한화에어로스페이스, 민·군 겸용 4500파운드급 항공엔진 개발 착수… 2029년 목표

우주항공청 무인기 엔진 국산화 국책 과제
협동전투무인기·소형 비즈니스 제트기 엔진 목표
발전기 일체형으로 동급 엔진보다 전력↑·무게↓
4500lbf 엔진 발판 삼아 항공엔진 시장 선점 추진

한화에어로스페이스가 공급하는 F414 엔진. 한화에어로스페이스 제공

한화에어로스페이스는 우주항공청과 함께 미래 항공 전장 핵심 전력인 무인기용 항공엔진 개발에 착수한다고 26일 밝혔다. 민관협력을 바탕으로 오는 2029년까지 민수용으로 확장 가능한 4500파운드(lbf)급 무인기 엔진을 국내 기술로 개발한다는 목표다. 국내에서 민·군 겸용 항공엔진을 개발하는 것은 이번이 처음이다. 군의 경우 유인 전투기와 함께 다양한 임무를 수행하는 협동전투무인기(CCA, Collaborative Combat Aircraft) 체계 확보를 목표로 한다.

이번 사업은 한화에어로스페이스가 주관 기업을 맡고 항우연 등 연구기관과 대학, 강소기업들이 함께 협력하는 기업 상생 국책 과제 일환으로 추진된다고 한다. 새로운 항공엔진은 국내 최초로 시동과 발전기를 외장형이 아닌 엔진 회전축에 장착하는 형태로 개발된다. 특히 동급 엔진보다 높은 전기 출력을 안정적으로 공급하고 발전기 내장 설계로 무게도 상대적으로 가벼운 것이 특징이라고 한화에어로스페이스 측은 설명했다.

한화에어로스페이스 F414 엔진 시운전 테스트. 한화에어로스페이스 제공

4500lbf급 추력은 단순 계산으로 약 2톤~2.5톤 무게를 수직으로 들어 올릴 수 있는 힘이라고 한다. 쌍발(2기)로 장착하면 최대 이륙중량 약 10~13톤 규모 항공기를 띄울 수 있는 수준이다. 해당 추력 범위는 10인승 안팎 소형 여객기(비즈니스 제트기)나 고성능 무인기 등에 적합한 것으로 전해진다. 체급으로 구분하면 소형 무인기나 미사일이 1000lbf 이하, CCA와 비즈니스 제트기는 3000~5500lbf, T-50 골든이글과 FA-50 경전투기(F404 엔진) 등은 1만lbf~1만3000lbf 수준이다. F414 쌍발 엔진이 적용된 KF-21을 비롯해 F-15, F-35 등 주력 전투기는 추력 범위가 최소 1만7000lbf에서 4만lbf 이상이다. 보잉과 에어버스 등 여객기는 5만lbf에서 11만lbf 이상에 해당한다.

한화에어로스페이스 관계자는 “해당 엔진은 전력을 필요로 하는 무인기에 최적화된 엔진으로 볼 수 있다”며 “유인 전투기와 임무를 수행하는 CCA는 인공지능(AI)을 기반으로 작전 운용에 필요한 연산뿐 아니라 레이더와 전자전, 센서 운용 등에 많은 양의 전력이 필요하기 때문에 안정적인 엔진 전력 생산 능력이 핵심 기술 요소”라고 전했다.

또한 새롭게 개발하는 엔진은 민·군 겸용을 고려해 ‘고(高)바이패스(bypass)’ 터보팬 엔진으로 만들어질 예정이라고 한다. 엔진 내 공기 흐름을 연료 효율이 높은 방향으로 맞춘 엔진으로 향후 소형 비즈니스 제트기 등 다양한 민수 항공기용으로도 활용이 가능할 것으로 기대하고 있다. 추력 범위도 비즈니스 제트기 등에 적합한 수준이다.

협동전투무인기(CCA) 개념도(록히드마틴 벡티스). 록히드마틴 제공

한화에어로스페이스, 글로벌 무인기·항공기 엔진 시장 선점 전략

한화에어로스페이스는 4500lbf급 항공기 엔진 개발을 성공적으로 완수한 후 CCA를 비롯한 글로벌 무인기 시장 선점에 나선다는 전략이다. 업계에서는 미국을 중심으로 CCA 도입이 본격화됨에 따라 오는 2040년대에는 전 세계적으로 3000대 넘는 CCA가 운용될 것으로 전망하고 있다.

특히 최근 중동 및 동유럽 지역 국제정세 불안 속에서 빠른 개발 속도와 가성비가 글로벌 방산시장에서 핵심 경쟁력으로 부상하고 있는 만큼 한화에어로스페이스는 그동안 쌓은 첨단 제조 기술력을 앞세워 시장에 대응한다는 방침이다. 여기에 무인기 엔진 수출 활성화를 발판 삼아 국내 항공우주 생태계 전반의 외연 확장을 꾀한다는 복안이다.

한화에어로스페이스가 개발 중인 1400마력 터보프롭 항공엔진. 한화에어로스페이스 제공

한화에어로스페이스의 경우 이번 4500lbf급 터보팬 엔진을 비롯해 높은 기동성에 초점을 맞춘 ‘저피탐 무인 편대기용’ 5500lbf급 저(低)바이패스 터보팬 엔진, ‘중고도무인기(MUAV)용’ 1400마력급 터보프롭 엔진 등 다양한 무인기 엔진을 정부와 함께 국내 기술로 개발하고 있다. ‘스텔스 무인기용’ 1만lbf급 터보팬 엔진 핵심기술 개발에도 참여 중이다. 이와 관련해 한화에어로스페이스는 무인기 체계 및 엔진 개발, 시험 및 양산시설 구축 등에 7500억 원을 투자하겠다고 밝힌 바 있다.

박희호 한화에어로스페이스 항공사업부 CTO는 “글로벌 무인기 엔진 시장은 아직 시장 지형이 굳어지지 않은 초기 단계인 만큼 선제적인 기술 확보로 대한민국 군의 무인기 전력 강화에 기여하고 글로벌 시장에서 선도 기업으로 도약할 수 있도록 최선을 다할 것”이라고 말했다.

김민범 기자 mbkim@donga.com