니미츠급은 설계 자체가 1960~70년대 기술 기반이라서, 현대전에 맞게 업그레이드하려면 비용이 어마어마하게 들었음.
특히 증기 사출기(CATOBAR 방식의 C-13 스팀 캐터펄트)는 유지보수 인력이 엄청 필요하고, 고장도 잦아서 운용 효율이 떨어졌지.
미 해군은 2000년대 초반부터 "야, 이거 새로 만들어야겠다" 하고 CVN-21 프로그램을 시작했어.

EMALS의 핵심은 리니어 인덕션 모터(Linear Induction Motor, LIM)야.
일반 회전 모터를 "펼쳐놓은" 형태라고 생각하면 됨.

원리는 이래:
1️⃣ 원자로에서 생산된 전기를 에너지 저장 시스템(플라이휠 또는 커패시터)에 축적
2️⃣ 사출 명령이 내려지면 저장된 에너지를 순간적으로 방출
3️⃣ 트랙을 따라 배치된 코일에 전류가 흘러 강력한 이동 자기장 형성
4️⃣ 이 자기장이 슬레드(Sled, 항공기를 연결하는 이동체)를 밀어냄
5️⃣ 슬레드가 항공기를 끌고 트랙 끝까지 가속 → 이함!

기존 증기 사출기는 사출력을 세밀하게 조절하기가 어려웠어.
증기 압력이라는 게 워낙 변수가 많거든 — 온도, 습도, 압력 등등.

근데 EMALS는 전기 신호로 사출력을 0.1% 단위까지 정밀 제어할 수 있어.
이게 왜 중요하냐면:

• F/A-18 슈퍼 호넷 같은 무거운 전투기부터
• E-2D 어드밴스드 호크아이 같은 조기경보기까지
• 심지어 MQ-25 스팅레이 같은 무인 급유기까지

각각 다른 무게와 특성에 맞게 사출력을 딱 맞게 조절할 수 있다는 거야.
기존 증기 사출기로는 무인기 사출이 사실상 불가능했는데, EMALS는 가능함 ㅋㅋ

근데 솔직히 말하면 EMALS가 처음부터 완벽하진 않았어 ㅋㅋ.
CVN-78 취역 초기에 꽤 많은 문제가 있었거든:

• 신뢰성 문제: 초기에는 400회 사출당 1회꼴로 고장 발생 (목표는 4,166회당 1회)
• 소프트웨어 버그: 전자 제어 시스템의 소프트웨어 오류
• 전력 변환 장치 문제: 에너지 저장 및 방출 과정에서 불안정성

트럼프 전 대통령이 2017년 취역식에서 "EMALS 대신 증기 사출기로 돌아가자"고 발언해서 논란이 되기도 했음 ㅋㅋㅋ.
근데 이후 지속적인 소프트웨어 업데이트와 하드웨어 개선을 통해 신뢰성이 크게 향상됐어.
2022년 실전 배치 때는 훨씬 안정적으로 운용됐다고 함.

현재 CVN-78의 주력은 F/A-18 슈퍼 호넷이지만, 앞으로는 F-35C 라이트닝 II가 점점 더 많이 탑재될 예정이야.
F-35C는 스텔스 기능을 갖춘 5세대 전투기로, EMALS와 완벽하게 호환됨.
포드급 항공모함 + F-35C + MQ-25의 조합이 미 해군이 그리는 미래 항모 전단의 모습이야.

항공기가 항모에 착함할 때 갑판에 설치된 와이어(Arresting Wire)에 꼬리 갈고리(Tailhook)를 걸어서 멈추는 거 알지?
그 와이어를 당기는 장치가 착함 장치야.

기존 Mk.7은 유압식이라서 착함하는 항공기의 무게에 따라 제동력을 조절하기가 어려웠어.
너무 세게 당기면 항공기가 손상되고, 너무 약하게 당기면 갑판 끝으로 날아가버리는 거지 😱

AAG는 전기 모터 + 수냉식 에너지 흡수 장치를 사용해서:
• 착함 항공기의 무게에 맞게 제동력을 정밀 조절
• 기체에 가해지는 충격 최소화
• 무인기 착함도 가능
• 유지보수 간소화

A1B 원자로의 막대한 전력 생산 능력 덕분에, CVN-78은 미래에 다음과 같은 무기 시스템을 탑재할 수 있는 잠재력을 가지고 있어:

• 고에너지 레이저 무기(HELIOS): 드론, 미사일 요격용
• 레일건(Railgun): 전자기력으로 포탄을 극초음속으로 발사
• 고출력 마이크로파 무기: 전자 장비 무력화

이런 무기들이 실전 배치되면 CVN-78은 진짜 SF 영화 속 전함이 되는 거야 ㅋㅋㅋ

CVN-78은 2022년 10월 대서양으로 출항해서 지중해까지 작전을 수행했어.
이 배치에서 CVN-78 항모 전단(Carrier Strike Group)은 다음과 같이 구성됐어:

• USS 제럴드 R. 포드(CVN-78) — 기함
• 타이콘데로가급 순양함 1척
• 알레이버크급 구축함 4척
• 공격 잠수함 2척
• 보급함 1척

이 배치 기간 동안 NATO 동맹국들과 합동 훈련을 실시했고, 러시아-우크라이나 전쟁으로 긴장된 유럽 지역에 미국의 존재감을 과시했어.

2023년 10월 이스라엘-하마스 전쟁이 발발하자, 미국은 CVN-78을 동지중해로 급파했어.
이는 이란 등 주변국의 개입을 억제하기 위한 강력한 억지력 시위였음.

CVN-78은 동지중해에서 USS 드와이트 D. 아이젠하워(CVN-69)와 함께 이중 항모 전단을 구성하기도 했어.
미국이 동시에 두 항모 전단을 같은 해역에 배치하는 건 꽤 드문 일이라서 국제적으로 큰 주목을 받았지.

