KF-21 엔진 꿈꾼다···한화, 국산 항공엔진 독립 첫걸음

5500lbf급 터보팬·1400shp급 터보프롭 첫 공개2만4000lbf급 전투기 엔진 개발 로드맵 제시KF-21 성능개량형·차세대 전투기 적용 추진

5500파운드급 터보팬 엔진 시운전실 사진=한화에어로스페이스

국내에서 처음으로 장수명 항공엔진 시제가 모습을 드러냈다. 한국이 훈련기와 전투기, 무인기 개발 역량은 확보했지만 핵심 추진체계인 항공엔진은 해외 기술에 의존해왔다. 이번 시제 공개는 독자 항공엔진 시대를 향한 첫걸음이라는 평가가 나온다. 이번에 공개된 엔진은 무인기용이지만, 장기적으로는 차세대 전투기용 첨단 엔진 개발로 이어질 코어엔진 기술의 출발점이라는 의미를 갖는다.

한화에어로스페이스는 7일 경남 창원1사업장에서 국방과학연구소(ADD)와 공동 개발한 5500파운드(lbf)급 터보팬 엔진과 1400마력(shp)급 터보프롭 엔진 시제를 처음 공개하고 지상시험에 착수했다. 수천 시간 이상 운용할 수 있는 장수명 항공엔진 시제가 국내 기술로 개발돼 공개된 것은 이번이 처음이다.

이번 사업은 정부가 추진하고 ADD가 주관하는 국가 연구개발 사업이다. 한화에어로스페이스는 개발 주관 기업으로 참여해 설계와 제작, 시험까지 전 과정을 맡았다.

이번에 공개된 5500파운드급 터보팬 엔진은 전투기용이 아니라 향후 유무인 복합체계(MUM-T)에 투입될 차세대 무인기용이다. 하지만 업계는 이번 개발의 의미를 단순한 무인기 엔진 확보에 두지 않는다. 항공엔진의 핵심인 코어엔진 기술을 독자적으로 확보했다는 점에 더 큰 의미를 부여한다.

항공엔진은 압축기와 연소기, 고압터빈으로 이뤄진 코어엔진을 기반으로 추력을 단계적으로 높여 파생형을 개발하는 구조다. 한화에어로스페이스도 이번 5500파운드급 엔진을 시작으로 1만파운드급 터보팬 엔진을 개발하고, 장기적으로는 KF-21 성능개량형과 차세대 전투기 적용을 목표로 하는 2만4000파운드급 첨단 항공엔진 개발까지 추진한다는 로드맵을 제시했다.

현재 한국형 쌍발 전투기 KF-21에는 GE 에어로스페이스의 F414-400K 엔진(약 2만2000파운드)이, FA-50 단발 경공격기에는 F404-GE-102 엔진(약 1만7700파운드)이 각각 탑재된다. 이런 점에서 이번 5500파운드급 엔진은 전투기에 직접 적용되는 엔진이 아니라, 독자 전투기 엔진 개발을 위한 코어 기술 확보의 출발점으로 평가받는다.

항공엔진은 국내 방산업계가 오랫동안 해외에 의존해온 대표적인 핵심 기술이다. 전투기용 항공엔진을 독자 개발·생산할 수 있는 국가는 미국과 영국, 프랑스, 러시아, 중국 등 일부 국가에 불과하다.

해외 엔진은 미국 국제무기거래규정(ITAR)과 수출관리규정(EAR) 등의 적용을 받기 때문에 항공기 수출이나 성능 개량 과정에서도 제작국의 승인이 필요하다. 실제 스웨덴의 전투기 그리펜은 브라질 수출 과정에서 F414 계열 엔진 수출 승인 문제가 변수로 거론된 바 있다. 업계가 독자 항공엔진 확보를 '방산 수출의 마지막 퍼즐'로 꼽는 이유다.

1400마력 터보프롭엔진 사진=한화에어로스페이스

함께 공개된 1400마력급 터보프롭 엔진은 중고도 무인기용이다. 현재 국내 중고도 무인기에는 해외산 엔진이 적용되고 있지만, 국산 엔진을 확보하면 출력 성능을 높이는 동시에 수출 규제 부담도 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 시제 1호기 지상시험을 시작으로 비행시험을 거쳐 2030년대 초반 체계 적용이 추진된다.

한화에어로스페이스는 항공엔진 성능을 좌우하는 핵심 기술인 터빈입구온도(TIT)도 단계적으로 높여갈 계획이다. 현재 5500파운드급 엔진은 약 1600K 수준이며, 1만파운드급은 1700K, 최종 2만4000파운드급 첨단 항공엔진은 1900K 수준을 목표로 한다.

이번 시제 공개는 한화에어로스페이스가 항공엔진의 설계·제작·시험을 아우르는 전 주기 개발 역량을 확보하고 있음을 보여준다는 점에서도 의미가 있다. 회사는 1979년 공군 F-4 전투기용 J79 엔진 창정비를 시작으로 약 47년 동안 전투기와 훈련기, 헬기 등에 탑재되는 항공엔진의 생산과 정비(MRO) 역량을 축적해왔다.

앞으로는 핵심 소재 국산화와 AI 기반 디지털트윈 설계 플랫폼 구축에도 속도를 낼 계획이다. 양산 시점 기준 주요 소재 국산화율 85%를 목표로 하고 있으며, 항공엔진 연구인력도 현재 약 150명에서 410명 규모로 확대할 방침이다.

김선 한화에어로스페이스 항공사업부장은 "항공엔진은 기계공학의 꽃이라 불릴 만큼 가장 높은 기술력이 요구되는 분야"라며 "이번 개발을 계기로 무인기 엔진을 넘어 독자 첨단 항공엔진 기술 확보 기반을 마련해 나가겠다"고 말했다.