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COVER ESSAY “두 마리 토끼를 잡아라!” 최근 국내 항공산업 동향을 굳이 비유하자면 두 마리 토끼를 좇는 형상이다. 우리의 오랜 염원이었던 한국형전투기(KF-X) 사업과 민수 겸용 소형헬기를 개발하는 LAH/LCH 사업이 동시에 추진되고 있기 때문이다. 물론 과거에도 여러 사업들을 동시에 추진한 적이 있지만, 이들 두 사업처럼 고도의 기술과 막대한 예산이 투입되는 사례는 이번이 처음이다.
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우리나라 항공산업의 현주소를 묻다 _ 미래는 가까이에

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  KF-X 일러스트 신지훈

 

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FA-50 사진 KAI


“두 마리 토끼를 잡아라!” 최근 국내 항공산업 동향을 굳이 비유하자면 두 마리 토끼를 좇는 형상이다. 우리의 오랜 염원이었던 한국형전투기(KF-X) 사업과 민수 겸용 소형헬기를 개발하는 LAH/LCH 사업이 동시에 추진되고 있기 때문이다. 물론 과거에도 여러 사업들을 동시에 추진한 적이 있지만, 이들 두 사업처럼 고도의 기술과 막대한 예산이 투입되는 사례는 이번이 처음이다.
글 편집실  


대부분의 항공기 개발에는 논쟁이 꼬리표처럼 따라다닌다. 이는 사업예산이 많을수록 더욱 그렇다. 물론 KF-X 사업과 LAH/LCH 사업도 한바탕 논쟁에 시달려야 했다. 게다가 논쟁도 끊이질 않다 보니 타당성 검토만도 수차례 반복하면서 소중한 시간도 낭비했다. 그 사이 전력 공백 문제가 현실화된 것도 물론이다.
이러한 논쟁 과정에서 가장 이슈화된 것이 기술력. 개발 가능성을 가늠할 수 있는 가장 중요한 요소 중 하나다. KF-X 사업이 끊임없는 논쟁에 휩싸였던 중요한 배경 중 하나도 기술력과 관련된 것들이다. 그만큼 기술력이 개발 성패를 결정짓는 핵심이라는 얘기다. 기술력이 이렇게 중요한 요소다 보니 전 세계 국가들도 기술력 확보와 유지에 치열한 노력을 기울이고 있다.

 

 