CVN-78의 원래 예산은 약 105억 달러였어.
근데 최종적으로 130억 달러가 넘어버렸지. 왜냐면:

1️⃣ EMALS 개발 지연 및 문제: 새로운 기술이라 예상보다 훨씬 많은 시간과 비용이 들었음
2️⃣ AAG 개발 문제: 마찬가지로 신기술 적용 과정에서 비용 증가
3️⃣ 설계 변경: 건조 중 설계 변경이 여러 차례 이루어짐
4️⃣ 인플레이션: 장기 건조 기간 동안 물가 상승
5️⃣ 신기술 통합 비용: A1B 원자로 등 새로운 시스템 통합 비용

미 해군의 입장은 "그렇다"야.
이유는:

• 수명 주기 비용 절감: 승조원이 1,500명 줄어들면 50년 운용 기간 동안 인건비 절감 효과가 어마어마함
• 운용 효율 향상: 출격 횟수 33% 증가 = 같은 임무를 더 적은 함선으로 수행 가능
• 기술 선도: EMALS, AAG 등의 기술은 향후 후속함에 적용되면서 단가가 낮아짐
• 억지력: 항공모함의 존재 자체가 분쟁 억제 효과를 가짐

GAO(미 정부 책임처) 보고서에 따르면, 포드급은 니미츠급 대비 수명 주기 비용이 약 40억 달러 절감될 것으로 예상돼.

EMALS 개발 과정에서 나온 기술들은 민간 분야에도 영향을 줄 수 있어:

• 리니어 모터 기술: 자기부상열차(마그레브), 고속 교통 시스템에 응용
• 에너지 저장 기술: 대용량 배터리, 플라이휠 에너지 저장 시스템
• 전력 변환 기술: 스마트 그리드, 재생에너지 시스템
• 정밀 제어 기술: 산업용 로봇, 자동화 시스템

군사 기술이 민간 기술로 전환(Spin-off)되는 대표적인 사례가 될 수 있어.

CVN-78은 미래 항모의 방향성을 보여줘.

• 무인기 통합 운용: MQ-25를 시작으로 더 많은 무인기가 항모에서 운용될 것
• AI 기반 작전 계획: 항공기 출격 스케줄, 연료 관리 등을 AI가 최적화
• 승조원 감소: 자동화 확대로 필요 인력 지속 감소
• 에너지 무기: 레이저, 레일건 등 전기 에너지 기반 무기 탑재

어쩌면 50년 후에는 완전 자율 운항 항공모함이 등장할지도 모르는 일이야 ㅋㅋㅋ

CVN-78 건조에 사용된 강철의 양은 약 47,000톤.
이는 에펠탑 7개를 만들 수 있는 양이야 ㅋㅋ.
용접 길이만 해도 약 1,600km에 달해. 서울에서 부산까지 거리의 약 4배!

4,500명이 넘는 승조원이 탑승하는 CVN-78에서는 하루에:
• 달걀 약 1,500개
• 고기 약 450kg
• 커피 약 500리터
가 소비된다고 해. 진짜 움직이는 도시 수준이야 ㅋㅋ

CVN-78의 비행갑판 면적은 약 18,000㎡.
이는 축구장 약 2.5개에 해당하는 크기야.
이 갑판 위에서 동시에 여러 대의 항공기가 이함 준비, 착함, 정비를 진행해.

CVN-78의 A1B 원자로 2기가 생산하는 전력은 중소 도시 하나를 먹여 살릴 수 있는 수준이야.
이 전력으로 EMALS를 돌리고, 레이더를 돌리고, 에어컨을 돌리고, 조리실을 돌리고... 진짜 움직이는 발전소임 ㅋㅋ

CVN-78에는 항공기를 격납고에서 비행갑판으로 올리는 항공기 엘리베이터 3기가 있어.
각 엘리베이터는 F/A-18 전투기를 2대까지 동시에 올릴 수 있고, 한 번 작동에 약 11초밖에 안 걸려.
니미츠급의 4기에서 3기로 줄었지만, 위치 최적화로 운용 효율은 오히려 향상됐다고 해.

CVN-78은 CBM+(Condition-Based Maintenance Plus) 시스템을 도입했어.
각종 센서가 장비 상태를 실시간으로 모니터링해서, 고장이 나기 전에 미리 정비를 할 수 있도록 해주는 예측 정비 시스템이야.
이 덕분에 정비 시간과 비용을 크게 줄일 수 있었어. 진짜 스마트한 함선 ㅋㅋ

CVN-78은 한반도 주변 해역에서 한미 연합 훈련에 참가한 적이 있어.
특히 북한의 핵·미사일 도발이 있을 때마다 미국은 항공모함을 한반도 근해에 파견해서 억지력을 과시하는데, 포드급이 이 역할을 수행하게 될 거야.

실제로 2023년 CVN-68 니미츠가 한국을 방문했을 때 엄청난 관심을 받았는데, 언젠가 CVN-78이 부산항에 입항하는 날도 올 수 있어.

한국도 경항공모함(CVX) 사업을 추진하고 있어.
물론 CVN-78 같은 핵추진 초대형 항모는 아니고, F-35B를 탑재하는 STOVL 방식의 경항모지만.

CVN-78의 EMALS 기술은 한국 해군에게도 중요한 참고 사례야.
미래에 한국이 더 큰 항모를 건조한다면, EMALS 같은 전자기 사출기 기술이 필요할 수 있거든.

재능넷(jaenung.net)에서도 이런 첨단 군사 기술에 관심 있는 전문가들이 활발하게 지식을 공유하고 있으니, 관심 있다면 한번 들러봐 ㅋㅋ