거북선의 과학 — 올라탈 수 없게 설계된 배

1592년 임진왜란의 바다에서 일본 수군이 가장 잘하는 것은 단 하나였습니다. 적선에 배를 붙이고, 올라타서, 칼로 싸우는 것 — 등선백병전입니다. 조총과 칼로 무장한 일본군에게 배 위의 백병전은 필승 전술이었죠.

거북선은 이 전술에 정면으로 맞서는 대신, 전술이 성립할 조건 자체를 없애버린 배입니다. 올라탈 등판이 없는 배 앞에서, 상대의 필승 전술은 그냥 무의미해집니다.

그런데 거북선이 강했던 이유를 지붕 하나로만 설명하면 절반만 맞습니다. 진짜 힘은 그 아래 판옥선의 몸통에 있었습니다. 이 글에서는 지붕 이야기에서 한 걸음 더 들어가, 배 밑바닥의 과학까지 다룹니다.

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거북선 이야기는 판옥선에서 시작한다

거북선은 맨바닥에서 새로 발명된 배가 아닙니다. 조선 수군의 주력함 판옥선이 바탕입니다.

판옥선은 1555년(명종 10) 에 등장했습니다. 그전까지 쓰던 맹선은 갑판이 하나뿐인 배였습니다. 노를 젓는 군사와 싸우는 군사가 같은 바닥에 뒤섞여 있었죠. 판옥선은 그 위에 상장(上粧) 이라는 구조물을 얹어 갑판을 두 층으로 나눴습니다.

이 한 번의 분리가 조선 수군의 성격을 바꿉니다.

아래층 — 노를 젓는 격군이 두 갑판 사이의 보호된 공간에서 노를 젓습니다. 적의 화살에 노출되지 않습니다.
위층 — 활과 화포를 다루는 전투병이 높은 데서 내려다보며 쏩니다.

규격도 당대 기준으로 대단했습니다. 길이 약 32m, 너비 약 8.7m, 높이 약 5.6m, 무게 140톤. 승선 인원은 125명이 넘었고 조선 후기에는 200명까지 태운 기록도 있습니다. 그중 격군만 100~120명 — 노를 젓는 사람이 배에 탄 인원의 절반을 넘었던 셈입니다.

조선 수군의 싸움법은 분명했습니다. 멀리서 화포로 부수는 것. 붙어서 칼로 겨루는 일본 수군과는 정반대였죠. 문제는 그 사이였습니다. 화포를 쏘는 동안 적선이 파고들어 붙어버리면 조선 수군의 장기는 그 순간 무용지물이 됐습니다. 이 빈틈을 메울 배가 필요했습니다.

거북선이라는 이름은 임진왜란보다 180년 앞섰다

흔히 거북선을 이순신이 발명한 배로 알고 있지만, 이름 자체는 훨씬 오래됐습니다.

1413년(태종 13) 『태종실록』 에는 임금이 임진 나루에서 거북선과 왜선이 싸우는 모습을 보았다는 기록이 남아 있습니다. 임진왜란보다 180년 가까이 앞선 기록입니다.

이순신과 군관 나대용(1556~1612)은 그 오래된 이름을 판옥선 위에 다시 세운 것입니다. 그래서 이 글에서는 나대용을 “발명자”가 아니라 건조 실무를 맡은 군관으로 씁니다.

판옥선 위에 지붕을 덮다

이순신의 조카 이분(李芬)이 남긴 『행록』 은 거북선의 모습을 이렇게 적었습니다.

배 위에 판목을 깔아 거북 등처럼 만들고, 그 위에는 우리 군사가 겨우 통행할 수 있을 만큼 십자로 좁은 길을 내고 나머지는 모두 칼·송곳을 꽂았다.

이 한 문장에 설계의 핵심이 다 들어 있습니다.

첫째, 지붕입니다. 판옥선의 위층은 원래 열려 있었습니다. 거기에 개판(蓋板) 이라 부르는 나무 지붕을 통째로 씌웠습니다.

