[단독] 대한항공 스텔스 무인기 ‘심장’ 한화 국산 엔진, 내년 1월 시험 돌입

국방과학硏, 엔진 추진계통 지상환경 검증·평가 내년초 돌입
시제기 우크라이나산, 양산형은 국산…K-스텔스 엔진 교체
엔진자립 국가과제 인식, ITAR 등 엔진 족쇄 풀고 수출 기회

대한항공의 '저피탐(스텔스) 무인 편대기'에 탑재될 한화에어로스페이스의 국산 엔진이 내년 1월 실제 지상 환경에서 검증·평가하는 시험 절차에 들어간다.

이는 국산 엔진이 현재 시제기에 달린 우크라이나산 제품과 같은 추력을 갖추게 되며, 한화에어로스페이스는 국방과학연구소(ADD, 이하 국과연)와 우리군의 요구 성능에 입각해 높은 기계적 신뢰도를 지닌 제품을 양산하게 된다는 것을 의미한다.

4일 본지 취재 종합 결과, 국과연은 대한항공 항공우주사업본부가 개발한 저피탐 무인 편대기(LOWUS:Low Observable Wingman UAV System)에 탑재될 한화에어로스페이스 엔진에 대한 추진 계통 지상시험을 당장 내년 1월 중 시작할 것으로 확인됐다. 해당 엔진 시제품 공개 시점은 2026년 상반기이고, 생산 대수는 비공개 대상이다.

업계 사정에 정통한 복수의 익명 관계자들은 “현재 대한항공의 저피탐 무인 편대기는 우크라이나제 터보팬 엔진으로 시험 비행 중인데, 한화에어로스페이스가 제작한 5500파운드급 엔진으로 교체하게 될 것"이라고 말했다.

현재 기술 실증 시제기에 탑재된 엔진은 우크라이나 자포리아 소재 이브첸코-프로그레스(Ivchenko-Progress)에서 만든 'AI-222'로 파악됐다. 이는 러시아 야코블레프 Yak-130과 중국 훈련기 홍두 JL-10용으로 제작됐다. 모듈식 설계가 특징인 이 엔진은 '전권 디지털 엔진 제어(FADEC, Full Authority Digital Engine Control)' 시스템을 갖추고 있고, 기본형인 AI-222-25는 약 2500kgf(5511.55lbf)의 추력을 낼 수 있다.

AI-222 엔진의 기술적 사양은 저피탐 무인 편대기의 임무를 명확히 보여준다. AI-222 계열 엔진은 바이패스비(Bypass Ratio)가 1.19:1로 낮은 터보팬 엔진이다. 이는 단순 고고도를 순항하는 고(高) 바이패스비의 정찰용 드론이 아니라 KF-21 보라매 전투기와 함께 기동하며 높은 아음속(high-subsonic)으로 비행하는 '윙맨'의 고성능 전투 임무를 전제로 설계됐음을 시사한다.

국과연과 한화에어로스페이스는 향후 저피탐 무인 편대기에 국산 기술로 제작한 5500파운드급 엔진을 장착하기 위한 시험 개발을 진행하고, 저피탐 무인 편대기의 양산 시점인 오는 2030년대 중반보다 앞서 개발을 완료한다는 방침이다.

내년 1월 지상시험 일정에 앞서 방위사업청과 한화에어로스페이스는 지난 10월 17일부터 24일까지 열린 '서울 국제 항공우주 및 방위산업 전시회(ADEX 2025)'에서 이 5500파운드급 엔진의 모형을 공개한 바 있다. 이는 국산 엔진 프로그램이 구체적인 일정에 따라 차질 없이 진행되고 있음을 보여주는 동시에 미래 국방 핵심 전략자산으로 부상할 저피탐 무인 편대기 시제기가 우크라이나산 엔진으로 시험하지만 실제 양산 단계에는 국산 제품을 사용한다는 계획을 내포한 셈이다.

한편, 우크라이나는 옛 소련 시절의 항공우주 생산설비 중 3분의 1 가량을 보유하고 있어 여전히 이 분야의 강국으로 평가받는다. 실제 우크라이나는 △안토노프(Antonov) 항공기 △제니트(Zenit) △사이클론(Cyclone) 등 다양한 우주 발사체를 개발해본 이력이 있다. 그러나 러시아와의 전쟁으로 인해 국가 존립의 위기를 맞고 있다. 때문에 저피탐 무인 편대기의 심장과도 같은 엔진을 고강도 분쟁 국가인 우크라이나에 의존하면 공급망 차질이 우려된다는 지적이 제기됐다.

그럼에도 우크라이나산 이브첸코-프로그레스의 엔진을 채택했던 배경에 대해 국과연 측은 “아직까지 국내에서 개발이 완료된 터보팬 엔진이 없어 '엔진 선정 위원회'를 구성해 추려낸 결과"라는 입장을 내놨다.

