미국 전함의 상징, 새장형 마스트(cage mast)

1. 새장형 마스트(cage mast)의 등장

흔히 ‘닭장’으로도 불리는 새장형 마스트(cage mast). 배의 원산지(?)를 짐작케 하는 중요한 식별 포인트이자 미국 전함들의 주된 특징으로 인식되는 이런 형태의 마스트는 사실 <전함>이라는 함종이 주는 강인한 인상에 비해 너무나 허약하게 보여서 보는 이로 하여금 언밸런스한 인상을 갖게 하곤 합니다. 하지만 어느 병기를 막론하고 이유 없이 설치되는 장비란 없는 법이니, 미국 전함들이 저런 마스트를 갖게 된 것도 분명 어떤 까닭이 있었을테죠. 이번 글에서는 그렇게 된 연유를 찾아볼까 합니다.


[장갑함 워리어와 미국 前노급전함의 마스트]

마스트(mast) [명사]
1 =돛대.
2 <해양>배의 중심선상의 갑판에 수직으로 세운 기둥. 범선의 돛을 달거나 무선용 안테나를 가설하거나 신호기를 게양하는 데 쓴다. ≒선장(船檣).

마스트는 저런 사전적 의미 이외에도, 범선이나 해적이 나오는 영상물에서 흔히 보이듯이 “적함이 나타났다~~” 라던가 “육지가 보인다~~” 하는 식으로 견시가 올라가서 근무를 서는 <관측소> 역할을 하곤 했습니다. 근대적 군함의 시대에 들어와서도 레이더가 개발되기 이전까지는 누군가의 육안을 통해서만 주변을 감시할 수 있었기에 마스트의 관측소적 기능은 결코 약화되지 않았죠. 하지만 마스트의 기능이 비단 <수색>에만 국한되었던 것은 아닙니다. 포격이 효과를 거두기 위해서는 반드시 발사 후에 관측을 통해 포탄이 목표에 제대로 들어갔는지, 길거나 짧진 않은지, 방위는 맞는지 확인한 다음 필요에 따라 보정이 이뤄져야 합니다. 함포의 사정거리가 불과 수 백 미터 정도밖에 안됐던 시절에는 그저 관측자가 포 근처에 서서 망원경과 육분의로 착탄 관측을 하거나 거리를 산정하는 정도로도 충분했지만, 19세기 중반 이후 기술진보에 따라 함포의 사정거리가 늘어나면서 재래의 방법은 한계를 드러내게 되었죠. ‘높이 나는 새가 멀리 본다.’는 속담처럼 <수색>이든 <사격 관제>의 기능이든, 배에서 가장 높은 곳인 마스트로 옮겨가는 것은 어찌 보면 당연한 흐름이라 할 수 있었습니다.


[근대 전함의 포술에 있어서 제대로 된 명중탄이 나오기 위해서는 정확한 착탄 관측이 반드시 필요합니다]

(※주 : 다만 무거운 물건이 위로 올라가서 배의 무게중심이 상승하면 배의 복원성이 나빠지므로, 기계식 사격통제장비의 설치 위치가 높아지는 식의 개선은 견시나 탄착 관측병 몇 명이 올라가는 것과는 비교할 수 없을 정도로 더디게 진보되었습니다.)

