KAI, 헬기 완전 국산화 직접 나선다[르포 & 인터뷰]

• KAI, 헬기 전면 국산화 도전

• 수리온은 물론 소형 공격헬기 LAH도 국산화

• 동력전달장치 外 자동비행조종장치도 개발

• 조종사들 “UH-60보다 수리온이 편해”

• 군용 장비 제거하면 민수 헬기로도 활약 가능

• “한국형 헬기 개발, 선택이 아닌 필수”

• KF-21 보라매 등 전투기 개발에도 공들여

• KAEMS 통해 항공기 수리 사업에도 뛰어들어

경남 사천에 위치한 한국항공우주산업(KAI) 회전익 생산 공장. 근로자들이 수리온을 조립하고 있다. [KAI 제공]

한국항공우주산업(KAI)은 국내 최초 국산 헬기인 ‘수리온’의 전면 국산화에 도전하고 있다. 현재 수리온의 국산화율은 약 65% 수준. KAI는 2030년경까지 국산화율을 70% 후반부까지 올릴 계획이다.

순수 국산 기술만을 사용해 헬기를 개발하는 일은 쉽지 않다. 이는 국산 자동차 개발 과정과 비교해 보면 쉽게 알 수 있다. 한국이 처음 개발한 자동차는 현대자동차그룹이 1975년 독자 개발 및 양산에 성공한 ‘포니’다. 하지만 포니가 완전히 국내 기술만을 이용해 생산된 차량이라 보기는 어렵다. 기본 구조와 엔진, 구동부를 미쓰비시에서 들여와 개발한 차량이기 때문이다. 실제 국내 기술만을 바탕으로 생산된 첫 자동차는 1994년 출시된 액센트다. 기술 도입 생산 및 양산에서 단독 기술 개발까지 19년이 걸린 셈이다.

헬기 사업도 마찬가지다. 수리온을 자동차로 비유하자면 포니에 가깝다. 수리온은 유로콥터(현 에어버스 헬리콥터스(AH))의 AS532쿠거의 설계와 기술을 제공받아 개발한 헬기다. 2012년 체계 개발에는 성공했으나 아직 순수 국내 기술로만 만든 헬기라 보기는 어렵다. KAI는 개발 이후 국산화를 진행하며 차츰 국산화율을 높일 계획이다. 동시에 KAI가 개발한 소형 무장헬기인 LAH(Light Armed Helicopter)도 국산화를 진행하고 있다.

헬기 국산화, 엔진동력전달장치부터 시작

군용헬기는 군 장비를 떼어내면 민수용으로도 사용이 가능하다. KAI는 군용헬기를 시작으로 민수용 헬기사업에 진출하고 있다. 경찰청과 소방청, 산림청은 수리온을 기반으로 개조한 헬기를 이미 운용하고 있다. LAH에서 무장을 전부 제거한 헬기 LCH도 민수용으로 판매될 계획이다. 이외에도 전투·훈련기 개발 및 항공기 수리 등 다양한 분야를 앞세워 아시아 최고의 항공 기업이 되겠다는 게 KAI의 포부. 이를 직접 확인하기 위해 9월 7일 KAI의 공장이 위치한 경남 사천을 찾았다.

사천공항에서 나오자마자 가장 먼저 보이는 것은 사진 촬영 금지 팻말이었다. 사천공항은 제3훈련비행단과 활주로를 같이 사용한다. 군사시설에 가깝기 때문에 사진 촬영이 금지돼 있다. 제3훈련비행단은 군용기 조종사 교육기관이라 다량의 훈련기와 이를 고칠 수 있는 수리업체가 필요하다. KAI는 국내 항공기 개발 및 해외에서 들여온 군용 항공기 재개발 및 수리를 맡고 있다. 게다가 공군 훈련기인 KT-1과 T-50이 KAI에서 생산된다. 제3훈련비행단에서 사용하는 비행기를 KAI에서 고치거나 살 수 있다. 이외에도 KAI는 신형 전투기인 KF-21(보라매) 개발과 T-50에 무장을 탑재한 경공격기 FA-50을 생산한다.



