국산 항공 엔진 개발을 위한 한화에어로스페이스와 두산에너빌리티의 도전

최근 대한민국 정부가 국산 항공 엔진 개발 프로젝트에 본격 착수하면서, 국내 항공 산업의 핵심 기업들이 주목받고 있습니다. 특히, 항공 엔진 개발에 출사표를 던진 한화에어로스페이스와 두산에너빌리티는 각자의 강점을 바탕으로 항공 엔진 국산화를 목표로 하고 있습니다.

한화에어로스페이스는 45년간 축적된 엔진 생산 경험을 바탕으로 독자적인 항공 엔진 개발에 나서고 있으며, 두산에너빌리티는 가스터빈 기술을 활용해 항공 엔진 개발 분야에 도전하고 있습니다. 이 두 기업은 대한민국 항공 기술의 자립을 이루기 위해 중요한 역할을 맡고 있으며, 그들의 도전은 대한민국 항공산업의 미래를 결정지을 중요한 이정표가 될 것입니다.

 

GE에어로스페이스의 F414 엔진

한화에어로스페이스: 45년간 축적된 경험을 바탕으로

한화에어로스페이스는 항공 엔진 생산에서 오랜 경험을 가지고 있습니다. 1979년부터 45년간 1만 대 이상의 엔진을 생산했으며, 현재도 공군의 주력 전투기 엔진을 라이선스 방식으로 생산하고 있습니다. 이 경험을 기반으로 한화에어로는 한국형 초음속 전투기 KF-21과 동급인 1만5000파운드(lbf)급 항공 엔진 개발에 나섰습니다. 이 프로젝트는 2030년 중후반까지 진행될 예정이며, 항공 엔진의 완전 국산화를 목표로 하고 있습니다.

 

항공 엔진 국산화는 군과 업계에서 지속적으로 제기된 요구입니다. 수입 엔진을 사용하면 유지·보수 비용이 증가하고, 수출에 제한이 발생하기 때문입니다. KF-21 전투기에도 미국의 GE 엔진이 탑재되지만, 한화에어로는 GE와의 파트너십을 통해 이러한 문제를 해결하고, 향후 독자 기술로 국산 엔진을 개발할 계획입니다.

 

한화에어로는 또한 해외 엔진 전문 업체와의 공동 개발 가능성을 열어두고 있습니다. 독자적으로 1만5000lbf급 엔진을 개발하려면 10년 이상의 시간이 소요될 수 있지만, 해외 파트너사와 협력할 경우 개발 기간을 단축할 수 있습니다. 이러한 파트너십을 통해 한화에어로는 개발 과정에서 더 큰 지분을 확보하는 방식을 고려하고 있습니다.

 

항공 엔진 제조의 초기: J79 엔진 정비부터 시작

한화에어로스페이스의 항공 엔진 분야에서의 첫 출발은 1979년 대한민국 공군이 운영하는 F-4 전투기의 J79 엔진 창정비(정비 후 다시 조립)였습니다. 이 프로젝트는 한화에어로스페이스가 군용 항공 엔진 정비 및 유지보수 분야에서의 경험을 쌓는 기초가 되었으며, 항공 엔진 생산 및 정비 분야에서의 기술력과 노하우를 축적하는 계기가 되었습니다.

 

이후 한화에어로스페이스는 공군 F-5 전투기 등 다른 전투기의 엔진 정비와 유지보수를 맡으며 기술적 역량을 확장시켜 왔습니다. 그 결과, 항공기 엔진의 다양한 분야에서 정비는 물론 엔진 유지보수 및 오버홀(MRO) 분야에서도 독보적인 전문성을 확보하게 되었습니다.

엔진 생산 확대와 라이선스 생산

1980년대 이후, 한화에어로스페이스는 단순한 정비를 넘어서 엔진 생산에 적극적으로 나섰습니다. 그 첫 발걸음은 주로 해외 엔진 제조사와의 라이선스 생산 방식이었으며, 미국의 **GE(제너럴 일렉트릭)**와 같은 글로벌 기업들과 협력해 공군 전투기 엔진의 생산을 담당했습니다.