미국의 항공산업
오늘날 항공우주분야에서 최고의 기술력을 보유한 국가를 꼽는다면 단연 미국이다. 군용기는 물론 상용기, 우주 분야에 이르기까지 명실공히 전 세계 항공우주산업을 이끌고 있는 국가다. 당연히 기술력도 세계 정상이다. 예컨대 스텔스, 추력편향, 내부무장, 각종 첨단 센서 등 첨단기술이 집약된 F-22는 오늘날 세계 최강의 전투기이자, 미국 항공기술력의 상징이기도 하다.
미국이 이렇게 독보적인 지위를 유지하고 있는 데는 기업들의 역할이 크다. 이는 세계 최고의 기술력을 보유한 내로라하는 항공우주 기업들이 튼튼한 버팀목 역할을 하고 있기 때문이다. 실제로 군수분야의 경우, 지난해 세계 100대 군수기업 중 미국 기업이 차지하는 비중이 54.4%로 절반 이상을 차지했을 정도다.
이들 가운데 대표적인 기업을 꼽는다면 보잉과 록히드마틴. 현재 세계 군수시장에서 정상 자리를 놓고 다투는 용호상박의 기업들이다. 이 중 보잉은 1930년대 초반, 전투기 개발에 참여한 것을 시작으로 2차 세계대전 당시에는 B-17 등 폭격기를 대량생산하면서 항공기 제작사로서 자리매김했다. 이후 보잉 737, 747, 767, 777 등 상용기 개발을 통해 글로벌 항공기 제작사로 거듭난 데 이어, 1997년에는 F-15, F/A-18, C-17 등을 생산하던 맥도넬 더글라스를 합병하면서 군용기 사업을 강화했다.
오늘날에는 전투기 사업 외에도 E-737 공중조기경보통제기, KC-46 공중급유기, P-8 대잠초계기 등을 생산하면서 군용기 개발의 명가다운 명성을 이어가고 있다. 특히 주목할 만한 점은 보잉의 연구개발 활동. 최근 3년간 연평균 연구개발비를 보면 약 31억 달러, 우리돈으로 약 3조 8천억 원으로 전 세계 항공우주기업 가운데 가장 많은 연구개발비를 투자하고 있다. 보잉은 매년 이러한 연구개발비를 투입해 첨단 유·무인 항공기와 무기체계, 각종 시스템 개발에 매진하고 있다.
록히드마틴도 보잉과 함께 세계 최고의 항공기 제작사로 평가받는 곳이다. 스톡홀름 국제평화연구소(SIPRI)가 지난해 12월 발표한 「세계 100대 군수기업 동향」에 따르면 록히드마틴은 2014년 한해 약 375억 달러, 우리돈으로 약 46조원이 넘는 매출을 올리면서 세계 100대 군수기업 중 1위 자리를 거머쥐었다.
특히 록히드마틴은 세계 최강 전투기로 평가받고 있는 F-22를 비롯해 향후 세계 전투기 시장을 주도할 F-35, 그리고 전 세계에서 가장 많이 운용되고 있는 F-16 등의 제작사로서 전투기 부문에서는 독보적인 입지를 유지하고 있다. 게다가 지난해에는 세계 최고의 헬기제작사인 시콜스키도 인수하면서 헬기 분야로까지 사업영역을 확대하고 있다.
록히드마틴이 이처럼 세계 정상의 항공기 제작사로 자리 잡은 배경에는 시장보다 앞서 나가는 선행연구개발에 있다고 전문가들은 입을 모으고 있다. 현재 유일한 고고도 유인정찰기인 U-2, 가장 빠른 속도와 가장 높은 비행고도 기록을 세운 SR-71 정찰기, 1980년대에 이미 스텔스기의 위력을 세상에 알린 F-117, 대표적인 5세대 전투기인 F-22와 F-35, 그리고 최근에는 미래 고고도 장기체공 무인정찰기 개발을 위한 기술개발에 이르기까지, 시대를 앞서 가는 혁신적인 제품들을 꾸준하게 개발해 왔다.

 

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록히드마틴 F-22(사진 미공군)

 

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록히드마틴 F-35(사진 미공군)

 

 

선진기술로 지속적인 개발 이뤄져

최근 동향에 따르면 록히드마틴은 연구개발에 대한 투자를 더욱 확대하고 있다. 실제로 지난 2012년 회계연도에 투입된 연구개발비는 6억 1,600만 달러였지만, 2013년 회계연도에는 6억 9,700만 달러, 그리고 2014년 회계연도에는 더욱 늘어난 7억 5,100만 달러를 연구개발에 투입하고 있다. 물론 보잉과 록히드마틴 외에도 AESA 레이더, 상황인식시스템, 항법장비 등 첨단기술을 보유한 노스롭그루만과 레이시온, 고성능 첨단엔진을 제작하고 있는 제너럴일렉트릭과 프랫 앤 휘트니 등 항공 관련 장비와 엔진 개발 분야에서도 최고의 기술력을 자랑하는 기업들이 미국의 항공우주산업을 뒷받침하고 있다. 이와 함께 회전익 분야에서도 시콜스키, 벨, 보잉 등 쟁쟁한 기업들이 기동/공격/정찰 헬기 개발 경험을 통해 세계 최고의 기술력을 보유하고 있다. 
이처럼 오랜 역사와 풍부한 개발경험, 그리고 지속적인 연구개발의 결과로 이들 기업들의 기술력은 세계 최고로 평가받고 있다. 가령 고정익 분야의 경우 체계종합기술, 체계운용개념, 구조설계, 항공전자, 엔진, 무장 분야 등 전 범위에 걸쳐 세계 최고의 기술을 보유하고 있으며 스텔스, 레이더 기술 등 일부 핵심분야는 국가적 차원의 철저한 기술통제 하에 기술유출도 막고 있다.
국방품질기술원이 발표한 「국방과학기술조사서」에 따르면 특히 미국을 중심으로 한 전투기 분야의 기술은 스텔스, 고기동성, 초음속 순항능력, 무장/전자전/센서 등의 통합화된 고성능 탑재장비, 고성능/경량화 구조 및 소재, 고기동성 구현 비행제어시스템, 추진기관 등의 기술을 기반으로 지속적으로 발전할 전망이다.
이 가운데 통합화된 고성능 탑재장비는 적 위협에 대한 자동탐지와 대응이 가능한 전자전능력, 통합전방시현시스템과 무장시스템과의 연동, AESA급 레이더 장착, 지상·공중 지휘소간 실시간 데이터링크 연동 등 생존성과 임무효과를 극대화하는 데 적용된다. 또한 경량화 구조 및 소재는 스텔스 및 고기동성과의 시너지 효과를 통해 전투효과와 생존성을 극대화하는 기술로 발전하고 있는 추세다. 회전익 분야는 기존 회전익의 성능향상을 위한 기체개량, 임무장비 및 추진기관 개선 등 회전익 자체에 대한 성능향상에 초점이 맞춰 있었다.
그러나 최근에는 회전익과 고정익의 장점을 혼합한 틸트로터, 고속비행이 가능한 동축반전 헬기 등 고속 장거리 운용이 가능한 회전익 개발로 기술이 발전하고 있다.
이와 함께 고효율 엔진, 생존성 향상을 위한 복합재, 작전수행 능력을 향상시킬 레이더 및 항법장비 기술과 기존 유인헬기의 무인화 기술 등도 지속적으로 개발되고 있다.