고정익 외에 KAI는 최근 헬기 개발에 박차를 가하고 있다. KAI는 군용헬기인 수리온, LAH를 개발·생산하고 있다. 이 두 헬기를 전면 국산화하는 것이 KAI의 목표다. 일단 KAI는 엔진동력전달장치부터 국산화할 계획이다. 동력전달장치는 이름대로 엔진의 동력을 회전하는 헬기 날개에 전달하는 부품이다. 엔진과 함께 헬기를 구성하는 핵심 부품 중 하나다.

특히 수리온은 동력 문제로 수년간 지탄을 받아왔다. 수리온은 UH-60과 동일한 엔진을 사용하지만 출력은 UH-60에 미치지 못한다. 이는 수리온이 UH-60보다 작은 헬기인 AS532쿠거를 원형으로 설계됐기 때문이다. 동력전달장치도 AS532쿠거와 같은 부품을 쓰고 있다. 대형 자동차 엔진에 중형 자동차 동력전달장치를 쓰고 있는 셈이다. 당연히 제 출력을 낼 수 없다.

KAI, 직접 발 벗고 국산화 나서

KAI 관계자는 “수리온에 맞는 동력전달장치를 개발해 출력을 높일 계획”이라고 설명했다.

사실 수리온의 동력전달장치 국산화 시도는 이번이 처음이 아니다. 2007년 11월 방위사업청(이하 방사청)은 KAI가 제출한 ‘동력전달장치 국산화 계획서’에 대해 최종 승인 결정을 내렸다. 계획서에 따르면 KAI는 기술이전을 통해 2012년까지 동력전달장치 중 주 기어박스를 제외한 중간/꼬리 기어박스, 주변장치 등을 국산화할 예정이었다. 기술이전을 해줄 업체는 AH(AIRBUS Helicopter). 기술이전을 받아 부품 개발을 맡은 업체는 KAI가 아닌 SNT중공업이었다.

하지만 이는 실패로 돌아갔다. 기술이전이 제대로 이뤄지지 않았기 때문. KAI는 실패를 타산지석 삼아 다시 국산화에 도전한다. 이번에는 주 기어박스를 포함한 동력전달장치 전부(주 기어박스, 중간/꼬리 기어박스, 주변장치 등)를 국산화할 계획이다. 기술 개발에도 KAI가 직접 참여한다. 기술 개발 방식도 바꾼다. 기술이전이 아니라 해외 유수의 항공업체들과 협력해 직접 국산 동력전달장치를 개발하기로 한 것.

KAI는 이탈리아 항공기 업체 AVIO를 개발 파트너로 선정해 공동개발팀을 꾸렸다. 추가로 기어박스의 기술적 완성도를 높이기 위해 해외 헬리콥터 회사에서 다년간 기어박스 개발을 주도한 전문가를 채용했다. KAI 관계자는 “전부 경력 30년 이상의 전문가들”이라며 “이외에도 국내의 자동차, 풍력 발전소 등 기어박스 개발을 경험해 본 사람들을 채용해 연구진을 보충하고 있다”고 밝혔다.

KAI는 동력전달장치 국산화 개발에 사활을 걸었다. 개발비로 약 792억 원을 투자하기로 결정했다. KAI의 지난해 영업이익은 1395억2400만 원. 한 해 영업이익의 절반가량을 투자해 국산 동력전달장치 개발에 나선 것이다.

헬기 운용하려면 국산화 필수

일각에서는 KAI의 헬기 국산화를 비판하기도 한다. 굳이 국산화를 고집해 고액의 개발 비용을 들여 헬기를 개발하는 것보다 이미 시중에 나와 있는 유명 회사의 기종을 사오는 편이 낫다는 지적이다.

하지만 군 관계자들은 “가능하다면 군용 장비는 국산화하는 편이 무조건 유리하다”고 입을 모은다. 이는 정비의 용이성 때문이다. 항공정비업계 관계자는 “헬기는 일정 비행시간을 넘기면 반드시 창(廠) 정비(Overhaul·정비창에서 분해수리)를 받아야 한다. 이 과정에서 엔진과 동력전달장치도 분해 후 재정비하게 되는데, 핵심 기술이 없으니 이 정비를 국내에서 할 수 없다”고 설명했다. 그는 또 “설사 국내에서 정비를 할 수 있다 해도, 동력전달장치를 만든 업체가 ‘기술 비밀 유지’를 이유로 이를 막는 경우가 많다. 어쩔 수 없이 해외로 정비를 보내야 하는데, 이렇게 정비를 보내면 6개월~1년이 지나야 돌아오는 경우도 허다하다”고 밝혔다.