둘째, 십자 통로입니다. 지붕을 덮으면 우리 군사도 다닐 수가 없습니다. 그래서 딱 사람 하나 지날 폭으로 십자 모양 길만 남겼습니다.

셋째, 칼과 송곳입니다. 남은 지붕 면에는 쇠못과 송곳을 촘촘히 꽂았습니다. 뛰어내리면 발이 꿰이는 구조죠.

앞은 용의 머리, 뒤는 거북의 꼬리였습니다. 노와 화포는 지붕 아래에서 운용합니다. 즉 상대의 장기(백병전)는 지우고, 나의 장기(화포)는 극대화한 설계입니다.

용머리에서 나온 것은 대포였을까 연기였을까

거북선 그림마다 용머리 표현이 다른 이유가 있습니다. 기록이 갈립니다.

이순신이 임금에게 올린 『임진장초』 에는 용의 입에서 대포를 쏘았다고 적혀 있습니다.
훨씬 뒤에 나온 『이충무공전서』(1795) 에는 연기를 뿜었다고 나옵니다.

학계는 이순신 당대의 기록인 『임진장초』와 이분의 『행록』 쪽이 임진왜란 때의 실제 모습에 더 가깝다고 봅니다. 다만 어느 쪽도 단정할 수는 없습니다.

귀선도설의 치수를 그대로 믿으면 안 되는 이유

거북선의 구체적인 치수가 남아 있는 자료는 1795년(정조 19)에 간행된 『이충무공전서』의 「귀선도설」 입니다. 여기 적힌 통제영 거북선은 이렇습니다.

항목	수치
밑바닥 판(저판) 길이	64척 8촌
허리 폭	14척 5촌
노	좌우 각 10개
포 구멍	배 양쪽 22개 · 용머리 4개 · 등 위 12개
승선	격군과 사수 합쳐 125명

다만 이 자료를 임진왜란 때의 거북선으로 그대로 읽을 수는 없습니다. 임진왜란보다 200년이나 뒤의 기록이고, 그 사이에 배는 바뀌었습니다. 결정적으로 이분의 『행록』이 적은 포 구멍 수는 6개로 훨씬 적습니다. 200년 사이에 화력이 크게 늘었거나, 둘 중 하나가 다른 배를 묘사한 것입니다.

우리가 아는 거북선의 모습은 하나로 확정된 그림이 아니라, 여러 기록을 겹쳐 놓은 추정치인 셈입니다.

2026년 6월, 400년 논쟁에 매듭이 지어졌다

거북선이 2층이었는지 3층이었는지는 수십 년째 학계의 쟁점이었습니다. 3층설은 맨 아래를 침실과 군량 창고, 가운데를 격군과 사수의 자리, 맨 위를 포대로 봤습니다.

그런데 이 오래된 다툼에 최근 매듭이 지어졌습니다. 2026년 6월 국립해양유산연구소가 5년에 걸친 연구를 묶어 《거북선 학술복원보고서》를 펴냈고, 결론은 2층 구조였습니다.

1층 — 무기를 보관하고 군사가 쉬는 공간
2층 — 노를 젓고 화포를 쏘는 전투 공간
그 위에 상포판이라 부르는 다락

무게는 약 140톤, 꼬리까지 합친 전체 길이는 35m가 넘습니다. 통제영 거북선과 전라좌수영 거북선이 서로 달랐다는 것도 이때 밝혀졌습니다. 통제영 것은 돛을 달아 상포판을 돛 운용 공간으로 썼고, 전라좌수영 것은 돛 없이 그 자리를 외부 관측에 썼습니다. 밑바닥 형태도 하나는 평평했고 다른 하나는 완만하게 휘어 있었습니다.

다만 국가기관의 연구 결론이라는 뜻이지, 3층설 연구자들이 모두 승복했다는 뜻은 아닙니다. 이 글에서는 “얼마 전 매듭이 지어졌다”까지만 말해 두겠습니다.

평평한 바닥의 과학 — 이 배의 진짜 힘

여기서부터가 지붕 이야기에 가려져 있던 부분입니다.

