연구팀이 회전익기 동력전달장치 부품을 살펴보고 있다.[한국기계연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 그동안 전량 해외 수입에 의존해왔던 차세대 회전익기 핵심부품 국산화에 성공했다.

한국기계연구원 가상공학플랫폼연구본부 산업기계DX연구실 이한민 실장 연구팀은 차세대 회전익기 동력전달장치의 4대 핵심부품인 클러치, 기어, 하우징, 베어링에 대한 원천기술을 국내 최초로 개발했다고 22일 밝혔다.

회전익기는 고정익과 달리 회전하는 날개(로터)를 통해 양력을 발생시키며, 수직 이착륙이 가능하고 단거리 및 저속 비행에 유리하다. 헬리콥터와 틸트로터가 대표적이다.

동력전달장치는 회전익기 엔진의 동력을 로터(프로펠러처럼 도는 날개)에 전달하는 핵심 장치로 고속화·경량화라는 까다로운 기술적 요구 수준을 충족해야 한다. 연구팀은 4대 핵심부품 각각에 대한 독자적인 설계·해석 기술을 개발하고 시제품 제작 및 시험평가를 통해 시험 검증을 완료했다.

먼저 클러치 분야에서는 요소부품 및 시스템 설계·해석 기술을 개발하고, 건식·습식 마찰재의 내열성, 저손실, 저마모 성능을 향상시키기 위한 원천기술을 확보했다.

기어 분야에서는 고속화·경량화 구현을 위한 몸체 형상 설계·해석 기술과 하이브리드 다이나믹 해석 기술을 개발했다. 독자적인 설계 프로세스를 기반으로 해외 선진 사례인 SAFRAN Arriel 2 수준에 준하는 경량화 기어를 제작, 준정적시험을 통해 기술 검증을 완료하였다.

차세대 회전익기 동력전달장치용 4대 핵심부품.[한국기계연구원 제공]

하우징 분야에서는 위상최적화 및 통합해석 기술을 개발하고, 3D 프린팅 제작을 위한 공정 해석 및 최적화 기술을 확보했다.

베어링 분야에서는 형상 설계·해석 기술과 더불어 강화학습 기반 설계 최적화 기술 및 CFD 기반 동력손실 해석 기술을 개발했다.

이로써 그동안 국내에 부재했던 설계·해석·최적화에 이르는 독자적 프로세스를 구축하고 4대 핵심부품 각각에 대한 자체 설계 역량을 갖추게 됐다. 각 부품의 시제품을 제작하고 정적시험·내구시험·수명시험·효율시험 등의 시험평가를 수행하여 개발 기술의 유효성을 입증했으며 향후 핵심부품 국내 개발 시 즉시 활용 가능한 설계·해석 프로세스와 검증 데이터도 확보하게 됐다.

이한민 실장은 “해외 기술에 종속되어 있던 항공용 동력전달장치 분야에서 독자적인 기술 자립 기반을 마련한 것은 국방 기술 안보 강화에 중요한 의미가 있다”며 “향후 차세대 회전익기 실용화 단계에서 이 기술이 적극 활용될 수 있도록 지속적인 연구개발과 산·학·연 협력을 이어가겠다”고 밝혔다.