군 관계자는 “군용헬기의 경우 해외 정비 원천업체의 즉각적인 지원이 어려워 1~2년의 창 정비 기간이 소요된다”며 “국산화가 된다면 국내에서 창 정비를 할 수 있어 헬기 운용이 더 자유로워진다”고 말했다. KAI 관계자도 “국산화에 성공한다면 창 정비 주기가 확연히 단축되고, 정비 기간이 단축되는 만큼 가동률은 높아진다”고 설명하며 “국내에서 생산·정비를 하니 헬기 유지비도 대폭 줄어든다”고 밝혔다.

현재 수리온 한 대의 창 정비 비용은 연간 17억 원. 국산화에 성공한다면 정비 빈도와 부품에 드는 비용이 줄어든다. KAI 측의 발표에 따르면 정비비는 약 80% 감소할 것으로 보인다.

KAI가 개발한 소형 무장헬기 LAH (Light Armed Helicopter)가 무장발사 시험을 치르고 있다. [KAI 제공]

LAH 무장 탑재로 수리온 다시 날아오른다

KAI는 수리온에 국산 자동비행조종장치도 넣을 예정이다. 자동비행조종장치는 조종사 없이도 항공기를 운행하는 장비는 아니다. 항공기가 한 쪽으로 기울지 않게 안정시키고, 고도 유지 등을 돕는 역할을 한다. 최근에는 상승, 하강, 이·착륙까지 돕는 장비도 개발됐다. 현재 수리온은 자동비행조종장치가 일부 탑재돼 있다. 하지만 이 역시 국산화가 되지 않아 국내에서는 정비가 어렵다. KAI는 자동비행조종장치도 국산화해 수리온에 장착하는 것이 목표다.

자동비행조종장치는 이름과 달리 조종 보조장치에 가까우나, 이 장비가 도입된 항공기와 그렇지 않은 항공기의 기능 차이는 크다. 군 출신의 헬기 조종사는 “군용헬기는 단순 이동 외에 수송·공격 등 다양한 임무를 수행한다”며 “특히 헬기는 호버링(공중에 뜬 채 정지해 있는 상태)을 한 상태에서 임무를 수행하는 경우가 많은데, (호버링이) 고난도의 조종 기술이라 이를 보조해준다면 그만큼 임무 수행에 도움이 된다고 볼 수 있다”고 말했다.

LAH에도 자동비행조종장치가 탑재돼 있다. KAI 측 설명에 따르면 버튼 하나만 누르면 호버링이 가능한 수준이다. 이 헬기는 AH와 KAI가 공동 개발한 기체로 AH의 H155 헬기를 기반으로 개발됐다. 2020년 12월 11일 방사청의 ‘잠정 전투용 적합 판정’을 받았다. 잠정 전투용 적합 판정은 무기체계 연구개발 종료 전 최초 양산 착수를 위한 중간 의사결정 절차다. 이 판정을 받은 뒤에는 후속 시험평가를 통해 전투용 적합 여부를 최종 판정하게 된다. KAI는 후속 시험평가를 마친 뒤 전투용 적합판정을 획득, 2022년 말에는 개발을 완료할 예정이다.

LAH의 자동비행조종장치에는 무장을 자동으로 제어할 수 있는 장비도 추가돼 있다. 표적을 지정하면 그 위치로 자동으로 기체와 무장의 방향을 틀어주는 장비다. 이외에도 통합헬멧시현장치(HMD·Helmet Mounted Display)가 설치돼 정·부조종사 간 상대방 시선 공유가 가능하다. 사실상 사각지대가 없어지는 셈이다. 즉각적인 사격 표적 공유도 가능하다. 김진수 KAI 수석조종사(예비역 중령)는 “LAH의 강점은 기동성이다. 대형 헬기보다 출력은 떨어질지 몰라도 나머지 생존이나 무장, 통신은 세계 최고 수준”이라고 소개했다.

KAI는 헬기 국산화를 통해 쌓은 기술력을 이용해 수리온과 LAH를 다양한 방식으로 개조할 계획이다. 수리온을 해상 운용이 가능하도록 개조한 ‘마린온’이라는 헬기가 있다. KAI는 마린온에 LAH의 무장체계 및 운용 시스템을 탑재하는 방식으로 개조, 해병대 상륙공격헬기와 해군 소해헬기를 개발할 생각이다.

