정부, KF-21용 전투기 엔진 개발 검토, 요소수 사태로 국산 전투기 엔진 필요 실감

정부가 제트기급 첨단엔진 개발을 검토중이라고 밝혔습니다. 차세대 한국형 전투기인 KF-21 탑재용으로 추측됩니다.

문승욱 산업통상자원부 장관은 14일에 ‘2022년 항공우주인 신년 인사회’에서 “관계부처와 함께 제트기급 첨단엔진 개발을 적극 검토하고 있다”고 밝혔습니다.

문 장관은 “제트기급 엔진 개발은 오랜시간 많은 예산이 필요한 사업이지만 우리나라의 항공 분야를 넘어 기계산업 전 분야로 이어지는 파급효과가 크다”는 점을 배경으로 들었습니다.

서울 서초구 JW메리어트호텔에서 열린 이날 신년 인사회에는 안현호 한국항공우주산업(KAI) 대표와 신현우 한화에어로스페이스 대표 등 산·학·연 관계자 100명 안팎이 참석했습니다.

보통 제트기급 엔진은 추력 1만 파운드(lbf) 이상을 말하고 있습니다.

산업부 관계자도 “1만파운드급 이상 첨단엔진 개발은 KF-21 전투기에 탑재할 목적에서 진행하는 것”이라고 설명했습니다.

현재 국내에서 개발을 진행중인 항공기 엔진은 추력 5500파운드급입니다.

그 아랫급 추력의 항공기 엔진을 유도물체에 탑재한 적이 있을 뿐이며, 항공기 엔진은 군수용과 민수용 모두 국내에선 개발완성 단계에 이르지 못한 상태입니다.

산업부 관계자는 “작은 요소수 하나로도 큰 사달이 벌어졌다”며 항공 엔진의 국산화 추진 배경을 설명했습니다.

그는 “전투기 엔진은 국가 안보와 직결되는데 일정 추력이상은 다른 나라에서 팔지 않으려해서 애로를 겪곤 한다”고 덧붙였습니다.

문승욱 장관은 “현재 항공·우주산업이 대전환기를 맞고 있다”고 분석했으며 도심항공교통(UAM)이 등장하고 민간 주도로 우주산업이 팽창하고 있는 상황을 말했습니다.

문 장관은 “도심항공교통에 대한 세계적인 표준·안전 시스템이 아직 정해지지 않은 상황에서 발 빠른 움직임이 중요하다”며

“도심항공교통 관련 해외진출과 군 수요 창출, 무인기 개발 등 동시 다발적인 전략 추진이 필요하다”고 말했습니다.

산업부는 “국내 항공산업이 1980년대 단순 조립·생산 단계에서 현재는 세계 6번째 초음속기) 수출국으로 올라섰으며, 11번째 헬기 개발국으로 발전했다”고 평가했습니다.

앞서 말했듯 현재 우리나라는 스텔스 무인정찰기를 개발중이며, 이중 가장 어려운 기술적 장벽이 바로 고신뢰성을 갖춘 터보팬 엔진개발입니다.

한국형 스텔스 무인정찰기는 최대 이륙중량이 10톤 수준에 전장 14.8m에 이르는 대형기체로써그 이륙중량이 한국 공군이 한때 운용했던 MK.67 호크 고등훈련기의 최대 이륙중량과 비슷합니다.

MK.67 호크 고등훈련기는 아도어(Adour) MK951 터보팬 엔진을 활용해 기본 최대출력은 6000lb(파운드)급에

애프터버너 사용시에는 8430lb의 추력을 사용할 수 있었습니다.

이는 한국형 스텔스 무인정찰기도 최소 6000lb급 터보팬 엔진이 필요함을 의미하는데, 이를 반영하듯 현재 국방과학연구소는 5500lb급 이상의 5500~8000lb급 추력을 발휘할 수 있는 터보팬 엔진을 개발하고 있습니다.

한국은 1980년대부터 한국형 순항미사일 개발을 위하여 러시아와 프랑스의 협조하에 터보제트 엔진개발을 시작했습니다.

러시아를 통해서는 대함미사일용 터보제트 엔진의 설계도와 샘플을 입수했으며 일부 부족한 통합기술을 축적하고자 프랑스의 마이크로터보사와의 기술협력이 진행되기도 했습니다.

