본문 바로가기

고정익기

차세대 항공 핵심기술로 미래 항공 산업 주도

항공

항공 산업 발전을 위한 첨단 항공기 개발

항공 산업은 기술 집약형 산업으로, 컴퓨터, 정밀 기계, 통신전자 및 신소재 등 첨단기술이 응용되고 타 산업으로의 파급 효과가 큰 기술 선도형 산업이다. 한국항공우주연구원은 고부가가치 창출이 가능한 항공 산업 발전을 이끌어내기 위해 기술 수준 향상과 독자 기술개발 기반 구축에 주력하고 있다. 한국항공우주연구원은 국내 기술로 4인승 소형항공기 ‘반디호’, 헬기 기술 자립화를 위해 한국형헬기개발사업(KHP)에 적용할 민군 겸용 핵심 구성품 18종을 성공적으로 개발했다. 이로써 우리나라는 세계 11번째 헬기 개발 국가가 되었으며, 관련 기술은 군용·민수용 헬기 개발에 파생되었다. 한국항공우주연구원은 항공 기술의 해외 진출을 위해 미국과 항공안전협정(BASA, Bilateral Aviation Safety Agreement)을 체결했으며, 국제적 항공안전인증규정에 따른 소형항공기(KC-100) 인증기도 개발했다.

친환경·고효율 항공 기술과 교통 혁신 가져올 개인항공기 개발

최근에는 항공기의 경제성과 안전성, 효율성을 강화하기 위한 친환경·고효율 항공 기술과 무인기 개발 경쟁이 뜨겁다. 무인기는 군사적 용도로 개발이 시작되었지만, 최근에는 과학기술, 교통, 통신, 물류, 구조, 항공촬영, 농업 등 다양한 민간 분야로 확대되고 있으며, 미래 항공산업과 시장의 성장을 주도할 것으로 예상된다. 항공 및 방위산업 전문 컨설팅업체(Teal Group)에 따르면 무인항공기 시장 규모는 2023년 125억 달러로 증가하고, 이 중 민수 분야 시장 규모는 8억 8,000만 달러로 연평균 35%의 높은 성장세를 보일 것으로 전망된다. 무인기는 항공 기술과 IT 기술의 융합 시스템이라는 점에서 우리나라의 유망 분야로 우리나라는 현재 세계 7위권의 무인기 기술 경쟁력을 가진 것으로 평가되고 있다. 우리나라는 2023년까지 세계 5위, 2027년 세계 3위권 무인기 산업국 진입을 목표로 한다. 한국항공우주연구원은 세계 무인기 산업의 틈새를 공략할 수 있는 첨단 무인기 와 항공기술과 정보통신(IT) 기술의 융합으로 미래 교통 혁신을 가져올 개인용항공기(PAV) 개발을 추진하고 있다. 한국항공우주연구원은 소형 장기체공형 무인기 ‘두루미’를 시작으로 장기체공이 가능한 LTA(Lighter Than Air) 항공기 시스템, 중형 에어로스탯 시스템을 개발했다. 그리고 수직이착륙과 고속비행이 모두 가능한 틸트로터‘스마트 무인기’를 세계 두 번째로 개발했다. 이후 스마트무인기 관련 기술을 산업체에 이전하였고 함상 자동이착륙 기술, 틸트덕트 무인기, 쿼드틸트프롭 무인기 등 다양한 파생 기술을 개발해 틸트로터 무인기의 상용화와 미래형 항공기 및 차세대 비행체에 활용할 예정이다. 한국항공우주연구원은 성층권에서 장기 체공할 수 있는 성층권 태양광 무인기 (EAV, Electrical Aerial Vehicle)와 국민 안전을 지키고 재난·재해에 대응할 수 있는 다양한 형태의 재난치안용 무인기와 운용 시스템도 개발했다. 현재 한국항공우주연구원은 무인기를 비롯해 자율주행차, 자율운항선박 등 혁신적인 무인이동체를 발굴과 원천기술 개발을 위해 무인이동체 미래선도핵심기술개발을 추진하고 있다. 또한 새로운 항공 교통 혁신을 가져올 미래형 유무인 겸용 개인항공기(OPPAV, Optionally Piloted Personal Air Vehicle) 핵심 기술 개발, 무인기의 안전하고 효율적인 비행을 위한 저고도 무인비행장치 교통관리시스템(UTM, Unmanned Aerial System Traffic Management)과 민간 무인기 영역에서 무인기의 무인기 활용을 넓히기 위한 소형무인비행기 인증기술을 개발하고 있으며, 스스로 공중 충돌 위험성을 판단, 회피할 수 있는 무인기 충돌회피 시스템을 연구개발하고 있다.