조선의 배는 평저선(平底船) 입니다. 배 밑바닥이 평평하다는 뜻이죠. 서양이나 일본의 배처럼 바닥이 V자로 뾰족하지 않고, 통나무 여러 개를 옆으로 이어 넓은 판을 만들었습니다. 척추 구실을 하는 용골(keel)도 없습니다. 대신 저판 전체와 장쇠라 부르는 가로 들보가 그 역할을 나눠 맡습니다.

평평한 바닥은 세 가지를 줍니다.

첫째, 얕은 물에서 다닐 수 있다

조수 차가 크고 갯벌이 넓은 우리 바다에서, 물이 빠져도 배가 그대로 바닥에 앉습니다. 만조 때 해안으로 들어온 배가 간조에 갯벌 위에 편하게 내려앉는 것이죠. 섬과 여울이 많고 조류가 복잡한 남해에서 이건 결정적인 이점이었습니다.

둘째, 잘 돈다

바닥의 경사각이 작을수록 선회 반경이 작아진다는 것은 모형 실험으로도 확인된 사실입니다(「평저선과 첨저선의 직진성능, 선회성능 및 풍랑에 대한 저항성능 연구」). 직진 성능은 떨어지지만, 선회 성능과 복원력은 평저선이 우수합니다.

판옥선과 거북선은 사실상 제자리에서 방향을 바꿀 수 있었습니다. 한쪽 포를 쏘고, 몸을 돌려 반대쪽 포를 쏘는 연속 사격이 가능해진 겁니다. 바닥이 뾰족한 일본 배는 같은 동작에 훨씬 넓은 물이 필요했습니다.

셋째, 흔들림이 적다

넓은 바닥은 복원력이 좋아 파도에도 덜 기울고, 대포를 쏠 때 생기는 반동도 배 전체로 넓게 퍼집니다. 흔들리지 않는 발판은 그대로 명중률이 됩니다. 화포가 승부처인 수군에게 이보다 중요한 조건은 없었습니다.

소나무와 삼나무, 나무못과 쇠못

재료도 갈렸습니다.

조선의 배는 소나무와 참나무처럼 단단하고 두꺼운 널을 썼고, 일본의 배는 가볍고 무른 삼나무를 얇게 썼습니다. 빠르기는 일본 배가 나았지만, 대포를 얹기에는 선체가 버티지 못했습니다. 자기 대포의 반동에 배가 상하는 일까지 있었습니다.

이음매를 잠그는 방식도 달랐습니다. 국가유산청 자료에 따르면 한선의 뱃전은 “두꺼운 널판을 물고기비늘처럼 겹쳐서 나무못(목정)으로 봉합”한 구조입니다. 겹쳐 대는 턱붙이 이음으로 강도와 수밀성을 함께 확보한 것이죠.

여기에 재미있는 성질이 하나 있습니다. 쇠못은 바닷물에 삭아 구멍이 헐거워지지만, 나무못은 물을 먹으면 부풀어 이음매를 오히려 조입니다. 배가 물에 있을수록 단단해지는 결합이었던 셈입니다.

결국 거북선의 무거운 지붕은 이 튼튼한 몸통이 있어서 얹을 수 있었던 것입니다. 지붕을 이고도 가라앉지도 뒤집히지도 않는 배 — 그 조건을 이미 갖춘 배가 마침 조선에 있었습니다.

1592년 사천 앞바다 — 첫 실전

거북선의 첫 실전은 1592년 음력 5월 29일 사천해전입니다. 이순신은 판옥선 40여 척을 거느리고 노량에서 원균과 합류해 사천으로 향했고, 이 전투에서 거북선이 처음 투입됩니다.

거북선의 역할은 함대의 선봉에서 적진 한가운데로 돌진해 진형을 무너뜨리는 돌격선이었습니다. 올라탈 수도 없고, 가까이 붙으면 사방에서 화포가 쏟아지는 배가 진형 한복판을 휘젓고 다니면, 백병전 중심의 일본 수군은 버틸 방법이 없었습니다. 이후 당포·한산도 등 주요 해전에서도 같은 방식으로 활약합니다.

