한화에어로, 1만파운드급 엔진 개발…항공엔진 기술 고도화

[미디어펜=박준모 기자]한화에어로스페이스가 국내 최초로 추력 1만 파운드(lbf)급 항공엔진 개발에 나선다. 기존 5500파운드급 엔진 개발 과정에서 확보한 핵심 기술을 바탕으로 추력과 내구성, 효율을 한 단계 끌어올린다는 목표다. 

이번 사업을 통해 항공엔진 설계부터 제작과 시험평가까지 전 과정을 수행하며 독자 엔진 개발 역량을 고도화하고, 중장기적으로 차세대 전투기용 엔진 개발에 필요한 기술 기반도 확보할 계획이다.

한화에어로스페이스는 국방과학연구소(국과연)가 주관하는 '1만 파운드급 고바이패스 터보팬 엔진 개발' 과제의 우선협상대상자로 선정됐다고 13일 밝혔다. 총사업 규모는 1773억 원이며, 개발 기간은 2031년 10월까지다.

이번 사업은 저피탐 정찰용 무인기에 탑재할 추력 1만 파운드 이상의 터보팬 엔진을 국내 독자 기술로 개발하는 것이다. 수천 시간 이상 운용할 수 있는 장수명 엔진을 목표로 하며, 국내에서 가장 높은 수준의 터빈입구온도(TIT)를 구현하는 것이 핵심이다. 터빈입구온도가 높아지면 열효율과 출력 등 엔진의 전반적인 성능을 높일 수 있지만, 고온 환경을 견디기 위한 고도의 설계·제작 역량이 요구된다.

고바이패스비 기술 확보도 중요한 과제다. 바이패스비는 엔진으로 유입된 전체 공기 가운데 연소에 사용되지 않고 엔진 외부로 우회하는 공기의 비율을 뜻한다. 일반적으로 바이패스비가 높을수록 추진 효율이 높아지고 연료 소모를 줄이는 데 유리해 주로 여객용 민항기, 군용 정찰기 등에 적용된다.

한화에어로스페이스는 엔진 상세설계부터 핵심 부품 제작과 조립, 완제 엔진 4대 생산, 시험평가까지 담당한다. 설계·제작·시험으로 이어지는 개발 전 주기를 담당하는 만큼 엔진 개발 과정에서 필요한 기술과 경험을 종합적으로 축적할 수 있을 것으로 기대된다.

특히 이번 사업은 국과연과 한화에어로스페이스가 개발 중인 5500파운드급 터보팬 엔진의 코어엔진 기술을 활용한다. 코어엔진은 고압압축기와 연소기, 고압터빈 등으로 구성되며 항공엔진의 추력과 효율을 좌우하는 핵심 부분이다. 기존에 확보한 코어엔진 기술을 바탕으로 추력을 1만 파운드 이상으로 확대하고 고온 내열성과 장수명 기술을 추가로 고도화한다는 구상이다.

이는 개별 엔진 개발을 넘어 추력급별 파생형 엔진을 개발할 수 있는 기술 기반을 마련한다는 점에서도 의미가 있다. 핵심 기술을 공유하면서 엔진의 크기와 추력, 운용 목적에 맞춰 설계를 확장할 수 있다면 향후 다양한 항공 플랫폼에 적용할 수 있는 개발 역량으로 이어질 수 있기 때문이다. 한화에어로스페이스는 이번 사업을 통해 확보한 기술을 바탕으로 더욱 높은 추력과 성능이 요구되는 첨단 항공엔진 개발을 단계적으로 추진할 방침이다.

엔진 경량화도 기술 경쟁력을 좌우할 요소다. 한화에어로스페이스는 이번 과제 수주 과정에서 엔진 중량을 줄이기 위한 개선 설계안을 제안했다. 엔진 무게를 낮추면 항공기 전체 중량을 줄여 항속거리와 연료 효율을 높이고 무장이나 임무 장비를 추가로 탑재할 수 있는 여력을 확보하는 데 도움이 된다. 추력과 내구성뿐 아니라 중량까지 고려한 설계 역량으로 엔진의 종합적인 성능을 높이겠다는 전략이다.

이번 개발의 기반에는 한화에어로스페이스가 47년간 축적한 항공엔진 사업 경험이 자리하고 있다. 회사는 1979년부터 항공엔진 설계와 제작, 조립 및 정비 역량을 쌓아왔다. 최근에는 5500파운드급 터보팬 엔진과 1400마력급 터보프롭 엔진 등 국내 독자 항공엔진 개발사업에도 참여하며 기술 자립 범위를 넓히고 있다.

항공엔진은 고온·고압의 극한 환경에서 장시간 안정적으로 작동해야 하는 고난도 기술의 집약체다. 특히 군용 항공엔진은 국가 안보와 직결되는 전략기술인 만큼 주요 기술 보유국의 수출통제와 기술이전 제한이 엄격하다. 해외 엔진에 의존하면 항공기 개발과 성능개량뿐 아니라 수출 과정에서도 공급국의 정책과 통제에 영향을 받을 수 있다. 이에 독자적인 엔진 기술 확보가 안정적인 전력 운용과 K-방산 수출 경쟁력을 좌우하는 핵심 과제로 꼽힌다. 

업계에서는 이번 사업이 한화에어로스페이스를 넘어 국내 항공엔진 산업의 기술 축적 범위를 넓히는 계기가 될 것으로 보고 있다. 특히 엔진 개발 경험과 시험평가 역량은 후속 사업으로 이어지는 기반인 만큼, 이번 1만파운드급 엔진 개발을 통해 확보하는 기술과 데이터가 향후 고성능 엔진 개발의 자산이 될 수 있다는 분석이다.

한화에어로스페이스는 이번 사업에서 확보한 고온 내열기술과 장수명 기술, 경량화 설계 역량을 토대로 KF-21 블록3 등 차세대 전투기에 적용할 수 있는 첨단 항공엔진 개발도 단계적으로 추진할 계획이다. 

한화에어로스페이스 관계자는 “이번 사업은 국내 독자 항공엔진의 추력과 성능을 한 단계 높이는 동시에 첨단항공엔진의 단계적 개발에 필수적인 핵심기술을 확보하는 중요한 이정표”라며 “그동안 축적한 항공엔진 개발 역량을 바탕으로 대한민국 항공엔진 기술 자립과 미래 항공산업 경쟁력 강화에 기여하겠다”고 말했다.