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우리는 왜 ‘전투기 엔진’을 못 만들까 [밀리터리 인사이드]

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입력 :ㅣ 수정 : 2022-09-25 13:30 밀리터리 인사이드 섹션 목록 확대 축소 인쇄

KF-21 보라매 국산화율 65%…이제 남은 건 ‘엔진’

아직 희망사항 ‘엔진 국산화’의 꿈
美 등 대형기업 독점시장…GE 58%
“퀀텀점프 없다” 단계적 개발만 가능
전문인력 육성 등 국가 주도 지원 필요
방위사업청은 19일 오후 4시 13분을 기해 첫 국산 전투기 KF-21 비행에 성공했다고 밝혔다. 첫 비행의 조종간은 공군 제52시험평가전대 소속 안준현 소령이 잡았다. 이날 KF-21 시제기는 오후 3시 40분 이륙해 4시 13분 착륙했다. 사진은 이날 KF-21 모습. 2022.7.19 방위사업청 제공
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▲ 방위사업청은 19일 오후 4시 13분을 기해 첫 국산 전투기 KF-21 비행에 성공했다고 밝혔다. 첫 비행의 조종간은 공군 제52시험평가전대 소속 안준현 소령이 잡았다. 이날 KF-21 시제기는 오후 3시 40분 이륙해 4시 13분 착륙했다. 사진은 이날 KF-21 모습. 2022.7.19 방위사업청 제공

KF-21 ‘보라매’의 부품 국산화율은 1호기 기준으로 65% 수준이라고 합니다. 레이더 기술의 국산화율은 89%에 이릅니다. AESA(능동형 전자주사식 위상배열) 레이더 기술은 어느 국가도 전수해주지 않으니 직접 개발할 수 밖에 없습니다.

2014년 배치된 첫 국산 전투기 FA-50 ‘파이팅 이글’의 국산화율은 60%였습니다. KF-21 기술 수준이 FA-50과 비교할 수 없을 정도로 높다는 점을 감안하면, 우리 항공기 개발 기술이 이제 ‘세계 최정상급’에 도달했다고 해도 과언이 아닐 정도입니다. 언론 찬사도 쏟아졌습니다.
그런데 단 한 가지 분야, ‘엔진’ 만큼은 우리가 독자 개발하지 못했습니다. KF-21에 탑재된 엔진은 제너럴 일렉트릭(GE)의 ‘F414-400K’입니다. FA-18 ‘슈퍼호넷’에 장착된 ‘F414-400’ 엔진을 보라매에 맞게 개조한 제품입니다. 물론 500만 시간이 넘는 비행시간으로 신뢰도가 높은 장점이 있지만, 사실상 첫 주력 전투기가 될 기체의 ‘심장’을 우리 손으로 만들지 못했다는 아쉬움이 있습니다.

●엔진 국산화율 39%…갈 길 멀다

KF-21 엔진 국산화율은 현재 39% 수준입니다. 핵심기술은 여전히 먼 나라 얘기입니다. FA-50도 GE의 직전 모델인 ‘F404-102’ 엔진을 썼습니다. ‘불가능이 없는 나라’ 한국은 왜 전투기 엔진을 못 만드는 걸까.
KF-21 보라매 이륙 모습. 공군 제공

▲ KF-21 보라매 이륙 모습. 공군 제공

25일 국방기술진흥연구소(국기연) 연구팀에 따르면 항공기 엔진 시장은 미국의 GE와 프랫&휘트니(P&W), 영국의 롤스로이스 등 3개사가 분할하고 있습니다. 특히 GE는 유럽 합작사(CFM 인터내셔널)까지 앞세워 세계시장 점유율이 58%에 이릅니다. 여러차례 전쟁을 거치면서 항공엔진을 국가 전략기술로 육성한 미국과 영국은 해외 기술 이전을 막는 방식으로 시장을 독과점 형태로 유지하고 있습니다.

우리 노력이 아예 없었던 건 아닙니다. 2020년부터 방위사업청은 5500lbf(파운드힘·추력 단위)급 엔진을 개발하고 있습니다. 1986년 도입돼 퇴역을 앞둔 KF-5E ‘제공호’(3250lbf)보다 조금 높고, 경공격기로 분류되는 FA-50(1만 1000lbf)의 절반 수준으로 선진국과 기술격차가 큽니다.
한국형 전투기 개발사업의 밑거름이 된 경공격기 FA-50의 이라크 수출버전 FA-50IQ가 이라크 상공을 날고 있다. 30년이라는 세계적으로 유례가 없는 짧은 기간에 우리는 초음속 전투기 수출국 반열에 올랐다. 이라크 공군 제공

▲ 한국형 전투기 개발사업의 밑거름이 된 경공격기 FA-50의 이라크 수출버전 FA-50IQ가 이라크 상공을 날고 있다. 30년이라는 세계적으로 유례가 없는 짧은 기간에 우리는 초음속 전투기 수출국 반열에 올랐다. 이라크 공군 제공

전문가들은 ‘퀀텀 점프는 없다’고 단언합니다. 정부가 1년 전 구성한 국방과학기술위원회가 고출력 엔진 개발 의지를 드러냈지만, 국기연 연구팀은 “막대한 예산 투입과 단계적 개발을 통한 기술 축적 없이 기술 수준을 갑자기 띄워올리는 건 어렵다”고 설명했습니다.