다만 그날 배를 만든 군관 나대용은 적의 총탄에 맞았고, 이순신 자신도 어깨에 총상을 입었습니다. 배는 상대의 전술을 지웠지만 사람까지 지켜 주지는 못했습니다.

철갑선이었을까 — 확인된 것과 논쟁 중인 것

거북선 하면 “세계 최초의 철갑선”이라는 수식이 따라붙지만, 이 부분은 여전히 논쟁 중입니다.

확인된 사실 — 지붕을 덮고 쇠못(추도)을 꽂았다는 것은 조선 측 기록으로 뒷받침됩니다.
논쟁 중인 것 — 지붕 전체에 철판을 둘렀는지는 조선 당대 기록에 명확한 근거가 없습니다. 철갑 서술은 주로 후대 기록과 해석에 기대고 있습니다.
반론 — 철판을 덮으면 무게가 크게 늘어 그 배의 최대 장점인 민첩성이 죽고, 바닷물에 부식되는 문제도 감당하기 어렵다는 지적이 있습니다.

그래서 이 채널은 확인된 데까지만 말합니다. 쇠못을 꽂은 지붕까지요. 철갑이든 아니든 거북선의 본질은 흔들리지 않습니다. 이 배가 노린 것은 적의 칼을 막는 것이 아니라, 적이 칼을 쓸 자리를 없애는 것이었으니까요.

오늘의 눈으로 — 복원 거북선이 저마다 다른 이유

거북선을 오늘의 말로 옮기면 어떤 무기일까요. 두꺼운 장갑을 두른 전차보다는 상대의 무기 체계 자체를 무력화하는 설계에 가깝습니다. 현대의 군함이 레이더에 덜 잡히는 형상을 택하고, 날아오는 미사일을 맞히는 대신 유도 신호를 교란하는 것과 발상이 같습니다.

다만 오늘의 우리에게는 곤란한 문제가 하나 남아 있습니다. 거북선은 실물이 한 척도 전하지 않습니다.

그래서 전국 항구에 떠 있는 복원 거북선들은 저마다 모양이 조금씩 다릅니다. 대부분 층수 논쟁이 끝나기 전에 만들어진 배들입니다. 층수를 둘로 보느냐 셋으로 보느냐에 따라 배의 높이와 노의 자리가 통째로 달라지니까요. 지금 관광지에서 보는 거북선은 가장 최신의 답이 아니라, 그 배를 만들던 시절의 답인 셈입니다.

복원은 여전히 진행 중인 숙제이기도 합니다. 2007년에 진행된 복원 사업에서는 국내산 금강송을 쓰기로 해 놓고 값싼 수입 목재를 대량으로 쓴 사실이 드러나 경찰 수사까지 받았습니다.

통영에 남은 수군의 본영

거북선 실물은 전하지 않지만, 조선 수군의 흔적은 지금도 남아 있습니다. 경남 통영의 삼도수군통제영(사적)은 임진왜란 이후 삼도 수군을 지휘하던 본영으로, 중심 건물인 세병관은 현존하는 조선시대 목조 건물 중 손꼽히는 규모입니다. 거북선이 지키던 바다가 내려다보이는 자리입니다.

사진: 국가유산청, 공공누리 제1유형

좋은 설계는 상대를 이기는 방법을 찾는 데서 나오지 않습니다. 상대가 이길 방법을 지우는 데서 나옵니다. 400년 전 조선의 목수들은 그것을 나무와 못으로 증명했습니다.

참고 자료

한국민족문화대백과사전, 「거북선」
한국민족문화대백과사전, 「판옥선」
국가유산청, 「우리나라 전통 한선韓船의 구조와 조선기술의 발달」
국가유산청 국가문화유산포털, 「통영 삼도수군통제영」
국립해양유산연구소, 《거북선 학술복원보고서》(2026)
『태종실록』(1413) · 『임진장초』 · 이분 『행록』 · 『이충무공전서』「귀선도설」(1795)
「평저선과 첨저선의 직진성능, 선회성능 및 풍랑에 대한 저항성능 연구」