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녹색국방기술 8선 <3> 초소형 터보제트 엔진(MTJ-150) -뭐니뭐니해도 결론은 엔진이라고 군사

녹색국방기술 8선 <3> 초소형 터보제트 엔진(MTJ-150)
연료소모율 낮춘 초소형 고성능 엔진
김병륜 기자 lyuen@dema.mil.kr
MTJ-150 초소형엔진.

 1973년 4차 중동전에서 이스라엘군 기만용 무인기의 활약, 2003년 걸프전에서 미군 감시정찰용 무인기(UAV)의 활약으로 각종 무인 비행체에 대한 관심이 그 어느 때보다 높다.

 이처럼 감시ㆍ정찰과 신속 공격이 가능한 무인기 체계나 각종 유도무기 체계의 핵심적인 기술이 바로 소형 제트엔진이다. 이런 장비에서 엔진은 고속비행을 가능케 하는 비행 추진력을 만들고, 동시에 탑재 발전기를 이용해 전력을 생성, 비행체 탑재장비에 전원을 공급하는 핵심 역할을 한다.

 이런 추세에 따라 초소형 고성능 터보제트엔진이 반드시 필요하다는 것을 절감한 방위사업청과 국방과학연구소는 삼성테크윈과 함께 2006년 초소형 터보제트엔진 MTJ-150 개발에 착수했다. 함대함 유도무기 ‘해성’ 엔진의 개발 경험과 기술을 가진 국방과학연구소는 미국 TJ-120엔진을 능가하는 군용 초소형 터보제트엔진 개발을 목표로 설정했다.

 높은 엔진 요구성능 만족을 위해 무인기 엔진 분야 선진국인 이스라엘과의 협력 가능성을 타진했으나 추력 150파운드포스(lbf), 엔진직경 요구조건 185㎜ 이내라는 조건을 4년이라는 단 기간 내에 만족시키는 것은 거의 불가능하다는 답변을 듣기도 했다. 이렇게 도전적인 목표에 대해 우려도 많았으나 연구 관계자들은 합심해 ‘할 수 있다’는 신념으로 개발을 수행했다.

 목표 달성을 위해 마라톤 회의를 통한 수많은 논쟁을 거친 후에야 비로소 성능규격을 만족하면서 콤팩트한 엔진 설계를 완료했다. 또 난이도가 훨씬 높은 기술개발과 시험평가를 수행했고, 동시에 원가 절감노력도 병행했다.

 드디어 2008년 9월 말 장시간의 준비 및 수차례의 시도 끝에 새벽녘에 시제 1호기 엔진의 지상점화에 성공했다. 그 결과 사류형 압축기, 초소형 슬링거 연소기, 저가형 펄스폭 변조(PWM : Pulse Width Modulation) 방식 연료제어 시스템, 연료 자체를 이용한 윤활시스템, 저전압 발전기 등 거의 모든 세부기술 분야에 있어 국내 최초 개발이라는 성과를 달성했다. 또 해당 신기술 관련 특허 5건도 국내외에 출원 중이다.

 MTJ-150은 현존하는 동급 엔진 중 최고의 성능을 낼 수 있도록 설계됐다. 직경 185㎜, 무게 17㎏은 동급 엔진 중 가장 작고 가볍다. 이에 반해 추력은 150lbf로 가장 높은 수준이다. 연료 소모율도 매우 낮다. 즉, 적은 연료로 가장 멀리 비행하면서도 가장 높은 추진력을 갖고 있다. 3만피트의 고(高)고도, 영하 32도의 저온에서도 시동과 운용이 가능하면서 5시간 이상의 내구 성능을 만족한다.

 기존 연료시스템과 동일한 성능을 내면서도 가격은 10분의 1일로 줄인 PWM 방식 연료시스템, 윤활유 대신 연료를 베어링 윤활에 사용한 시스템 등은 정비 부담을 줄이면서 원가도 절감할 수 있는 국내 신기술이다.

또 발전기 회전 수를 엔진회전 수로 감지해 엔진을 제어하는 기술 등 센서의 수량까지 줄이기 위한 뼈를 깎는 노력을 통해 마침내 세계 초 일류급의 엔진이 탄생했다.

 이렇게 개발된 초소형 터보제트엔진은 기만기, 표적기, 대공망 제압용 유도무기 등 상대적으로 작은 추력을 사용하는 모든 무인 비행체계에 적용이 가능하다. 무인비행체의 속성상 작은 엔진 크기와 높은 추력 그리고 낮은 연료 소모율을 요구하기 때문이다.

 이와 더불어 저속과 고속에서도 추진 효율이 높은 프로펠러를 장착한 터보프롭형 엔진을 개발한다면, 감시ㆍ정찰을 위한 장시간 체공능력과 필요시 신속한 목표물 타격능력을 갖춘 명품 무인기와 소형 유도무기까지 개발이 가능하다. 최근 들어 민간에서도 활용되는 무인기의 추진기관으로 여러 민수용 터보제트엔진들이 나오고 있으나, 성능 측면에서 MTJ-150이 독보적이다.

 이처럼 세계 최정상급의 엔진을 성공적으로 개발했으나, 아직까지 무인기나 유도무기와 같은 우리 엔진을 적용할 무기체계 소요가 확정되지 않아 양산과 추가적인 기술개발이 어려운 실정이다. 무기체계의 특성상 자국에서의 채택 여부가 수출에 결정적인 영향을 미치므로 앞으로 관련 무기체계 소요 제기와 개발, 파생 모델 개발을 위한 추가 예산 확보가 필요하다는 목소리도 높다.
출처)국방일보
#이런 기술을 사장되며 안되죠,
이런 기술을 베이스로 큰 규모의 엔진으로 발전 해야 하는데 주저 앉으면 안되죠

덧글

  • 프랑켄 2010/05/27 19:05 # 답글

    사장되기에는 너무 아까운 기술이군요.
  • 두발로 2012/07/02 00:14 # 삭제 답글

    이제 크기만 좀 더 대형화 해 나가면, 되겠네요. 전혀 기술이 안되는 줄 알았더니, 그게 아니었구만요. 정부의 전폭적인 지원이 필요한데, 인식들이 부족해서, ..
  • 두발로 2012/08/21 02:13 # 삭제 답글

    그란디 말입니다. 왜 큰 것은 못만드나요 ? 초소형 엔진이라도, 들어갈 기술은 다들어가지 않았나요 ? 다 똑같은 기술이 적용될 터인데, .... 어떤 각도에서 보면, 실은 작게 만드는 것이 더 정밀함이 요구되는 기술이지요. 그렇다고, 삼성(테크윈)이 돈이 없어서 못 만들리는 없을 터이고, .... 이상한 일이네, ...

    머, 듣자하니까, 압축기,터보팬 등을 만드는 기술이 안된다고 하드만, ... 티타늄을 떡 주무르듯이 주무르는 기술이 좀 안되나 보네요. 그기 그렇게 어려운가 ?
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