 

예를 들어, 한화에어로스페이스는 GE의 F414-400K 엔진을 라이선스 방식으로 생산하여 KF-21 전투기에 탑재되는 엔진을 공급합니다. 이 과정에서 한화에어로스페이스는 조립과 생산을 담당하고 있지만, 설계와 같은 원천 기술은 GE에 의존하는 형태였습니다. 그러나 이러한 경험들은 한화에어로스페이스가 향후 독자적인 엔진 개발에 나서기 위한 중요한 토대가 되었습니다.

독자 기술 개발: 유도미사일 엔진과 APU 개발

한화에어로스페이스는 단순한 라이선스 생산에 그치지 않고, 독자적인 항공 엔진 기술 개발에도 집중해 왔습니다. 특히, 유도미사일 엔진과 보조동력장치(APU) 분야에서 두각을 나타내며 독자적인 기술력을 확립했습니다. 이를 통해 한화에어로스페이스는 총 1,800대 이상의 엔진을 자체 기술로 설계, 생산하는 데 성공했습니다.

 

유도미사일 엔진과 APU는 항공기뿐만 아니라, 다양한 군사 및 민간 분야에서도 중요한 역할을 하는 장치들입니다. 이러한 기술력을 확보함으로써 한화에어로스페이스는 항공기 엔진뿐만 아니라, 다양한 엔진 및 동력장치 부문에서도 그 기술적 범위를 넓혀가고 있습니다.

종합적인 엔진 기술 역량: 설계, 해석, 소재, 제조, 시험까지

한화에어로스페이스의 기술력은 단순히 생산과 조립에 그치지 않고, 엔진 설계, 해석, 소재 개발, 제조, 시험 및 인증 등 항공 엔진 개발의 전 과정을 포괄하고 있습니다. 이러한 종합적인 기술 역량은 항공기 엔진뿐만 아니라, 헬기, 선박, 그리고 유도미사일 엔진 등 다양한 분야의 엔진 개발 및 유지보수에 적용되고 있습니다.

 

특히, 5700대 이상의 항공기 엔진 유지보수 및 정비(MRO) 경험을 보유하고 있어, 엔진의 설계에서부터 제작, 사후 관리까지 전 과정에서 독보적인 경쟁력을 자랑하고 있습니다. 이는 한화에어로스페이스가 국내에서 유일하게 엔진 통합 관리 역량을 보유한 기업이라는 점을 입증합니다.

미래 비전: 1만5000파운드급 항공 엔진 개발

한화에어로스페이스는 이제 1만5000파운드(lbf)급 항공 엔진 개발이라는 중요한 목표에 도전하고 있습니다. 1만lbf 이상의 항공 엔진은 제트기 급으로 분류되며, KF-21 전투기의 엔진과 동급 수준의 고성능 엔진 개발을 목표로 하고 있습니다. 2030년 중후반까지 국산 항공 엔진을 개발하겠다는 비전은 단순한 엔진 생산 기업에서, 독자적인 항공 기술 개발을 주도하는 글로벌 경쟁 기업으로 성장하려는 한화에어로스페이스의 의지를 반영합니다.

외국 기업과의 협력 가능성: 개발 기간 단축

한화에어로스페이스는 1만5000파운드급 항공 엔진 개발을 성공적으로 마무리하기 위해 해외의 항공 엔진 전문 업체와의 공동 개발 가능성도 고려하고 있습니다. 현재 기술력만으로는 10년 이상이 소요될 것으로 예상되지만, 해외 업체와의 협력을 통해 개발 기간을 대폭 단축할 수 있다는 전략입니다. 이러한 협력 모델은 한화에어로스페이스가 더 큰 지분을 확보하는 형태로 진행될 전망이며, 이는 독자적인 기술력 확보와 빠른 개발을 동시에 이뤄내기 위한 중요한 전략적 선택이라 할 수 있습니다.

 

 

두산에너빌리티, 가스터빈

두산에너빌리티: 가스터빈 기술을 바탕으로 항공 엔진 개발

두산에너빌리티 역시 항공 엔진 개발에 뛰어들었습니다. 두산에너빌리티는 2013년부터 발전용 대형 가스터빈을 개발하기 시작해 2019년에 세계에서 5번째로 이 기술을 완성한 경험이 있습니다. 가스터빈과 항공 엔진의 작동 원리가 유사하다는 점을 활용하여, 두산은 가스터빈 기술을 항공 엔진 개발에 적용할 계획입니다.