 

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보잉 AH-64E(사진 보잉)

 

 

미국 뒤를 쫓는 나라들

미국 못지않게 세계적인 항공우주기술을 보유하고 있는 곳이 유럽이다. 현재 상용기 분야에서는 미국과 쌍벽을 이루고 있고, 군용기 분야에서는 미국의 뒤를 바짝 쫓고 있다. 특히 영국과 프랑스는 유럽 내 다른 국가들과 비교해 앞선 기술력을 보유한 것으로 평가받는 국가로, 고정익과 무기 체계개발에 필요한 기술을 보유한 것은 물론 개발경험도 풍부하다. 이어 독일과 스웨덴, 이탈리아 등도 독자적인 고정익 개발 능력과 인프라를 보유하고 있다.
회전익 분야에서도 프랑스는 민수헬기 시장점유율 1위에 걸맞게 세계 최고의 군용헬기 기술을 보유하고 있으며, 영국은 전통적인 헬기개발 강국으로 엔진, 로터설계와 관련된 산업인프라가 세계 최고 수준이다. 아울러 독일, 이탈리아도 다양한 기동/공격 헬기 개발경험을 통해 높은 수준의 기술력을 확보하고 있다.  
유럽 역시 탄탄한 기술력을 보유한 기업들이 항공우주산업을 이끌고 있다. 여기에는 에어버스 그룹을 비롯해 닷소, 사브, 핀메카니카, 탈레스, 롤스로이스, 사프란 등 완제기에서부터 항공장비, 엔진에 이르기까지 세계 최고 수준의 기술력을 보유한 기업들이 자리 잡고 있다.
이 가운데 유럽 최대의 항공우주기업인 에어버스 그룹은 A320, A330, A380 등 좌석 수 100석 이상의 상용기 분야와 타이푼, A400M, A330 MRTT, CN235, CN295 등의 군용기 분야, NH90, 타이거, EC155, EC135 등 군용/민수용 헬기 분야, 그리고 우주발사체, 위성, 우주장비 등 우주 분야에서 세계 시장을 선도하고 있다.      
이웃국가인 일본과 중국도 높은 기술력을 보유하고 있다. 지난해 12월, 국방기술품질원이 발간한 「2015 국방과학기술 수준조사서」에 따르면, 우선 일본의 항공우주 기술 수준은 세계 7위. 현재 최고 선진국인 미국을 100으로 놓고 분석한 상대적 기술 수준이 85%로 세계 7위의 높은 수준을 유지하고 있다. 이는 과거 T-2, F-1 훈련기 개발에 이어 F-2 지원전투기 개발 사업을 통해 전투기 개발에 필요한 기술을 확보했으며, 최근 출고한 X-2 실험기에는 AESA 레이더, 초음속 순항 기술 등 첨단기술을 적용할 예정이어서 상당 수준의 기술력을 보유하고 있는 것으로 분석됐기 때문이다.
경제성장과 함께 지속적으로 성장하고 있는 중국의 항공우주 기술 수준은 미국 대비 88%로 세계 4위로 분석됐다.
특히 중국은 과거 러시아로부터 전투기 면허생산을 통해 기술력을 확보했지만, 최근 들어 현대화된 전투기인 J-10과 스텔스 전투기인 J-20, J-31 등을 속속 개발하면서 기술 수준이 빠른 속도로 발전하고 있다.