시간이 흘러 각국에서 <단일거포전함(All Big Gun Ship)> 이론이 싹트던 19세기 말 20세기 초, 미국에서도 중포 운용에 관한 다양한 형태의 실험들이 행해지곤 했습니다. 그중 하나가 1904년에 실시되었던 장거리 포격 실험이었는데 이 실험에 따르면 중포는 탄착 관측병들의 시야가 유지되는 한, 목표에 대해 지속적으로 명중탄을 낼 수 있는 것으로 판명되었죠. 전함들이 보다 원거리에서, 보다 빨리 사격을 가할 수만 있다면 해전은 자군에게 대단히 유리해질 것임은 분명했고, 그러기 위해서는 견시나 탄착 관측병들이 좀 더 멀리 볼 필요, 즉 마스트가 좀 더 높아질 필요가 있었습니다. (탄착 관측병들의 위치가 수면으로부터 대략 33m 이상으로 높아지면 당시로서는 상상을 초월하는 장거리였던 9,000m에서도 명중탄이 나올 것으로 예상되었음) 하지만 앞에서도 언급했듯이 상부가 무거워질수록 복원성에는 악영향이 나타나므로 마스트의 높이를 무작정 늘리는 것(=상부 무게 상승)은 바람직하지 않을 수도 있습니다. 또한 복원성 문제 때문에 장갑화 하기도 쉽지 않은 마스트가 더 높아지기까지 하면, 피탄으로 인해 부러지거나 했을 때 함교나 갑판에 벌어질 피해도 우려할 만한 문제였죠.

그런 문제점들을 불식시키면서도 마스트의 높이를 높일 수 있는 해결책으로써 등장한 것이 바로 새장형 마스트였습니다. 단일 형태의 강철제 기둥으로 이루어진 재래형 마스트와는 달리 말 그대로 새장형 마스트는 새장처럼 가는 철골들이 복잡하게 얽혀 있기에 중량이 가벼워서 훨씬 높이를 높일 수 있으며, 피탄시에도 마스트가 부러지거나 할 위험성이 적을 것으로 여겨졌던 것이죠. 재래형 마스트는 기둥에 피탄되면 부러지지만 새장형 마스트는 빈틈 투성이인 철탑 형태이니 포탄이 명중해도 작열하지 않는데다가 파편 등은 그냥 지나갈 것이며, 심지어 직격을 당해도 다수의 명중탄이 나지 않는 이상은 구조상 쉽게 부러지지 않기 때문입니다.


[새장형 마스트의 세부 구조]

물론 내부적으로 새장형 마스트에 대한 이견이 없지는 않았습니다. 일반위원회와 설계국 일부 부서에서는 새장형 마스트로의 교체는 비용이 지나치게 막대하게 들고, 최하부의 직경이 1m에 달하는 재래형 마스트가 전투 중에 쓰러지는 일은 거의 불가능하다는 이유로 기존의 마스트를 그대로 유지하길 바랬죠. 반면에 일선의 함장들이나 고급장교들은 피탄으로 인한 마스트 및 사격통제 능력의 상실을 우려하여 새장형 마스트를 지지했습니다.

논쟁을 마무리 지은 것은 역시 일련의 실험들이었습니다. 1906년 가을, 미 대서양 함대는 수면 위 25m(75피트, 재래형 마스트 기준) 및 33m(100피트, 새장형 마스트 기준)에 관측소를 설치하여 포격시 쌍방의 관측 효율성을 비교하는 실험을 실시했는데, 후자가 9,000m에서도 명중이 가능하고 포격 내내 거의 연기로부터 자유로웠던 반면에 25m에 관측소를 설치한 경우는 연돌 및 주포의 포연으로 인해 시야를 방해받는 일이 잦았다는 결과가 나왔습니다. 또한 1908년 5월에는 모니터함 플로리다호에 42m(125피트) 높이의 새장형 마스트 모형을 설치하고는 지근거리에서 4인치 포 4발과 12인치 포 1발을 발사하여 마스트에 미치는 결과를 확인하는 실험이 벌어졌습니다. 사격 결과, 한 구역에서 다섯 부분의 철골이 절단되었으나 마스트는 여전히 제대로 서있었고, 이후 2명의 장교들이 마스트에 올라가 전성관과 각종 전기 배선, 그리고 설치된 장비의 이탈 여부 등을 점검했으나 모두 이상이 없었습니다.


[미국 최초의 드레드노트급 전함 사우스 캐롤라이나에 설치된 새장형 마스트. 아직까지 마스트 위에는 견시나 탄착 관측병이 올라갈 공간 외에 별다른 설비가 없는 것을 볼 수 있습니다.]


[동일 축척의 드레드노트와 사우스 캐롤라이나 :　확실히 새장형 마스트 쪽이 관측위치가 훨씬 높군요.]