 

두산에너빌리티는 국방과학연구소 주관의 1만lbf급 고고도 무인기용 엔진 개발 사업을 수행하고 있으며, 2027년까지 기본 설계를 완료할 예정입니다. 이를 통해 무인기 시장에 먼저 진입하고, 향후에는 유인기 엔진 제작까지 사업 영역을 확장할 계획입니다.

또한 두산에너빌리티는 한화에어로와 별도로 1만5000lbf급 엔진의 개념 설계 용역 사업에도 참여하고 있습니다. 이를 통해 한국의 항공 엔진 개발 역량을 한층 강화하고, 무인기 및 유인기 엔진 시장에서 중요한 역할을 수행할 전망입니다.

 

가스터빈 기술 개발의 역사: 세계 5번째 성공 사례

두산에너빌리티는 2013년부터 발전용 가스터빈을 독자적으로 개발하는 대형 프로젝트를 시작했습니다. 발전용 가스터빈은 전 세계적으로도 소수의 국가와 기업만이 개발할 수 있는 고난도 기술로, 두산에너빌리티는 2019년에 세계에서 5번째로 대형 가스터빈 개발을 성공시켰습니다. 이 성과는 대한민국이 에너지 자립도를 높이고, 글로벌 가스터빈 시장에 진출할 수 있는 발판을 마련한 중요한 성과로 평가받고 있습니다.

 

가스터빈은 발전소에서 전기를 생산하는 핵심 장비로, 공기를 압축해 연료를 태우고 그 열로 터빈을 돌려 전력을 생산하는 원리로 작동합니다. 이러한 가스터빈의 작동 원리와 구조는 항공기에 사용되는 터빈 엔진과 매우 유사합니다. 이를 바탕으로 두산에너빌리티는 축적된 가스터빈 기술을 항공 엔진 개발에 적용하려는 전략을 구체화하고 있습니다.

항공 엔진 개발 진출: 새로운 사업 목적 추가

두산에너빌리티는 2024년 3월 정기 주주총회에서 항공 엔진 제작을 공식적으로 사업 목적에 추가했습니다. 기존의 가스터빈 기술을 바탕으로, 항공 엔진 및 부품 개발, 제작, 정비까지 포괄하는 종합적 항공 엔진 사업에 진출하겠다는 포부를 밝힌 것입니다. 이로써 두산에너빌리티는 항공기용 엔진 개발과 관련된 다양한 분야에서 기술력을 축적하며 경쟁력을 강화하고 있습니다.

창원 사업장: 첨단 엔진 개발 인프라

두산에너빌리티는 창원 사업장에 항공 엔진 개발을 위한 다양한 설계, 제작, 시험 설비 인프라를 갖추고 있습니다. 이 인프라는 항공 엔진의 핵심 부품인 엔진 코어(core) 부품을 자체적으로 제작할 수 있는 능력을 포함하고 있습니다. 특히, 고온 부품 가공, 코팅, 열처리 등 복잡한 과정을 필요로 하는 항공 엔진 부품을 정밀하게 제작할 수 있는 기술력을 갖추고 있어, 해외 기업에 의존하지 않고도 독자적인 엔진 개발과 생산이 가능합니다.

 

이러한 인프라는 두산에너빌리티가 앞으로 추진할 항공 엔진 개발 프로젝트에 필수적인 기술적 기반을 제공합니다. 항공 엔진은 고온, 고압의 조건에서 작동하는 만큼, 고도의 기술력이 요구되는 터빈 베인, 블레이드 등의 부품 제작은 항공 엔진의 성능과 내구성에 결정적인 영향을 미칩니다. 두산에너빌리티는 이러한 핵심 부품들을 자체적으로 설계하고 제작함으로써 엔진 전반의 품질을 높이는 데 주력하고 있습니다.