 

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닷소 라팔(사진 닷소)

 

 

우리나라 항공기술 어디까지 왔나?

이처럼 항공시장을 놓고 내로라하는 국가와 기업들이 한판 치열한 경쟁을 치르고 있는 가운데, 국내 항공분야 기술 수준도 관심을 받고 있다. 이에 대해 「2015 국방과학기술 수준조사서」에 따르면 우리나라의 고정익체계 기술력은 세계 11위. 미국 기술 수준 대비 75%인 것으로 분석돼 세계 11위에 해당하는 기술력을 보유한 것으로 평가됐다. 이는 지난 2012년, 기술 수준이 73%로 세계 13위에 평가됐던 것과 비교해 두 단계 상승했다. 수준조사서에 따르면 우리나라는 T-50, TA-50 등 T-50 계열 항공기 개발 등으로 고등훈련기 설계기술이 선진국 수준에 근접한 것으로 분석됐다. 또한, FA-50 공격기 개발 경험 등에 따른 체계종합기술은 전투기 개발이 가능할 정도로 선진국 수준에 근접한 것으로 분석됐다. 하지만 체계운용개념, 구조설계, 항공전자, 엔진, 무장 분야는 개발능력이 일부 미흡한 것으로 지적됐다.
회전익체계 기술력도 미국 대비 79%로 세계 10위를 차지했다. 이는 77%로 11위를 차지했던 2012년과 비교해 한 단계 뛰어올랐다. 이에 대한 배경으로 수준조사서는 기술협력을 통한 수리온 개발 성공과 무인헬기 분야에서의 틸트로터 기술 확보 등을 통해 일본, 중국 등 선진권 진입에 필요한 복합헬기 체계기술 일부를 보유했기 때문으로 평가했다.
무인기체계 기술력은 더 큰 폭으로 상승했다. 지난 2010년 우리나라 무인기체계 기술 수준은 76%였지만, 이번 수준조사에서는 85%로 향상된 것으로 분석됐다. 이에 대한 배경으로 우리나라가 중고도급 및 군단급 등 다양한 무인기를 개발하고 있으며, 체계통합기술에서부터 탑재장비까지 상당한 기술을 확보했기 때문이다. 특히 한국항공우주연구원이 주관하고 KAI가 참여했던 틸트로터형 고속/수직이착륙 무인기, 일명 ‘스마트 무인기’를 독자기술로 개발하면서 기체설계, 비행제어, 체계종합 기술을 확보한 것으로 분석됐다. 아울러 최근에는 무인기체계에 요구되는 저피탐, 터보팬엔진, 무인자율화 기술 등 핵심소요기술도 개발하고 있어 향후 기술 수준도 따라 향상될 것으로 보인다. 현재 국내 항공기술수준이 미국, 유럽, 중국 및 일본의 뒤를 쫓고 있지만, 다행히 국내에서도 국가연구기관 및 기업들을 중심으로 항공기술력 강화를 위한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다. 실제로 한국항공우주산업(KAI)은 보잉, 록히드마틴 등이 운영 중인 R&D 선행연구 제도를 지난 2007년부터 도입하여 미래형 항공기(PAV) 소요기술, 차세대 전투기(KF-X, UCAV) 개발기술, 수출형 항공기(T-50, KT-1, KUH) 개발기술, 무인기 개발기술, 차기 위성사업 소요기술, 군수지원체계 개발기술 및 선진사로부터의 기술독립과 기반기술확보를 위한 기술들을 확보하기 위해 2015년까지 129개 기술과제를 수행했다.