이제 해군 당국은 새장형 마스트를 전폭적으로 지지하게 됐으며, 건조중이던 미국 최초의 드레드노트급 전함 사우스캐롤라이나가 급거 새장형 마스트로 설계가 변경된 것을 시작으로 하여 기존의 함정들도 차례차례 새장형 마스트로 개장되었습니다.


2. 미시건호 사건과 “새장 vs 삼각장 논쟁”

새장형 마스트는 1906년 이래 약 10여 년 이상 미국 대형함의 갑판을 지배했지만, 1차 세계대전이 거의 막바지에 이른 1918년 1월에 이런 구도에 균열을 가져온 한 사건이 벌어졌습니다. 1918년 1월 15일 밤, 미 대서양 함대의 제 2 전함전대 소속의 전함 4척은 폭풍으로 인해 바람이 심하게 불고 파도가 매우 거친 대서양을 항진하고 있었습니다. 이미 2척의 전함이 톱마스트를 상실한 와중에 오전 1시경쯤 사우스캐롤라이나급 2번함 미시건 호는 파도의 마루에 올라타 배가 좌현으로 심하게 기울었다가 바로 순식간에 우현으로 급격히 요동을 쳤죠. 그 순간 이 충격을 견디지 못한 전방 마스트 상부가 좌현으로 꺾였고, 최상부의 사격통제 장비들과 당직 근무자들이 바다로 휩쓸려 떨어짐과 동시에 마스트 자체가 갑판에 닿을 정도로 휘어버렸습니다.


[사건 발생 후 촬영된 미시건의 휘어진 마스트. 사진 오른쪽 하단에 있는 부분이 원래는 마스트의 최상부였던 곳입니다. 피해가 얼마나 컸는지 짐작케 하는 장면이랄까요.]

이 사건은 전함 정도나 되는 대형함의 마스트가 악기상을 이기지 못하고 휘어졌다는 점에서 안 그래도 외관상 허약해 보이는 새장형 마스트를 더 허약하게 각인시키는데 한 몫 했지만, 사실 마스트가 이렇게 휘어버렸던 것에는 새장형 자체의 구조적 문제 외에도 다음과 같은 외적인 배경이 작용했기 때문이었습니다.

① 미시건의 전방 마스트는 본래 해도실 위에 설치돼 있었으며 해도실이 철거되면서 높이 유지를 위해 상부가 덧대어졌으나, 공사 이후 마스트의 취약부에 대한 강도 검사가 행해지지 않았음.
② 1916년 9월에 2번포탑의 좌측 포신이 폭발하면서 일부 파편들이 1918년 사건 때 휘어지는 부분을 지나갔으나 해당 부분을 완전히 교체하지 않고 부분 교체로 수리를 마무리 지음.

허나 내막이야 어쨌든 간에 당대인들에게 이 사건은 새장형 마스트의 강도와 구조를 의문시하게 하고 더 나아가 새장형 마스트 폐지론을 주장하게끔 하는 계기가 되었습니다. 특히 1차 세계대전 참전 이후 영국에 건너가 영국 전함들을 직접 보고 왔던 일선 장교들이 이런 움직임에 적극적이었는데, 이는 1차 세계대전 기간 동안 많은 영국 군함들이 빗발치는 포화를 지나왔음에도 불구하고 그로 인해 마스트가 쓰러지거나 심각한 피해를 입은 사례가 없었던 것과 영국 전함들의 삼각장(tripod mast)에는 측거의 장비가 가능했던 등의 명백한 장점이 있었기 때문이었죠. (새장형은 마스트 강도와 하중 때문에 불가능하다고 여겨졌음) 이에 대해 설계국 측이 새장형 마스트를 옹호하고 나섬으로써 10여 년 전과는 달리 일선장교 측이 새장형의 폐지를 주장하고 설계국은 거꾸로 새장형을 옹호하는 구도가 정립되었으며, 각 진영의 인사들이 제각기 새장형의 장·단점을 부르짖으면서 논쟁은 평행선을 달렸습니다.

