전투기 이어 항공엔진 개발 도전…한화 "무인기 시대, 엔진 국산화 시급"

[이데일리 김관용 기자] 초음속 전투기에 이어 전투기용 엔진을 국산화하기 위한 노력이 본격화 한다. 정부의 터보팬 엔진 개발 계획에 따라 한화에어로스페이스(012450)는 독자 항공엔진 개발에 나선다고 밝혔다. 이를 통해 무인기 중심의 미래 전장에 대비한다는 구상이다.

이광민 한화에어로스페이스 항공사업부장(전무)은 13일 서울 용산구 국방컨벤션에서 열린 기자간담회에서 “정부가 최근 첨단 항공엔진을 포함한 가스터빈 엔진을 12대 국가전략기술(과기부), 신성장 원천기술(기재부)로 선정한 만큼 항공엔진 기술은 미래 방위산업을 이끌 핵심기술이 될 것”이라고 전망했다.

세계 각국은 항공 엔진 개발에 힘을 쏟고 있다. 일본은 2차 세계대전 이후 정부의 강력한 지원 아래 독자 개발을 진행하고 있는데, 다양한 국제 엔진 공동개발 프로그램에도 참여하고 있다. 차세대 전투기용 엔진인 XF-9가 대표적이다. 중국은 1950년대부터 러시아 군용 엔진 기술을 도입했는데, 최근 우크라이나 엔진업체를 인수하려고 시도하다 실패한 후 내수 시장을 기반으로 ‘WS-10’ 등 독자 엔진을 확보했다. 튀르키예는 2018년 이후 자체 엔진 개발을 추진 중으로 2028년 국내 생산을 목표로 하고 있다.

KF-21이 시험 비행을 위해 이륙하고 있다. KF-21은 쌍발엔진으로 F-414-400K 엔진 2개를 탑재한다. (사진=방위사업청)

하지만 대한민국은 독자 엔진 기술을 확보하지 못해 외산에 의존하고 있다. 한국형 전투기 KF-21에도 미국 GE사의 F-414-400K 엔진이 탑재될 예정이다.

이에 따라 방위사업청은 2020년부터 산업통상자원부와 함께 추력 5500파운드(lbf)급 무인기용(MUAV) 터보팬 엔진을 개발하고 있다. 이에 더해 1만5000lbf급 터보팬 엔진의 핵심 구성품 연구도 진행하고 있다. 10년 이상의 연구개발 기간에 약 5조원 이상이 차질 없이 투입되면 2030년대 중후반에는 국산 엔진을 확보할 것으로 보인다.

그러나 KF-21에 탑재되는 F414-400K 엔진이 1980년대 개발된 F404에서 파생된 기종이라는 점을 감안하면 기술 격차가 큰게 사실이다. 게다가 엔진 기술은 선진국 대비 약 70% 수준에 다가선 것으로 평가되지만 소재 기술에 있어서는 40~50% 정도의 기술만을 확보한 상황이다. 향후 규격 시스템은 5배 더, 소재 데이터베이스는 4배 더 확보해야 한다.

게다가 항공엔진 선진국들은 미사일 기술통제체제(MTCR), 국제무기거래규정(ITAR), 수출관리규정(EAR) 등 각종 규제에 따라 엔진 관련 기술 이전과 수출을 엄격하게 통제하고 있다. 특히 6세대 유무인 전투기 수요가 확대되는 미래에는 엔진 수입·수출이 어려워질 가능성이 크다. 6세대 전투기는 AI 기반 자율화, 유무인 복합운용, 레이저 무기 탑재 등 4차 산업혁명 주요 기술이 종합 적용되는 항공기가 될 전망이다.

한화에어로스페이스 기술진이 KF-21 전투기에 탑재되는 F-414 항공엔진을 조립하고 있다. (사진=한화에어로스페이스)

이광민 사업부장은 “MTCR 탓에 무인기 개발이 어려운 상황인데, 단순 정찰용이 아닌 미사일 장착이 가능한 무인기의 경우 1만5000lbf급 이상 엔진이 필요하지만 MTCR상 수입이 불가하기 때문”이라면서 “유·무인 복합 체계가 핵심 이슈로 떠오른 상황에서, 독자적으로 미사일 장착 무인기를 생산하고 수출까지 이어가기 위해서는 첨단 항공엔진 개발이 반드시 필요하다”고 강조했다.

전투기 엔진은 함정 엔진, 무인기 엔진, 우주발사체 엔진으로도 파생될 수 있기 때문에 파급효과는 상당할 것으로 예상된다. 국내 항공산업 규모가 연간 7조5000억원 수준이지만, 국산 항공 엔진이 개발되면 연간 수십조원 시장으로 성장할 것으로 관련 업계는 전망하고 있다.

한화에어로스페이스는 올해 퇴역을 앞둔 F-4 팬텀 전투기에 장착되는 J79엔진을 시작으로 40여 년 동안 항공 엔진을 생산해왔다. 오는 4월 생산 엔진 1만대 돌파를 눈앞에 두고 있다. 지난해 1월에는 무인기 엔진 핵심부품을 1000시간 이상 사용할 수 있도록 하는 장수명 엔진소재를 개발했다. 7월부터는 그동안 전량 수입해오던 전투기 엔진용 ‘인코넬 718’ 소재를 개발하고 있다. 국방기술진흥연구소 주관 1500℃에서도 견딜 수 있는 내열합금 코팅 기술 개발도 지난 9월 시작했다.