국내에서 항공기엔진을 개발하는 전문인력은 국방과학연구소와 한국항공우주연구원 등 정부기관 80여명, 민간기업인 한화에어로스페이스에 120여명 등 200여명에 불과합니다. ‘돈 먹는 하마’일 뿐인 영역에 투자할 기업은 많지 않습니다.

반면 GE 등의 기업에는 연구개발 인력이 1곳당 우리의 40~50배인 8000~1만명에 이릅니다. 한국에서 1년에 배출되는 석·박사급 인력은 30명 수준입니다. 정부가 대대적으로 육성하려고 해도 뒷받침할 인프라가 없습니다. 국가 역점 사업인 반도체 분야와 비교하면 눈에 띄이지도 않을 정도입니다.

●엔진 개발 인력 200명…답은 이미 있다

답은 이미 나와있습니다. 민간이 나서기 어려운 분야라면 국가 차원의 투자가 필요합니다. 엔진은 국가 안보와 직결된 분야입니다. 그럼 문제를 하나씩 점검해봐야 합니다.

현재 국내에 있는 항공엔진 고도 성능시험 설비는 주로 소형 위주라고 합니다. 중·대형 엔진을 개발하려고 해도 성능 시험조차 못 한다는 겁니다. 성능시험 전문인력도 없습니다. 이런 분야는 민간이 주도할 수 없습니다. 최대는 아니더라도 최소의 투자는 필요한 영역입니다.
테스트 파일럿이 FA-50 시험비행 중 기체를 점검하고 있다. FA-50 개발로 우리나라는 자체적으로 초음속 전투기를 생산·수출할 수 있는 항공 선진국에 도달했다. 한국항공우주산업(KAI) 제공

▲ 테스트 파일럿이 FA-50 시험비행 중 기체를 점검하고 있다. FA-50 개발로 우리나라는 자체적으로 초음속 전투기를 생산·수출할 수 있는 항공 선진국에 도달했다. 한국항공우주산업(KAI) 제공

첨단 엔진을 개발하는데 15년이 걸린다고 가정하면 2037년부터 9조 4000억원의 부가가치를 얻을 수 있을 것으로 추정됐습니다. 민간 항공엔진 시장 규모를 3000조원, 군수용 시장은 3조원으로 추정해 산출한 수치입니다. 우리가 터보팬 시장 점유율을 1% 정도 점유하기만 해도 큰 이익을 얻을 수 있다는 겁니다.

물론 기본 인프라를 갖추는데 천문학적인 비용이 들어갈 수 있습니다. 그러나 우크라이나 전쟁 이후 FA-50 수출이 이뤄지는 등 전투기 수요가 급증한 점을 감안하면 전투기 엔진에 대한 투자가 손해가 아니라는 점을 인식해야 합니다.

특히 이번 전쟁에서 성능을 십분 발휘한 ‘무인기 시장’이 폭발적으로 증가할 것으로 예상돼, 무인기 엔진 개발 전략이 필요합니다. 연구팀은 국내외 주력기의 추력이 1만 1000~1만 7000lbf인 점을 고려해 향후 1만 5000lbf급 무인기 엔진 개발이 필요하다고 봤습니다. 이 무인기 엔진을 바탕으로 2만 2000~4만lbf 추력의 고성능 유인기 엔진 개발로 확장해 나가야 한다는 겁니다.

●“1만 5000lbf급 엔진에서 시작해 확장”
공군특수비행팀 블랙이글스가 피라미드 에어쇼 2022에 참가해 이집트 카이로 인근 피라미드 상공을 비행하고 있다. 2022.8.4 공군 제공
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▲ 공군특수비행팀 블랙이글스가 피라미드 에어쇼 2022에 참가해 이집트 카이로 인근 피라미드 상공을 비행하고 있다. 2022.8.4 공군 제공

연구팀은 국방과학기술위원회가 컨트롤타워가 되고 방위사업청에는 실무조직인 ‘첨단 항공엔진 사업단’을 만드는 방안을 조언했습니다. 민·관·군 합동 ‘항공엔진협의체’를 구성해 전문인력 양성 전략을 수립하는 것도 필요하다고 합니다. 1차 목표로 해외 엔진 제조사 대비 20%, 즉 항공엔진 연구개발 인력을 800~1000명 수준으로 키우는 방안을 제시했습니다.

결국 가장 중요한 문제는 ‘돈’입니다. 고성능 첨단엔진을 개발하는데 얼마나 많은 예산을 투입해야 될 지 연구팀조차 구체적으로 제시하지 못했습니다. 그만큼 천문학적인 예산이 투입돼야 한다는 의미입니다. 일본이나 중국도 예산을 물 쏟아붓듯 투입하고 있습니다. 우리 정부의 의지가 필요한 시점입니다.

정현용 기자
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