고정익기

최근업데이트 : 2021.06.25
한국항공우주연구원은 1990년대부터 Experimental 경비행기 까치호를 시작으로 중소형 고정익기 개발에 나서 4인승 소형 선미익기 ‘반디호’, 8인승 쌍발 복합재 항공기, 4인승 소형항공기 ‘나라온’등을 독자 개발하고, 국내 항공기 설계, 해석, 시험평가 기술을 항공 중진국 수준으로 향상시켰다.

014인승 소형항공기(나라온)

자세히 보기 내용 접기

국내 최초 4인승 민간항공기

나라온은 2008년 5월 형상설계에 착수하여 약 5년간의 개발과정을 거쳐 2013년 3월 항공기 형식인증을 획득한 4인승 소형항공기로서 ‘나라온’명칭의 뜻은 ‘날아’를 소리 나는 대로 읽는 ‘나라’와 100이란 뜻의 순우리말인 ‘온’을 합성한 이름으로 ‘100% 날아오른다’는 의미를 갖고 있다. 나라온은 한국과 미국 정부 간의 항공안전협정(BASA, Bilateral Aviation Safety Agreement)을 소형항공기급으로 확대하기 위한 시범 인증용 항공기 개발 및 국내외 형식/제작/감항인증 획득을 목표로 개발되었다. 또한 나라온은 국내외 항공교통 수요를 대비한 차세대 항공교통 수단으로서 국내 독자 기술에 의해 개발되었으며 국내 최초의 인증을 획득한 소형항공기로서 그 개발 의의를 찾을 수 있다. 이에 시범인증기인 나라온의 성공적인 개발을 토대로 한국 정부(국토교통부)는 미국 정부(미연방항공청, Federal Aviation Administration)와 2014년 10월 28일 한․미간의 상호항공안전협정을 체결함으로써 우리가 제작한 소형항공기가 미국에 직접 수출이 가능하게 되었다.
항공기는 탄소섬유 복합재로 제작되어 기체가 가볍고, 첨단의 LCD형 통합항전장비(Glass Cockpit), 연비를 개선한 단일출력조절장치(Single Lever Power Control), 좌우 측면 조종간(Dual Side Stick), 자동비행 조종장치(autopilot), 환경제어계통 (ECS, Environmental Control System), 내장형 산소공급계통(Built-in Oxygen System) 및 제빙계통 (De-icing)등이 탑재되어 조종사와 승객의 안전성과 편의성을 최대한 고려하여 제작되었다. 개발한 나라온은 민간 레져용 외에 조종사훈련, 운송, 산불감시, 해안감시 등에 활용이 가능하다. 현재 나라온은 공군사관학교 비행실습용 훈련기로 납품되어 학생 조종사의 기초비행훈련에 활용되고 있다. 이로서 4인승 소형항공기 개발로 우리나라가 항공기 부품 제작국가에서 소형항공기 설계·제작국가로 진입하는 토대가 되었다.
  • 길이8.03m
  • 높이2.74m
  • 날개폭11.29m
  • 중량1,089kg(최대이륙중량: 1,633kg)
  • 엔진출력315hp
  • 최대비행속도389km
  • 최대항속거리1,850 km
  • 탑승인원4명
국내 최초 4인승 민간항공기
국내 최초 4인승 민간항공기
한․미간 상호항공안전협정(BASA) 체결

02선미익 소형항공기(반디호)

자세히 보기 내용 접기

순수 국내기술로 4인승 선미익기 개발

선미익 소형항공기 반디호는 순수 국내 기술로 설계 및 개발한 최초의 4인승 선미익 항공기이다. 반디호는 일반 항공기와는 달리 수평꼬리날개가 동체 앞에 위치해 저속에서도 안정적인 비행이 가능하며 실속에 들어가 위험이 매우 작아 안전성이 높다. 순수 국내기술로 설계 및 개발한 4인승 선미익 소형항공기인 반디호는 1997년 1월부터 2002년 12월까지 제1단계 연구용 개발과 2002년 12월부터 2006년 12월까지 제2단계 실용화 개발로 나뉘어 진행했다.
반디호는 지상 성능시험 후 당시 건설교통부로부터 비행시험 허가를 받아 2001년 9월 21일 항공대학교 활주로에서 초도비행에 성공했다. 반디호는 2002년 8월 미국 Oshkosh 에어쇼에 출품해 호평을 받았다. 이에 힘입어 수행된 2단계 사업에서는 양산 판매를 목표로 고품질의 키트화, 착륙장치, 엔진, 구조시험 및 해석 연구에 돌입했다. 실용화단계에서 높아진 안전성 기준을 고려해 전기체(全機體) 구조시험을 수행하고 순항속도를 정량적으로 설정하기 위한 플러터 해석과 지상 진동시험을 진행해 안전성을 증대시켰다. 2004년 1월에는 반디호를 이용한 남극 비행에 도전해 4만 4,000km 거리를 비행했다.

