KF-21 보라매 전투기 엔진 국산화와 F-414 엔진 추력

KF-21 엔진은 GE <제너럴일렉트리> 사의 F414-GE-400입니다. 성능과 신뢰성, 그리고 대한민국 공군의 주력 전투기에 많이 쓰이는 제트 엔진이라 호환성 및 정비성이 매우 용이한 엔진입니다. 한화의 고위 관계자는 서울 국제항공우주 및 방위산업 전시회(ADEX) 2023의 한화 통합부스를 방문해 차세대 전투기 엔진이 국산화 개발을 피력 했습니다. F414 엔진은 한화에어로스페이스가 미국 GE의 라이센스 기술로 국내에서 면허 생산하고 있지만 앞으로 국산화를 이룰 계획입니다.

 

높아진 K-방산의 위상에도 불구하고, 일부 핵심 부품의 국산화 수준이 아직 미진 합니다. 특히 전투기의 심장이라고 할 수 있는 제트엔진의 국산화 단계는 시작 단계 수준입니다. 제트엔진 시장은 미국의 GE와 P&W, 영국의 롤스로이스 등이 시장을 지배하고 있는 상황입니다.

KF-21 보라매 전투기

 

대한민국은 현재 제트엔진 제작 이력만 9800여 건이 있지만, 자체 개발 사례는 없습니다. F414 엔진은 한국형 초음속 전투기 KF21 보라매에도 탑재되는 엔진입니다. 엔진의 라이선스가 국내에 없다 보니 향후 KF21의 수출에도 제동이 걸릴 수 있다는 우려가 큽니다.

한 항공업체 관계자는 “KF21은 개발 단계부터 외국산 엔진 사용을 상정했기 때문에 현시점 상용화가 가능했던 것”이라며 “국산 엔진 개발과 병행할 수 있다면 좋았겠지만, 현실적으로 시간·예산의 한계 때문에 엔진 개발은 별도 과제로 둔 상태”라고 말했습니다.

이런 상황을 타개하고자 중장기적 제트엔진 개발 계획을 수립 중입니다. 먼저 제트엔진용 소재 확보에 나서고, 제트엔진에 가장 많이 사용되는 특수합금인 ‘인코넬 718’을 비롯한 첨단엔진용 소재는 항공기 운항 시 발생하는 초고온·초고압·초고속의 극한 환경을 견디기 위한 강한 내구성과 기동성을 위한 경량성을 동시에 갖춰야 합니다.

 

F-414 엔진

산업통상자원부는 지난 3월 ‘터보팬 항공엔진 인코넬 718 초내열합금 주ㆍ단조품 개발사업 신규 지원대상 연구개발과제’를 공고하며 본격적으로 소재 연구개발 지원에 나섰습니다. 방위사업청 산하 국방기술진흥연구소(국기연)는 올해 6월 국방기술기획서를 발간하며 2023년부터 2029년까지 ‘1800K급(1500℃ 이상) 터보팬 항공엔진 저압터빈 내열합금 및 코팅 기술’을 개발할 것을 명시했습니다.

본격적인 추력 1만 5000파운드급 엔진 개발에도 착수했습니다. 방위사업청은 지난 2월 ‘드론쇼 코리아 2023’에서 산업통상자원부와 공조해 한국형 F414 엔진을 개발하겠다고 공표했습니다. 이에 맞춰 국기연은 오는 2029년까지 코어 엔진을 개발하고 2037년까지 제작 및 인증시험까지 완료한다는 계획을 내놨습니다. 5조 원 상당의 예산이 들며, 총 14년을 바라보는 장기 프로젝트입니다.

국내 전투기 많이 사용되고 있는 엔진인 1만 5000파운드급 F414 제작 경험이 풍부하며 핵심소재 국산화와 민관 연계를 통한 기술·자금 지원만 뒷받침된다면 가능성은 충분한 것으로 알려졌습니다.

 

KF-21 보라매 전투기 엔진 국산화 개발에 앞서 풀어야 할 문제도 많습니다. 먼저 개발인력 부족 문제가 있습니다. 현재 대한민국의 항공기 엔진 개발인력은 민관 200명 남짓으로, 그마저도 인구 부족으로 감소 추세입니다. 국가 차원의 R&D 예산 삭감과 연구원의 열악한 처우 문제가 인력난을 가속화한다는 지적도 나옵니다. 최근엔 항공우주연구원 소속 연구원들이 대거 민간기업으로 이직하는 일까지 벌어졌습니다.

감항 인증 등 시험평가 인프라 부족 문제도 해결해야 합니다. 감항 인증은 항공기가 비행 안전에 적합하고 성능과 기능을 발휘할 수 있음을 인증하는 것입니다. 선박이나 자동차 엔진과 달리 항공기 엔진은 결함이 생기면 그대로 추락 사고로 직결되기에 무엇보다 중요합니다. 

F-414 엔진

 

이처럼 해결할 문제도 많고 갈 길도 먼 KF-21 보라매 전투기 제트엔진 국산화이지만, 업계에서는 ‘지금이 개발 적기’라는 의견이 지배적입니다. 이미 미국은 F22 랩터의 퇴역을 상정하고 AI 기술을 접목한 6세대 무인 전투기 개발에 착수했습니다. 무인기로 개발하는 만큼 유인기로는 불가능한 기동을 수행할 수 있도록 훨씬 발전된 기술이 접목된 엔진을 탑재할 것입니다. 추력편향 노즐을 장착해 기동성을 비약적으로 향상한 F22 랩터는 이미 다른 전투기들은 불가능한 기동을 보여주며 현존 최강으로 자리 잡았습니다.

지금 제트엔진의 핵심기술을 국산화하지 않으면 향후 6세대 전투기 엔진과 기술 격차가 걷잡을 수 없이 심해질 것입니다. 민·관을 아우르는 관심과 투자가 매우 필요한 시점인 듯합니다.

 

중국이나 러시아 전투기 엔진과 비교한다면 KF-21 보라매 전투기 엔진은 앞에서 언급했듯이 F414-GE-400입니다. 이 엔진은 미해군의 FA-18E/F 호넷 전투기의 엔진으로 사용되는 엔진입니다. 쌍발 엔진으로 추력은 [1.4만/2.2만] 파운드에 수명 시간은 6000시간으로 알려졌습니다. 중국의 J-20 전투기의 WS-15 엔진 추력은 애프터 버너 가동 시 최대 4.3만 수명은 1500시간으로 미국의 F-35 엔진과 필적하다고 하지만 중국 특유의 뻥 스펙과 엔진 수명 시간이 1500시간 내외인 점을 감안하다면 미국산 전투기 제트 엔진에는 한참 모자라는 것이 사실입니다.

 

▼관련 포스팅

 

KF-21 보라매 엔진 GE F414-GE-400으로 선정된 이유!