 

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T-50 제작(사진 월간항공)

 

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의미 있는 성과들

이러한 지속적인 연구개발 활동에 따라 의미 있는 성과도 거뒀다. 대표적인 성과 중 하나를 꼽는다면 바로 항공전자 소프트웨어 분야다. 알려진 것처럼 오늘날 전투기 기능의 대부분을 차지하는 것이 바로 항공전자 소프트웨어. 실제로 우리 공군이 1960년대 말에 도입했던 F-4 전투기의 경우, 전체 기능 중 항공전자 소프트웨어 비중이 8% 수준에 불과하지만, 향후 도입할 F-35 전투기의 경우 그 비중이 90%에 달한다.
물론 성능뿐이 아니다. 항공기 개발비와 기체가격에서도 항공전자 소프트웨어의 비중은 계속 늘고 있는 추세다. 항공업계에 따르면 최신 항공기를 기준으로 항공전자 소프트웨어가 차지하는 비중은 전체 개발비의 50%, 기체가격의 40%를 차지할 정도다. 아울러 항공전자 소프트웨어 발전 속도가 빨라지면서 항공기 성능개량 시 항공전자 소프트웨어의 중요성도 따라 증가하고 있다.
다행히 항공전자 소프트웨어 분야에서의 국내 기술력은 현재 세계 최고 수준으로 평가받고 있다. 이는 FA-50 등 국산 항공기 개발을 통해 항공전자 소프트웨어 부문의 핵심기술을 꾸준히 축적해 왔기 때문이다.
실제로 KAI의 경우 소프트웨어 품질 관련 국제공인 기준인 CMMI(Capability Maturity Model Integration) 평가에서 레벨 5를 이미 획득했다. 레벨 5는 전 세계 업체들 가운데서도 소수만 보유하고 있는 수준으로 록히드마틴, 보잉, BAE 시스템스 등 세계적 기업들이 레벨 5 수준을 유지하고 있다.

표-주요 항공체계업체별 CMMI 획득 현황.jpg

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 이러한 세계 최고 수준의 항공전자 소프트웨어 개발 및 관리 역량은 현재 추진 중인 KF-X 사업과 LAH/LCH 사업에도 중요한 요소인 만큼 향후 국산화 확대와 독자적인 성능개량에 큰 기반이 될 것으로 전망된다. 무인기 분야에 대한 성과도 주목할 만하다.
최근 군사작전에 무인기 활용이 확대되면서 국내에서도 군사용 무인기 수요가 증가하는 추세다. 현재 국내에서는 정찰용 무인기가 주로 운용되고 있지만, 향후 적 표적을 탐지하고 직접 타격하는 공격용 무인기 도입도 전망된다. 이에 대해 KAI는 지난 2008년부터 자체 선행연구를 통해 한국형 무인전투기(Korean Unmanned Combat Aerial Vehicle, K-UCAV) 연구를 시작해 축소모형에 대한 비행시험까지 마친 상태다.
특히 K-UCAV는 레이더 및 적외선에 대한 피탐지성을 낮춘 스텔스 특성을 비롯해 전투기급의 기동성을 갖춘 기존 무인기 임무뿐만 아니라 침투공격, 공중전을 포함한 대공제압과 같은 고위험도의 공대공/공대지 임무도 수행할 수 있다.
이처럼 지속적인 연구개발을 진행해 온 KAI는 지난 2014년부터 현재까지 KF-X 및 LAH/LCH 개발에 필요한 기술개발에 중점을 두는 한편, 미래 항공수요를 위한 연구개발을 추진 중이다.
올해까지 중점적으로 추진될 구체적 선행연구사업으로 스텔스, 전자전/무장통합, 정보융합, 내장형 훈련시스템, 항전체계통합 등 4대 핵심사업(F-X, KF-X, LAH/LCH, 해상작전헬기)에 대한 부족기술과 무인전투기 및 개인용 항공기(Personal Air Vehicle, PAV) 등 미래항공기 개발에 필요한 핵심기술 확보에 주력하고 있다. 이와 함께 민수완제기와 부품, 위성 기반기술 확보를 위한 연구도 추진 중이다.
KAI는 이들 선행연구를 기반으로 향후 KF-X 및 LAH/LCH 개발 등 대형 항공기 사업의 성공적 추진과 미래 항공기 개발에 필요한 기술확보를 지속적으로 추진할 계획이다.

 

 

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