(뭐.. 조금 희화화 하자면 이런 식이었죠. -_-;;)
A : 이거이거 새장형 마스트 영 안되겠는데요. 하늘하늘해서 강도도 떨어지는데 어디 믿고 써먹기나 하겠습니까?
B : 그래도 막상 피탄되면 새장형만큼 안전한 것도 없지요. 삼각장이야 거 한 방만 맞으면 뚝하고 부러지는거 아닙니까.
A : 내가 전쟁 때 영국에 있어봐서 잘 아는데, 전쟁 중에 그렇게 빗발치게 포탄이 날아왔어도 마스트 쓰러졌다는 얘긴 한 번도 들어본 적이 없다니까요.
B : 거 무거워서 불안하기만 한 삼각장이 뭐가 그리 좋다고 그러는지 원... 우리 새장형은 가벼워서 안정감도 있다니깐. 보강만 하면 돼, 보강만.
A : 안정가암~? 내가 예전에 포 쏠 때 미시건 호 마스트 위에 있어봤는데, 몸이 붕 떠서 내동댕이쳐졌었어.
B : 나도 미시건 호 포 쏠 때 있어봤는데 난 별 일 없던데?
A : 이보쇼, 영국 배에선 22노트로 달려도 마스트 위가 조용하더라니까.
B : 나도 전쟁 때 영국 전함 마스트 위에 있어봤는데 안 그렇던데?
A : 뭐가 어째, 이 양반이 보자보자 하니까 정말...
(다시 처음으로 돌아가서 무한반복...;;)

결국 이런 사태를 보다 못한 해군성은 영국해군 함정본부에 "새장형 마스트 vs 삼각장"의 비교를 의뢰하는 한편, 국내·외의 여러 조선기사들의 견해를 종합하여 새장형 마스트와 삼각장을 비교·분석하는 보고서(조사 대상은 미국전함들과 영국 순양전함 후드)를 작성하기에 이릅니다. 이 보고서의 요점은 강도나 지속성에서는 삼각장이 다소 우월한 측면이 있으며 새장형은 피탐율, 중량, 피탄시의 안전성 면에서 우위에 있지만, 이들 장·단점은 근소하거나 약간의 개선으로 메워질 수 있는 정도의 차이라는 것이었습니다.

그 외에 보고서는 두 마스트의 비교에 대해 다음과 같이 언급하기도 했습니다. ‘두 마스트를 비교함에 있어서 현재의 새장형과 현재의 삼각장이 각각 다른 기준을 요구받는다는 점을 염두에 두어야 하며, 후자에 대한 요구는 특히 엄격하다. ...(중략)... 만약 장래에 우리의 사격통제장비 및 중량 기준이 영국의 그것에 근접한다면, 삼각장 혹은 다른 형태의 마스트 설계를 받아들여야 할 것이다.’ 적어도 현재로서는 굳이 새장형 마스트를 폐지할 필요는 없지만, 장차 삼각장이나 다른 형태의 마스트로 전환할 여지는 있다는 것이 보고서의 결론이었죠.


[(좌) 1918년 즈음의 새장형 마스트. 지붕이 생겼고 아마 사격통제 장비 등도 일부 설치되었을 듯합니다.
 (우) 콜로라도 급의 마스트에 설치된 3층식 구조물. 그야말로 새장형 마스트의 정점이랄까요.]


3. 새장형 마스트의 쇠퇴

보고서 발표 이후 마스트 논쟁은 점차 수그러들었고 미국해군은 그 후로도 신형함에 계속 새장형 마스트를 적용하여 1917~20년에 기공된 콜로라도급 전함들 또한 새장형 마스트를 지닌 형태로 건조되었습니다. 특히 이들 콜로라도급 및 테네시급(통칭 Big Five)의 마스트 최상부에는 주포와 부포 사격통제장치를 비롯한 각종 장비 및 시설을 위한 3층의 공간이 설치되어 새장형 마스트로도 저 정도까지의 중량과 강도를 감당할 수 있음을 보여주었죠.


