음속돌파굉음과함께불뿜는푸른불꽃‘45년노하우’한화에어로항공엔진산실
TA-50·정조대왕함엔진등45년간1800대독자기술개발6세대전투기엔진개발도추진
지난 12일 한화에어로스페이스의경남 창원1사업장. 시운전실문이열리자1만번째엔진인 ‘F404’ 엔진이2만2000파운드의 최대 출력을 뿜어내며최종연소시험을진행하고있었다.
비행기가 음속을 돌파할 때 생기는 굉음인 소닉붐과 함께엔진 뒤쪽에서뿜어져나오는 푸른 화염은 입을다물지못하게했다.
성공적으로 테스트를 마친 F404엔진은 출고 후 공군 전술입문훈련기인 TA-50에 장착될 예정이다. 이곳의 테스트셀을 설계하는 데는 약300억원이 투입됐다. 소음을 70데시벨(㏈) 아래로낮추기위해테스트셀의벽두께는2m로 설계됐다.
24시간 장비가 가동 중인이곳에서는 출력과 온도, 진동, 소음 등이집중적으로 점검된다. 통상 3일 동안테스트를진행한다.
시운전실한쪽에는이라크에서정비를맡기기위해입고된F404엔진이우뚝 세워져 있었다. 최근 이라크뿐아니라동남아를중심으로도유지·보수·정비(MRO)요청이이어지고있다.
한화에어로 관계자는 “현재 30종이상의 가스터빈을 창정비 하고 있다”며 “열을 많이 받는 터빈 쪽에서정비가많이발생하며연소기의정비비용의 경우 105억~110억원”이라고설명했다.
창원1사업장은 국내에서 유일하게 엔진 설계부터 소재 및 제조, MRO까지통합역량을 보유했다. 단일업체로서 시운전 설비를 가장 많이보유한 곳이기도 하다. 이를 기반으로개발한항공엔진생산대수는1만대에 이르렀고 5700대의 MRO를진행했다.
1979년 한화에어로스페이스가 최초로 생산한 항공엔진 모델인 공군
F4 전투기용 J79 엔진부터최초의국산 초음속 전투기인 KF-21 보라매에 탑재되는 F414 엔진까지 45년간1800대 이상의 엔진을 독자기술로개발하는데성공했다.
엔진조립동에서는 해군의 첫8200톤급 이지스구축함인정조대왕함엔진제작이한창이었다. 소재확보부터 가공까지 엔진 제조기간은총3년 걸린다.
엔진부품 신공장은 사람보다 로봇이더많았다. 무인운반로봇(AGV)은 원자재에 입력된 고유번호에 따라 제품을 공정으로 분주히 옮기고있었다.
정밀로봇은사람 2명을 대신해형광침투와 용접, 열처리를 진행하고있었다. 자체 개발 시스템을 기반으로 실시간 장비가동 여부를 모니터링할수있고 22도의온도유지를하고있다.
과전력 문제가 발생하거나 제품별 측정결과 값에 문제가 발생하면엔지니어에게알람을 준다. 미국에서도착한 원자재는 40여개 조립 공정을 거쳐야 하는데자동화기술을 통해가공시간을30%단축할수 있다.
이같은 자동화 시스템은 미국 제너럴일렉트릭(GE) 관계자들이‘꿈꾸던 공장’이라고 극찬한 기술이기도하다.
바쁘게 돌아가는 공장이었지만기름냄새는 전혀 나지 않았다. 절삭유와칩찌꺼기들을지하컨베이어벨트를 통해 운반해 따로 분리배출하거나재활용을하고있다.
한화에어로는 KF-21 엔진과동급수준인 1만5000파운드급 첨단항공엔진을독자개발해글로벌항공엔진시장을 공략하고 나아가 인공지능(AI), 유무인복합운용등이요구되는6세대 전투기엔진개발도 추진한다는전략이다.
현재독자 전투기엔진기술을 가진 국가는 미국, 영국, 프랑스, 러시아, 우크라이나,중국6개국 뿐이다.
소재 개발과 시험인증 인프라, 터빈제조 기술력확보가 관건이다. 소재의경우미국이공급업체를지정하기때문에개발을 하더라도 시장 확보가 어렵다. 2000도의 고온을 견디는 금속재료, 냉각기술이 필요한데이를 위한 소재를 개발하는 데 5~7년이소요된다.
이를 위해서는 각종 악조건 속에서테스트를 진행할 수 있는 설비가필요한데설비마다 5000만~6000만원규모의투자가필요하다.
이광민한화에어로 항공사업부장은 “첨단엔진 만들 때 64종의 소재가 필요하며 현재 7개의 소재 개발중”이라며 “45년간 쌓아온 기술력과인프라, 정부 및 협력사들과의 협업을 통해 반드시 첨단항공엔진 개발을이뤄낼것”이라고 말했다.