상륙공격헬기는 상륙 병력이 탑승한 기동 헬기를 호위하고 지상과 공중의 적을 타격하는 임무를 맡은 헬기다. 소해헬기는 함정의 해상교통로 확보를 위해 해상이나 수중에 설치된 기뢰를 조기에 탐색해 안전하게 제거하는 헬기다. 소해헬기 개발에 성공한다면 한국은 미국과 일본에 이어 세계 3번째 소해헬기 보유국이 된다.

KAI는 헬기 국산화 및 자동화 기술을 바탕으로 차세대 기동헬기 개발도 넘보고 있다. 현존 헬기 대비 속도와 항속거리 및 작전반경이 2배에 달하는 고성능 헬기를 만들겠다는 심산이다.

KAI가 생산하는 한국형 차세대 전투기 KF-21의 시제기의 내구성 시험을 하고 있다. A350 날개 부품을 생산하는 스마트팩토리의 통제실. 통제실 인원만으로 공장을 가동할 수 있다. 한국항공서비스(KAEMS)의 민항기 정비동. 국내 중소형 항공사들의 항공기가 이곳에서 정비를 받는다(왼쪽부터). [KAI 제공]

전투기 개발, 항공기 정비에도 최선 다해

KAI는 전투기 생산 및 개발에도 최선을 다하고 있다. 한국과 인도네시아가 공동 개발하고 KAI가 생산하는 신형 전투기 KF-21 보라매(이하 KF-21)는 올해 4월 시제기 출고에 성공했다. 내년 중순 초도비행으로 비행 성능을 검증하게 된다. KAI 사천 공장에서는 시제기 중 5호기가 최종 조립되는 현장을 볼 수 있었다. 일부 시제기는 ‘지상시험 및 전기체 정적시험’에 돌입해 있었다. 지상시험과 전기체 정적시험은 항공기가 비행하기 전 구조적으로 문제가 없는지 확인하는 작업이다. 이를 통해 지상에서의 진동, 비행 시 기체가 받는 하중, 기체의 내구성 등 다양한 부분이 설계에 맞는 기능을 하고 있는지 면밀히 검증한다.

KF-21의 주요 생산공정에는 최첨단 자동화 장비가 적용돼 있었다. KAI 관계자는 “(자동화를 통해) 품질 정확성 및 작업 효율성을 획기적으로 개선했다”며 “기존 생산공정과는 확연하게 차별화되는 자동화 공정은 초정밀 가공뿐만 아니라 주요 조립 구조물 자동 위치 보정, 물류 자동 이송도 가능하다”고 설명했다. 설명대로 대부분의 공정은 자동화돼 있었다. KF-21 생산 담당자는 “양산 단계에서는 자동화 비율을 더 끌어올려 향후 수출 경쟁력까지 확보하는 계획으로 준비 진행 중”이라 밝혔다.

KAI는 민항기인 A350 계열의 주 날개 부품도 생산·납품하고 있다. 부품 생산 공장은 2008년부터 전면 자동화 시스템을 도입, 현재는 스마트팩토리로 운영 중이다. 이 공장에서 사람이 하는 일은 공정 확인 정도다. 제품 검수 및 관리도 로봇과 인공지능을 이용해 하고 있다. 최종적으로는 사람이 없이도 공장이 가동되게 하는 것이 목표다.

KAI의 항공정비(MRO·Maintenance Repair Overhaul) 계열사인 한국항공서비스(KAEMS)도 순항 중이었다. KAI는 2018년 항공정비 부서를 분리 독립시켜 KAEMS를 설립했다. KAEMS는 수리온 계열의 헬기 및 군용기 전반의 수리·개발은 물론 민항기도 수리하고 있다. 박원 KAEMS 운영실장 겸 상무는 “신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 항공산업 전반이 타격을 받아 최근 실적은 자랑할 수준이 아니다. 하지만 코로나19가 종식돼 민간 항공사의 비행기가 자주 날게 된다면 실적은 금방 좋아질 것”이라며 “KAI가 개발한 항공기는 전부 KAEMS에서 수리를 맡고 있다. KAI가 더 많은 항공기를 개발하는 데 성공한다면 그에 따라 KAEMS도 아시아 MRO 산업의 중심 기업으로 성장할 수 있을 것”이라 밝혔다.