[궁극의 새장형 마스트를 설치한 전함 콜로라도급]

하지만 그럼에도 불구하고 보고서의 결론처럼 시간이 흐를수록 새장형 마스트가 갖는 한계점은 보다 분명하게 드러나기 시작했습니다. 우선 요구되는 강도를 유지하기 위해서는 철골 수를 늘리고 최하단부부터 끝까지 하나의 철골을 연속적으로 이어야만 했기에 마스트의 정비/교체가 대단히 번거롭고 불편했습니다. 또한 마스트를 구성하는 철골은 통짜 기둥으로 된 삼각장에 비해 훨씬 얇았으므로 연돌에서 나오는 고온의 연기에 의해 서서히 부식되는 일이 잦았죠. 결정적으로 마스트 상부와 중간 부분에 설치해야 하는 장비의 수와 중량은 나날이 늘어만 갔는데 비해 그에 맞춰 마스트의 강도를 늘리기 위해서는 마스트의 직경 자체를 굵게 할 필요가 있었으므로, 중량 증가 추세가 이대로 계속된다면 새장형 마스트의 개선은 배의 공간 크기 상 언젠가 벽에 부딪힐 수밖에 없었던 것이죠.


[동일 축척의 후드와 테네시 : 1920년대 중반 이후에 이르면 ‘관측 고도의 우위’라는 새장형 마스트의 이점도 거의 사라지고 맙니다]

때문에 1930년대에 들어서면서 구형전함들을 Big Five에 준하는 수준으로 개선하고자 하는 대규모 근대화 개장(Reconstruction) 시즌이 도래하자, 새장형 마스트는 하나 둘씩 철거되어 삼각장으로 대체되고 말았습니다. 현역전함 중에서는 오직 아칸소와 5척의 Big Five들만이 1940년대까지 새장형 마스트를 보유하고 있었는데, 이는 아칸소는 너무 구형이기 때문이었고 Big Five들은 반대로 가장 최신형의 전함이기 때문이었죠. 하지만 아칸소는 1941년에 삼각장으로 개장되었으며 Big Five들 또한 1942년까지 근대화 개장을 받을 예정이었으므로, 새장형 마스트는 사실상 1940년대 초에는 완전히 사라질 운명이었습니다.


[전간기에 개장된 미국 전함들 : 새장형 마스트를 버리고 삼각장이나 블록형 상부구조물을 채택하였죠]


[(좌) 동형함임에도 불구하고 웨스트 버지니아가 거의 사우스다코타 급에 가까워 보이는 반면, 콜로라도는 여전히 새장형 마스트의 잔재를 지니고 있죠.
 (우) 1959년에 스크랩 처리를 위해 마지막 길을 떠나는 메릴랜드.]

이를 어그러뜨린 것이 바로 태평양 전쟁의 발발이었습니다. 예정돼있던 Big Five들의 개장은 모조리 물 건너갔고 전쟁 사정에 따라 조금씩 개장을 거듭해 갔지만 콜로라도와 메릴랜드 2척만은 결국 전쟁이 끝날 때까지 새장형 마스트의 흔적을 완전히 지우진 못했습니다. 이들 2척은 1959년까지는 모스볼 상태로 보관되었으니까 역사상 가장 최후까지 새장형 마스트를 지녔던 배들이라고 할 수 있겠네요.

p.s. 본문에서 언급한 미국 해군의 전함들 외에도 새장형 마스트, 다른 종류의 유사품이 아닌 바로 그 cage mast를 보유한 전함이 있었습니다. 그 배는 무엇일까요?




[참고문헌 / 자료 출처]
- Robert C. Stern, US Battleships in Action (Part 1), 1980, Squadron Signal Publications
- Norman Friedman, US Battleships : An Illustrated Design History, 1985, Naval Institute Press
- http://www.gwpda.org/naval/cagvtrip.htm
- http://www.geocities.com/batdev/firstgen.html