[미디어펜=박규빈 기자]대한항공이 글로벌 항공업계의 움직임에 맞춰 탄소중립정책에 따라 변화하고 있다.
특히 대한항공의 방위 사업을 담당하고 있는 항공우주사업본부는 고 기능성 탄소 복합재를 활용한 스텔스 무기 개발 노력을 경주하고 있다.
29일 대한항공 항공우주사업본부에 따르면 2021년 전체 30억2000만 달러(한화 약 4조 3050억1000만 원)였던 전세계 탄소 섬유 시장은 2031년에는 72억1000만 달러(한화 약 10조2778억5500만 원)으로 138.74% 증가할 것으로 전망된다.
탄소 섬유 시장 전망치./자료=대한항공 항공우주사업본부 제공
같은 기간 항공·우주산업 분야에서는 10억5000만 달러(한화 약 1조4967억7500만 원)에서 42억2000만 달러(6조156억1000만 원)로 301.9% 확대될 것으로 보인다. 전체 시장의 증가율보다 2.176배나 높은 성장세를 보이는 셈이다.
특히 항공용 탄소 산업 시장은 다방면으로의 탄소 발생량 감축 노력에 힘 입어 연 평균 14%씩 성장할 것으로 예상된다. 지난해 항공 탄소 섬유재 시장은 8억4000만 달러(한화 약 1조1974억2000만 원)였으나 2031년에는 34억8000만 달러(한화 약 4조9607억4000만 원)로 314.29% 늘어날 것으로 보인다.
전체 항공 시장 규모는 2021년 5243억 달러(한화 약 747조3896억5000만 원)에서 2030년 9281억 달러(한화 약 1323조65억5000만 원)로 77.02% 커질 것이라는 예상치와 비교해도 항공과 우주를 포함한 탄소 관련 시장은 폭발적인 성장세를 예고하고 있는 셈이다.
저피탐 무인 편대기 KUS-LW(Korean Air UAV System-Loyal Wingman) 모형./사진=미디어펜 박규빈 기자
항공 산업에서의 복합재 기술은 저피탐(스텔스) 등 고 기능성·생산성에 방점이 찍혀있다. 이와 관련해 대한항공은 스텔스 무인기(UCAV) 연구·개발 과정에서 고강도·고강성·경량화에 주안점을 두고 고 기능성 복합재를 적용했다고 밝혔다.
박정우 대한항공 항공우주사업본부장은 지난 26일 탄소 소재 산업 전시회 '카본 코리아 2022(Carbon Korea 2022)'에서 "스텔스기는 광대역 전파·고내열 전파 흡수 구조(RAS)와 주파수 선택 투과 레이돔을 갖추고 있어야 한다"며 "이를 위해서는 부품 일체화·탈 오토클레이브·생산 자동화 시스템과 같은 3대 요소가 받쳐줘야 한다"고 전했다.
저피탐 무인 편대기 KUS-LW에 적용된 적층 탄소 나노 튜브(CNT, Carbon nanotube) 단면./사진=대한항공 항공우주사업본부 제공
실제 대한항공 항공우주사업본부는 스텔스 무인 편대기 KUS-LW(Korean Air UAV System-Loyal Wingman) 형상 설계 과정에서 각종 소재에 집중했다.
기체 하부에는 경량화를 도모함과 동시에 얇은 전파 흡수가 가능하도록 광대역 전파 흡수 다기능 비 전도성 복합재인 탄소 나노 튜브(CNT)를 적용했고 주익에는 낙뢰 보호·광대역 전파 흡수가 가능한 소재를 사용했다. 이를 통해 기체가 가벼워지면 체공 시간이 늘어나고, 작전 반경이 넓어지는 효과를 거둘 수 있다.
미익 부분에는 적외선 신호 감소 구조와 소재를, 추력 강화 장치인 애프터 버너 주변부에는 세라믹 기반 전파 흡수 구조를 채택했다. 스텔스 레이돔에는 전파 손실률이 낮은 복합재를 채용했다.
박 본부장은 "기능성 복합재에 바탕한 광대역, 배기구에 의한 전파 산란 강도 감소 목적의 고내열 전파 흡수 구조를 갖추면 비행체의 생존성이 향상된다"며 "주파수 선택막(FSS)이 적용된 스텔스 레이돔으로는 송신 신호 투과·탐지 레이더 신호 반사 특성을 구현해낸다"고 전했다.
저피탐 유·무인 편대 렌더링 이미지./사진=대한항공 커뮤니케이션실 제공
대한항공 항공우주사업본부의 스텔스 관련 사업은 이번이 처음은 아니다. 지난 2010년부터 국방과학연구소(국과연)와 함께 국내 최초로 저피탐 무인기를 공동 개발해 무미익 시험 비행에 성공한 바 있다.
지난해에는 국방기술진흥연구소의 '광대역 저피탐 UAV 기체 구조 기술 연구' 과제를 수주해 진화된 스텔스 기술을 개발하는 등 저피탐 무인기 관련 핵심 기술을 확보해 나가고 있다.
또 지난 8월12일에는 국과연의 저피탐 무인 편대기 개발 과제에서 대한항공은 압도적인 기술 점수 차이로 해당 사업 우선 협상 대상자로 선정됐다. 이는 신 무기 체계 개발을 위한 국과연의 '미래 도전 국방 기술 과제' 중 하나로 진행되는 것으로, 국내에서는 최초 개발되는 기술이다.
대한항공 항공우주사업본부는 저피탐 무인 편대기와 유인기가 동시에 임무를 수행하는 복합 체계로 개발할 계획이다. 유인기 1대가 무인기가 3~4대와 편대를 이뤄 유인기를 지원·호위하는 역할을 수행함과 동시에 감시 정찰·전자파 교란·정밀 타격 등 독자적인 자율 임무도 수행하게 된다.
대한항공 관계자는 "지난 20여 년간 무인기 개발 사업으로 확보한 역량을 바탕으로 저피탐 무인기를 활용한 △유·무인 복합 체계 △군집 제어 △자율 임무 수행 등 차세대 핵심 기술을 확보해 국내 스텔스 무인기 개발을 주도해 나갈 계획"이라고 전했다.
이어 "국과연 주관 '다목적 스텔스 무인기 개발' 사업에도 적극 참여하겠다"며 "국방부 업무 보고에 제시된 'AI 기반의 유·무인 복합 체계 시범 부대'와 저피탐 유무인 편대기 운영 가능성 검토에 협력하는 등 우리 군의 미래 첨단 무기 체계 개발과 국방력 강화에도 적극 이바지 하겠다"고 설명했다.
[미디어펜=박규빈 기자]