이것이 가능했던 것은 한국이 표적기로 널리 사용중인 MQM-107 Streaker가 바로 마이크로터보사의 TRI 60-3 엔진을 사용했기 때문입니다

한국은 상당히 많은 수량의 엔진을 구매하는 고객이였기에 프랑스 정부와 마이크로터보사에게 기술협력을 요청했으며

당시 프랑스는 성실하게 비행체에 엔진을 통합할때 필요한 각종 인터페이스 설계 기술을 제공했습니다.

이 엔진들을 기반으로 개발된 해성용 SS-760K 터보제트 엔진은 추력이 1050파운드에 달해 TRI 60 엔진보다 강력함은 물론, 비행환경에 맞추어 엔진의 제어를 지속적으로 변경하는 동적제어 능력이 추가된 보다 우수한 모델입니다.

이렇게 확보된 기초 기술력을 바탕으로 현재 해성은 물론, 현무 순항미사일에 장착되는 다양한 계열형 엔진이 개발되는 과정에서 상당한 기술력이 축적되었습니다.

그리고 한화에어로스페이스는 한국 공군 전투기에 사용되는 F100과 F404 터보팬 엔진을 면허 생산하는 과정에서 상당한 기술력을 축적하기도 했습니다.

이들 기술력을 바탕으로 국방과학연구소와 한화에어로 스페이스는 2013년부터 2018년까지 스텔스 무인정찰기에 사용할 5500파운드 이상의 추력을 가진 터보팬 엔진의 핵심기술을 개발하였습니다

이렇게 개발된 기술은 지난 2019년 4월에 국방과학연구소가 발표한 ‘터보팬엔진 통합개발 기술’에 사용될 예정입니다.

이 사업은 2019년부터 2025년까지 560억원을 투입해 지금까지 확보된 터보팬 엔진용 팬과 코어엔진 기술 및 연계 기술을 활용해 실제 기체에 탑재될 완성형 터보팬 엔진을 개발하는 사업입니다

1차로 완성될 스텔스 무인정찰기용 터보팬 엔진의 출력은 8000파운드급이 될 예정이며 향후에는 이렇게 개발된 엔진기술을 기반으로 한국형 무인전투기용 엔진도 개발할 예정입니다

이 엔진의 궁극적인 목표는 현재 추진중인 무인정찰기에 탑재될 8000파운드급 터보팬 엔진을 개발하는 것입니다

즉, 5500파운드 이상급의 엔진 코어기술을 활용해 일정하게 8000파운드급 추력을 발휘하는 고바이패스 터보팬 엔진을 개발해 우선은 스텔스 무인정찰기에 탑재할 예정입니다.

현재 KF-21에 탑재되는 엔진은 미국 GE사의 F414엔진 2기이며, F414 엔진은 22,000파운드의 추력을 가지고 있습니다.

현재 KF-21의 엔진 국내공급업체는 한화테크윈이 맡고 있으며,

2016년에는 GE사와 KF-21 엔진 부품의 국산화를 위해 F-414 엔진 국산화용 부품 구매 및 기술협력에 대한 계약을 체결했습니다.

이 계약으로 한화테크윈은 KF-21 엔진공급 장착 사업을 수행하게 됩니다.

따라서 KF-21 엔진이 국산화되면 국내 생산설비는 교체부품의 국산화 및 공급 체계 안정화 등에서 큰 역할을 할 것이며 향후 KF-21의 전투력 최적화는 물론, 운용비 절감도 용이해질 수 있습니다.

현재도 세계 각국은 자원과 기술을 무기화하고 있어 국내산 엔진은 필수적이지만

항공기 엔진분야는 소수의 기업이 독점하고 있고, 이들 기업들은 분업형태로 한화테크윈을 비롯한 여러 나라의 기업들과 협력하고 있어

따라서 엔진개발은 이들 기업들과 협력으로 수익을 얻고 있는 국내 항공산업에도 영향을 미칠 수가 있습니다.

정부에서 이런 것들을 포함한 여러 가지를 생각해서 KF-21용 엔진개발을 결정하겠지만, 개인적으로는 KF-21용 엔진이 꼭 개발되었으면 합니다.