또한, 시제기의 성공적인 시험과는 별개로 양산 모델의 계획은 이미 확정돼 있었던 만큼 변경이 아닌 처음부터 설계된 장기 계획의 이행이라는 설명이다.

엔진 국산화는 러시아-우크라이나 전쟁으로 인한 지정학적 공급망 불안을 원천 차단하고, 미국의 국제 무기 거래 규정(ITAR)과 같은 '엔진 족쇄'에서 벗어나 K-방산 수출 경쟁력을 확보하기 위한 필수적인 전략적 결정이다. 때문에 우리나라가 유·무인 복합 체계(MUM-T)의 핵심인 스텔스 무인기 플랫폼과 동력원 모두를 완벽히 국산화하는 방산 주권 확보의 결정적 이정표가 될 전망이다.

국산화가 필수적인 또 다른 이유는 저피탐 무인 편대기의 핵심 운용 교리 때문이다. 저피탐 무인 편대기는 KF-21 보라매 전투기를 호위하는 '로열 윙맨(Loyal Wingman)'으로, 유인기 대신 위험에 노출되는 소모 가능한 자산으로 운용된다. 일각에서는 대당 가격을 70만달러(약 9억원) 수준으로 낮추는 것을 목표로 한다는 분석도 나온다. 이러한 '벌떼(Swarm)' 내지 '모자이크전(Mosaic Warfare)' 개념은 값비싼 외산 엔진에 의존해서는 구현이 불가능해 오직 저렴한 국산 엔진 대량 생산을 통해서만 실현할 수 있다.

이승열 국과연 연구원은 “우리는 현재 대한항공의 저피탐 무인 편대기에 장착돼 있는 엔진과 동급의 터보팬 엔진을 개발을 주관하고 있다"며 “이 엔진 개발 완료 시 향후 체계 개발에서 동력원으로서 적용하게 될 것"이라고 밝혔다.

이와 관련, 한화에어로스페이스는 국과연과 함께 2013년부터 1531억원을 투입해 5500파운드급 국산 터보팬 엔진의 코어팬·고압 압축기·연소기 등 관련 핵심 기술을 개발해왔다. 군용 엔진은 일정 시간 운용 후 정비가 필수적인데, 1회 정비 후 1000시간 이상을 사용할 수 있는 경우 '장수명'이라고 부르며 이는 국산 엔진의 핵심 차별점이다.

특히 이번 5500파운드급 엔진은 한화에어로스페이스가 추진하는 더 큰 '엔진 국산화 포트폴리오' 전략의 '첨병'으로 평가된다.

한화에어로스페이스는 5500파운드급 외에도 중고도 무인기용 1400마력급 터보 프롭과 대형 무인기·무인 전투(UCAV)용 1만파운드급 터보팬 ·블록 3단계 KF-21 전투기용 1만6000파운드급 첨단 항공 엔진까지 개발을 추진 중이다. 이는 향후 한국항공우주산업(KAI)이나 대한항공이 개발할 모든 미래 항공 플랫폼의 심장을 국산화하겠다는 수직 계열화 전략의 일환이다.

시제기에 사용된 우크라이나의 상용 엔진 과 달리 한화에어로스페이스의 엔진은 처음부터 군의 엄격한 작전 요구도(ROC, Requirement Of Capability)와 장기적인 유지·보수 효율성을 충족하도록 개발되고 있다.

저피탐 무인 편대기에 통합된 탑재 장비들을 지상에서 통합하는 지상 시험은 엔진 흡입구·엔진 환기·진동 성능을 확인하는 것이 주목적이다. 이것은 항공기 개발에서 중요한 단계로, 단순 엔진 작동 수준을 넘어 △항공기 시스템과의 연동 상태 △추진 계통 신뢰성·안정성 △향후 비행 시험을 위한 감항 인증까지 검증하는 과정이다.

이는 2021년 저피탐 무인 편대기 체계 개발 착수 당시 또 다른 거대 기술 변수인 엔진을 배제하고 대한항공이 스텔스 기체 형상·자율 비행 시스템 등 플랫폼 자체의 개발에만 집중할 수 있도록 한 합리적인 '병렬 개발' 접근법이었다.

앞서 방위사업청·국과연·대한항공 항공우주사업본부는 지난 2월 1호기 출고식을 갖고 각 계통별 기능 점검과 지상 진동·온도·전자기 시험을 수행한 바 있다. 국과연은 일차적으로 정상적인 엔진 시동과 정지, 안정적인 출력을 확인하고 나아가 엔진 출력·연료 소모율·온도·진동과 같은 매개 변수(파라미터)들이 예상 범위 내에서 운영되는지와 항공기 제어 신호가 정상 작동 여부 등을 면밀히 검증하고 있다고 전했다.

개발 현황과 향후 계획에 대해 이승열 연구원은 “(현재 시제기는) 구조 연성·체계 통합·활주·비행 시험 단계에 진입할 예정"이라고 했다.

박규빈 기자 kevinpark@ekn.kr