파운드 포스는 엔진 출력 단위로, 1파운드(453g)를 밀어내는 힘을 뜻한다. 5500lbf급의 엔진은 단순 계산하면 2.5t(톤)까지 띄울 수 있다. 1980년대 영국의 호크 고등훈련기에도 장착된 크기와 같다. 이 훈련기의 길이는 약 12m에 최대 이륙 중량은 9100kg이었다. 그러나 최근에는 비행기들이 커지면서 무인기급으로 여겨지는 크기다.
22일 군 당국 등에 따르면 방위사업청(방사청)과 국방과학연구소(ADD), 한화에어로스페이스(한화에어로)는 오는 5월 5500lbf급 항공엔진의 ‘최초 시동 시험(First Firing)’을 진행할 예정이다.
한화에어로의 창원1사업장 내 엔진시운전실에서 진행될 시험은 시동과 가속, 감속, 정지 등 작동을 확인하는 형태로 진행된다. 엔진을 항공기에 탑재하기 전 지상에서 이뤄지는 시험의 첫 절차다.
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/한화에어로스페이스 제공 |
한화에어로와 ADD 등은 2027년까지 기준에 따라 가속, 감속 운전을 통해 엔진의 피로도를 증가시키며 상태를 점검하는 내구성 시험과, 고·저온, 진동, 충격 등의 환경에서도 엔진이 정상 작동하는지 확인하는 환경 시험 등을 진행한다.
또 이 엔진이 정지 상태에서 낼 수 있는 최대 추력을 상황별로 측정하는 추력 시험도 예정돼 있다. 이 절차를 모두 거치고 통과해야 무인기에 탑재해 시험 비행을 시작할 수 있다.
이 엔진은 온전한 국내 기술로 개발된 첫 장수명(수백~수천 시간 이상 사용 가능한 엔진) 항공엔진이다. ADD는 지난 2013년 설계를 시작했고, 2019년부터 한화에어로와 함께 본격적으로 개발에 나섰다.
이들은 그간 소재부터 부품, 모듈까지 단위별 시험을 거쳐왔다. 기초 단계부터 하나씩 검증했다. 지상 시험을 마무리한 뒤 탑재용 항공기에 맞춰 무게를 낮추는 경량화 등 체계 요구 조건을 맞출 계획이다.
5500lbf급 항공엔진은 현재 대한항공이 개발 중인 저피탐(低避探) 무인 편대기에 탑재될 예정이다. 저피탐 무인 편대기는 KF-21과 함께 유무인 복합 편대를 이뤄 임무를 수행하는 역할을 맡을 것으로 전망된다.
탐지 확률을 낮춘 것이 특징인 이 편대기는 시제기(시험 비행을 위한 기체) 제작을 마쳤으며 시험 비행이 진행 중인 것으로 전해졌다. 방사청 등은 추후 이 편대기의 양산 업체를 결정할 예정이다.
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작년 10월 경기 고양시 킨텍스에서 열린 서울국제항공우주 및 방위산업 전시회 'ADEX 2025'에서 대한항공 부스를 찾은 관람객들이 저피탐 다목적 무인 편대기 LOWUS를 살펴보고 있다./뉴스1 |
한화에어로 등은 5500lbf급 항공엔진의 모든 시험이 완료될 때까지 성능을 개선할 예정이다. 통상 엔진은 탑재할 기종에 맞춰 수명 등의 성능이 정해지는데, 아직 저피탐 무인기 개발이 끝나지 않아서다.
방사청 관계자는 “보통 체계를 개발하는 쪽에서 (수명 등을) 요구한다”며 “엔진 단독으로만 개발할 수 없다 보니 항공기 정비 주기 등에 맞춰 개발한다”고 설명했다. 현재 한화에어로는 수천 시간 사용을 목표로 개발을 이어가고 있다.
방사청과 ADD는 1만lbf급 무인기용 엔진도 올해부터 본격 개발을 시작할 방침이다. 방사청은 오는 5월 1만1bf급 엔진 개발 사업을 공고한다. 1만lbf급은 고속·고기동이 아닌 장기 체공을 목적으로 하는 엔진이다.
군 당국은 그간 1만lbf급 터보팬 엔진의 핵심 구성품인 터빈 공력-냉각설계 및 기술평가 등의 연구를 진행해 왔다. 이 사업에는 한화에어로와 발전용 가스터빈 엔진 기술을 가진 두산에너빌리티 등이 참여할 것으로 전망된다.
군 당국의 최종 목표는 1만6000lbf급 첨단 항공 엔진이다. 현재 KF-21에 탑재된 미국 제네럴일렉트릭(GE) 에어로스페이스의 F414k 엔진(1만4770lbf급)보다 연료를 덜 쓰게 만드는 등 더 높은 성능으로 만드는 것을 목표로 하고 있다. 그동안 유도 미사일용 엔진을 개발한 이력만 있던 한국이 민항기부터 첨단 전투기용 엔진까지 개발하기 위해 단계를 밟아가는 것이다.
정부가 오는 2040년까지 약 3조3500억원이 투입되는 대규모 프로젝트를 가동한 건 안보 자립 및 수출을 위해서다. 현재 한화에어로가 GE 에어로스페이스로부터 각종 부품을 받아 고등훈련기 T-50의 F404k 엔진과 KF-21의 F414k 엔진을 면허 생산하고 있는데 전 세계 분쟁으로 부품 공급이 원활하지 않다. 엔진이 전투기의 심장인 만큼, 수출 과정에서도 미국의 허가를 받아야 한다.
방산업계 관계자는 “이외에도 자체 엔진을 개발하면 부품 수급이 원활하지 못해 1~2년 이상 걸리는 엔진 정비 기간도 크게 단축해 공군의 전투기 운용도 원활해질 것”이라며 “군용기 엔진이 민항기로 뻗어나간 것처럼 사업적인 측면에서 파급 효과도 클 것으로 기대한다”고 말했다.
김지환 기자 (jh@chosunbiz.com)
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