1만lbf급 고고도 무인기 엔진 개발 사업 수주

두산에너빌리티는 국방과학연구소가 주관하는 1만lbf급 고고도 무인기용 엔진 개발 사업에 참여하여 핵심 과제를 수행 중입니다. 이 사업은 대한민국의 무인 항공기(UAV) 시장에서 중요한 역할을 할 차세대 엔진 개발을 목표로 하고 있으며, 두산에너빌리티는 그중에서도 엔진 레이아웃 설계 및 구성품 해석과 터빈 베인·블레이드 주조품 제작 및 후가공 같은 고난도의 과제를 맡고 있습니다.

이 프로젝트의 핵심은 무인기용 고성능 엔진의 개발입니다. 현재 무인 항공기는 군사 작전에서 중요한 역할을 하고 있으며, 향후에는 더욱 정교하고 강력한 엔진이 필요할 것으로 예상됩니다. 두산에너빌리티가 개발하는 1만lbf급 엔진은 이러한 무인기 기술의 발전에 중요한 기여를 할 것입니다. 또한, 이 기술이 성공적으로 완성되면, 두산에너빌리티는 무인기 엔진 시장에서의 경쟁력을 크게 강화할 수 있을 것입니다.

유무인 복합체계: 차세대 전투기 개발을 위한 역할

두산에너빌리티의 항공 엔진 개발은 무인기 엔진뿐만 아니라, 향후 유무인 복합체계를 위한 엔진 개발까지 염두에 두고 있습니다. 차세대 6세대 전투기는 1대의 유인기와 다수의 무인기가 편대를 이루는 형태로 발전할 것으로 예상되며, 이를 위해서는 유인기와 무인기 모두를 지원할 수 있는 고성능 엔진이 필요합니다.

 

두산에너빌리티는 이러한 차세대 항공기 개발의 일환으로, 정부가 추진하는 1만5000lbf급 엔진 개발에도 참여하고 있습니다. 이 엔진은 유인 전투기와 동급의 성능을 제공하면서도, 무인기를 위한 엔진으로도 활용될 수 있는 다목적 엔진으로 개발될 예정입니다. 이 과정에서 두산에너빌리티는 개념 설계와 세부 설계를 맡아 대한민국이 독자적인 항공기 엔진을 보유할 수 있는 길을 열어가고 있습니다.

발전용 가스터빈에서 항공용 엔진으로의 전환

두산에너빌리티의 가스터빈 기술은 발전용에서 항공용으로 전환하는 과정에서 상당한 기술적 이점을 제공합니다. 가스터빈은 항공 엔진과 마찬가지로 공기를 압축하여 연료를 태우고, 그 에너지로 터빈을 돌리는 방식으로 작동합니다. 두산에너빌리티는 이미 이 기술에서 높은 수준의 성과를 냈기 때문에, 항공 엔진 개발에서도 비교적 빠른 성과를 거둘 수 있을 것으로 기대됩니다.

특히, 고온 부품 처리 기술은 발전용 가스터빈에서 매우 중요한 요소였으며, 이 기술은 항공 엔진에서도 중요한 역할을 합니다. 두산에너빌리티는 발전용 가스터빈에서 축적한 이러한 경험을 통해 항공 엔진 개발을 더욱 신속하고 효율적으로 추진할 수 있는 기반을 마련했습니다.

 

결론: 국산 항공 엔진 개발의 시대를 열다

한화에어로스페이스와 두산에너빌리티의 항공 엔진 개발 도전은 대한민국이 항공 엔진 기술 자립을 향해 나아가는 데 중요한 이정표로 자리매김할 것입니다.

한화에어로스페이스는 오랜 엔진 생산 경험과 광범위한 유지보수 역량을 통해 항공 엔진 전 과정에서 통합적인 기술력을 확보하고 있습니다.

두산에너빌리티는 발전용 가스터빈 기술을 항공 엔진 개발로 확장하며, 무인기용 고성능 엔진 개발을 통해 차세대 항공기 기술에서도 경쟁력을 높여가고 있습니다. 이 두 기업의 성공적인 항공 엔진 개발은 대한민국의 항공 산업에 자립적 기술 기반을 제공할 뿐만 아니라, 글로벌 항공기 시장에서의 경쟁력을 크게 강화할 것입니다.