경우 거의 잡을 수가 없다는 것이다.
5) 동해 쪽에는 암초가 많고 밀도차이가 심하므로 SONAR가 잠수함을 탐지하는데 방해가 되므로 주로 동해로 올 경우 잠수함은 걸리지 않게 된다.
서해와 동해의 지형 비교는 위에서 해봤다. 지형을 보면 동해는 수심이 깊고 내부에 암초가 많으며 서해는 평평하고 수심이 얕다. 따라서 SONAR로 우리나라로 침투해오는 잠수함을 탐지하려고 하면 동해 쪽은 많이 방해를 받기 때문에 북한 잠수함은 이를 노리고 동해 쪽으로 오게 된다.
그러나 서해도 장점은 많다. 육수의 유입으로 엄청나게 밀도차이가 심하기 때문에 음파의 굴절과 감쇠가 일어나서 거의 탐지를 할 수 없을 정도이다. 그러나 서해는 수심이 너무 얕기 때문에 밀도차이도 꽤 있고 지형물들의 방해가 많은 동해 쪽을 택해서 오게 된다.
6) 잠수함이 구형임에도 불구하고 수온약층을 이용함으로써 걸리지 않는다.
여러 통계에 의해 유추된 자료에 의하면 북한의 잠수함은 78년부터 1~2년 간격으로 95년까지 건조된 것이다. 일반적으로 잠수의 잠항이 원활하게 이루어지지 않을 정도로 기골에 피로가 누적된 시기를 25년으로 잡는다는 것에서 유추하였을 때, 대략 10척 정도는 로미오급 잠수함의 최대 잠항심도인 250m정도 잠항이 가능하다는 것을 알 수 있다. 계절에 따라 계절에 따라 다르기는 하지만, 보통 동해는 해수의 혼합층이 분포하는 심도가 100m 정도이고, 로미오급이 250m까지 잠항이 가능하므로, 이들은 혼합층 밑의 수온약층대까지 잠항해 작전이 가능하다.
여기서 수온약층대는 매우 온도의 변화가 심하다는 점에 주목해야 한다. 이 점은 온도와 염분 농도 등에서 차이가 많이 난다는 것을 의미하기 때문이다. 이러한 성질의 차이로 인해 음향의 왜곡과 소실이 일어나고, 깊은 심도에서의 수압으로 인하여 외부에 생성되는 캐비테이션이 억제되며, 깊은 심도이기 때문에 음향탐지기의 효과도 기대하기 힘들다.
(캐비테이션 : 액체가 고속으로 회전할 때 압력이 낮아지는 부분이 생겨 기포가 형성되는 현상. 해상 프로펠러의 기능을 급감시키기 때문에 효율적인 면에서 좋지 않다.)
Ⅶ. Debriefing the Problem & the Process : 결과 정리
1. SONAR는 바닷속 물체를 탐지할 때 사용하는 탐지기이다. 전자기파나 빛 대신에 물 속에서 빨라지는 음파를 사용해서 탐지를 한다. 종류에는 수동소나, 능동소나, 선체 부착 소나 등이 있다.
2. 동해는 수심이 깊고 깊이에 따라 밀도차이가 많이 나며, 암초 등이 많기 때문에 SONAR의 탐지를 피하기 좋으므로 북한 잠수함은 주로 동해로 들어온다.
3. 꽁치가 서식하는 지리상의 위치와 수심 등이 우연히 잠수함의 경로와 일치하였기 때문에 잠수함이 꽁치그물에 걸려서 잡힐 수가 있었다.
4. 겨울에는 북쪽에서 남쪽으로 한류가 강하게 흐르기 때문에 잠수함이 해류의 도움을 받아 쉽게 남하 할 수 있기 때문에 북한 잠수함은 주로 겨울에 침입한다.
5. 잠수함이 안 걸리는 원인
- 동해에서 깊이에 따라 밀도차이가 심하기 때문에 Snell의 법칙에 의해 음파가 굴절해서 Sonar에 걸리지 않을 확률이 높아지기 때문이다.
- 겨울에 혼합층이 두꺼워지고 온도차이가 작게 나기 때문에 음파가 굴절이 잘 되지 않는다. 따라서 음파 채널에서 음파를 쏘았을 때 음파의 감쇠가 일어나기 때문에 잠수함이 잘 걸리지 않는다.
- 암영대를 통해서 잠수함이 침입하기 때문에 잘 걸리지 않는다.
- 북한 해류의 도움을 받아서 최소의 동력 또는 시동을 끄고 올 수 있기 때문에 소음이 적으므로 SONAR의 감시를 피할 수 있기 때문에 겨울에 오면 잠수함이 잘 걸리지 않을 수 있다.
- 동해는 암초가 많고 밀도차가 크므로 동해로 오면 잠수함이 발각되지 않을 수 있다.
- 수온변화가 심한 수온약층을 통해 잠수함이 오면 걸리지 않을 수 있다.
※ 팀별 내용을 종합하여, 결과를 정리하여 보자.
1) 무엇은 할 수 있었고, 무엇은 할 수 없었는가?
잠수함이 우리나라에 오는 것에 관한 규칙성들을 탐구와 토론을 통해 알 수 있었다. 할 수 없었던 것은 정확한 음속 그래프를 알 수가 없었다는 것이다. 음속 그래프를 정확히 안다면 굴절되는 경향을 파악할 수 있으므로 음파가 어떻게 굴절되는지 알 수 있었을 것이다. 특히 계절별로 그 그래프를 얻을 수 있다면 한층 더 확실한 결론을 낼 수 있었을 것이다.
2) 우리는 무엇을 어떻게 알았는가?
우리는 북한잠수함이 우리나라에 침투할 때 어떤 규칙성을 가지고 침투하는지에 대해 알 수 있었다. 특히 계절별, 지역별, 수심별에 대해 자세히 탐구했다.
3) 보완해야 할 것이 있다면 어떤 것이 있을까?
역시 보완해야할 것은 할 수 없었던 것인 계절별 음속의 그래프이다. 압력, 온도, 염분까지 모두 고려한 그래프를 얻을 수 있으면 좋겠다.
4) 가장 적합한 방법은 무엇이라고 생각하는가?
탐구활동에서 가장 적합한 방법은 토론을 통한 결론 도출이라고 생각한다. 다양한 사람들의 의견을 들어보는 것이 더욱 더 많은 문제들과 결론들을 이끌어 낼 수 있기 때문이다.
5) 반성 및 토론을 해보자.
기간이 짧아서 충분한 토론을 못한 점이 조금 아쉽다. 나름대로 주어진 기간동안은 열심히 토론도 하며 탐구 및 검색도 하며 했지만 다른 숙제들과 겹치고 기간도 짧았으므로 원했던 것만큼 열심히 하지는 못했던 것 같다. 충분한 시간이 있었더라면 좀 더 깊이 있는 토론을 통해 좀 더 정확하고 심오한 결론을 도출해냈을 텐데 하는 아쉬움이 들었다.
앞으로 이런 숙제가 있을 때 좀 더 충분한 시간이 주어졌으면 좋겠다.

키워드

북한잠수함,   잠수함,   소나,   SONAR,   동해,   해류,   음속,   염분