#KAI #완전 국산화 #수리온 #신동아

배기홍 한국항공우주산업 상무
“차세대 헬기 개발 계획 이미 확립…국산화 꼭 필요”

● 2040년 순수 한국 기술 차세대 헬기 개발 목표
● 군용헬기 국산화, 차세대 헬기 개발 발판
● 자동비행조종장치, 드론과 헬기 동시 운용 가능
● 어렵다고 국산화 포기하면 방위산업 성장 못 해

“헬기 부품 국산화는 물론 이미 차세대 헬기 개발까지 계획은 다 서 있다.”

배기홍 한국항공우주산업(KAI) 회전익사업그룹 상무의 말이다. 차세대 헬기는 방위산업 최전선을 달리는 미국에서도 이제 막 개발에 착수한 기술이다. 차세대 헬기는 현존하는 군용헬기에 비해 약 2배 빠르고 항속거리가 길어 작전 반경도 넓은 헬기로 알려져 있다. 현존 헬기 부품 국산화 연구에 돌입한 한국에는 시기상조인 것처럼 보인다.

하지만 9월 7일 경남 사천의 KAI 회전익 공장에서 만난 KAI 임직원들은 “군용헬기 국산화에 성공해야만 차세대 헬기 개발도 가능하다”고 자신감을 보였다. 이들은 “‘수리온’과 ‘LAH’를 개발하며 쌓은 경험과 교훈을 바탕으로 지금과는 다른 방식의 개발을 진행할 것”이라 밝혔다.

순수 한국형 차세대 헬기 개발 착수

[KAI 제공]

배 상무는 “수리온과 LAH는 모두 에어버스헬리콥터(AH)의 원형기를 도입한 뒤 이를 고쳐가는 방식으로 개발했다. 그러다 보니 헬기를 만들 수는 있지만 헬기를 구성하는 핵심 기술을 확보하기는 어려웠다”며 “차세대 헬기는 원형기 도입 대신에 핵심 기술을 먼저 확보할 계획”이라 밝혔다.

KAI는 머지않은 시점에 산학연 협업을 통해 차세대 헬기의 핵심 기술을 하나씩 확보, 이를 이용해 차세대 헬기 부품을 개발할 계획이다. 이렇게 모인 기술과 부품을 활용해 2040년경에는 온전히 한국 기술로 만든 차세대 헬기를 완성할 계획이다. 아래는 배 상무와의 일문일답.

- 아직 수리온과 LAH의 엔진동력전달장치(이하 동력전달장치)도 국산화 개발 중이다. 차세대 헬기 개발은 시기상조가 아닐까?

“수리온의 동력전달장치 국산화에 성공한다면 차세대 헬기 개발도 가능하다고 본다. 헬기의 동력전달장치 개발은 어려운 기술이다. 세계적으로도 시콜스키, 록히드마틴, 벨 등 3곳 외에는 관련 특허가 없다. 즉, KAI가 이 기술을 습득한다면 앞서 3개 업체 만큼의 기술력을 확보했다고도 볼 수 있다.”

국산화 멈추면 방위산업도 멈춘다

KAI가 개발한 군용헬기 수리온. KAI는 수리온을 시작으로 헬기 국산화 사업을 시작할 계획이다. [KAI 제공]

- KAI는 자동비행조종장치도 국산화할 예정이다. 이것도 차세대 헬기 개발과 관련이 있나?

“그렇다. 헬기를 자동 제어하는 장치도 차세대 헬기의 필수 조건 중 하나다.”

배 상무는 “차세대 헬기 개발 외에도 자동비행조종장치 국산화가 필요한 이유가 있다”고 설명했다. 그는 “헬기에 드론을 태워 헬기와 드론을 동시에 전개하는 유무인 복합(MUMT·Man-Unmanned Teaming) 시스템 도입을 고려하면 자동비행조종장치 국산화는 필수다. 이 장치가 있어야 드론과 헬기가 동시에 날 수 있다”고 말했다.

- 일각에서는 국산화를 포기하고 해외 헬기를 사서 쓰자는 주장도 한다.

“해외로 군용헬기 수리를 보내는 데 엄청난 외화가 지출되고 있다. 국산화에 성공해 헬기를 국내에서 수리한다면 이를 전부 국내 방위산업계 발전에 사용할 수 있다. 장기적인 관점에서 보자면 국산화가 이득이다.”