국내 최초 세계 항공기 시장 개척

2단계에서는 실용화 1, 2호기인 반디 3호기와 반디 4호기를 개발했다. 반디 4호기는 국산 소형 민간항공기로는 처음으로 미국 시장에 수출되었다. 한국항공우주연구원은 선미익 소형항공기 사업을 통해 전기체 구조물에 100% 복합재료를 적용해 고강도·경량구조물 설계 및 성형기술을 개발했고, 구조강도시험·풍동시험·비행시험을 통해 시험기술을 축적했다. 또한 추출된 시험데이터 분석기술 연구·설계 프로그램·CFD, 풍동시험·비행시험 데이터 비교 분석 등의 과정을 거쳐 소형항공기 설계 데이터베이스를 구축했다.
  • 전장6.6m(전폭 10.4m)
  • 이륙중량최대 1,180kg
  • 최대속도340km/h(순항속도 310km/h)
  • 항속거리1,850km
  • 탑승인원4명

03쌍발 복합재료 항공기

자세히 보기 내용 접기

국내 기술로 개발한 8인승 쌍발항공기

쌍발 복합재료 항공기는 순수 국내기술로 개발한 최초의 8인승 쌍발항공기다. 이 사업은 국산 복합재료를 주·부 구조물에 100% 적용한 기술 시현기 개발을 목적으로 1993년 9월부터 1997년 6월까지 3년 9개월에 걸쳐 정부 3분의 2, 기업 3분의 1 부담으로 총 50억 원의 연구개발비를 투입했다. 1993년 9월부터 1995년 5월까지 기본·상세설계와 풍동시험, 구조단품시험을 수행했다. 1996년 5월에는 구조시험용 및 비행시험용 시제기를 제작하고, 시스템 장착 및 6분의 1 축소모델의 R/C 비행성능시험을 진행했다. 이후 1997년 6월까지 전기체 구조시험과 비행 시제기의 성능시험을 수행했으며 2001년 3월 29일 경남 사천 비행장에서 시범비행을 가졌다.

복합재료 항공구조물 설계·성형기술 도약

쌍발 복합재료 항공기는 동체길이 11m, 날개폭 13m의 크기에 350마력의 피스톤 엔진 두 대를 양 날개에 장착하고 있다. 레저 및 스포츠용품에 널리 사용되는 탄소섬유 및 유리섬유 등 첨단의 복합재료를 광범위하게 적용하였다. 복합재료를 사용하면 기존의 알루미늄 구조물보다 중량을 가볍게 하여 그만큼 승객이나 화물 또는 연료를 더 실을 수 있을 뿐 아니라, 표면을 매끄럽게 할 수 있어 공기저항도 감소하는 등 항공기의 성능을 향상시킬 수 있다. 쌍발 복합재료 항공기에는 볼트로 조립하는 기존 항공기 조립방법에서 벗어나 동체 좌우를 한 번에 거푸집에서 성형하고 날개 또한 13m 폭 전체를 한꺼번에 성형, 각각 부품을 접착하는 방법을 적용했다. 쌍발 복합재료 항공기 개발로 항공기 설계기술과 복합재료 항공구조물 설계, 성형기술 등을 확보했다.
  • 전장11m(전폭 13m)
  • 이륙중량최대 3.2t
  • 최대속도450km/h(순항속도 370km/h)
  • 비행시간4.9h
  • 항속거리1,850km
  • 탑승인원8명(승무원 2명, 탑승객 6명)
쌍발 복합재료 항공기 이미지1
쌍발 복합재료 항공기 이미지2
쌍발 복합재료 항공기 이미지3
쌍발 복합재료 항공기 이미지4
쌍발 복합재료 항공기 이미지5
쌍발 복합재료 항공기 이미지6
쌍발 복합재료 항공기 이미지7

04Experimental 경비행기(까치호)

자세히 보기 내용 접기

설계, 제작, 비행까지 모두 우리 손으로

‘까치호’는 2인승 초경량급 항공기로, 엔진을 제외한 모든 부품을 국내 기술로 제작했다. 1991년 1월부터 1993년 11월까지 2년 11개월에 걸쳐 진행했으며, 총 7억 2,000만 원의 연구비를 투입했다. 1993년 4월 시험비행에 성공했으며, 미국 연방항공청(FAA)의 ‘Experimental 항공기’ 검사에 합격했다. 이 사업을 통해 개발한 실험용 항공기 까치호는 미국 플로리다주에서 매년 개최하는 경비행기 박람회에서 호평을 받고 1995년 27대의 KIT 형태 모델을 미국에 수출하기도 했다.
까치호는 비록 초경량급이지만 설계에서부터 모형기 및 시제기의 제작, 그리고 시험 비행과 마무리 조정에 이르기까지 모두 우리 손으로 만들어 성능을 시험한 첫 우리 비행기이다. 2명이 앞자리에 나란히 앉아 함께 조종하는 까치호는 앞날개 양쪽과 뒷날개 양 끝의 수직·수평 날개를 분리할 수 있어 평상시에는 소형 컨테이너에 실어 아파트 주차장에 둘 수 있으며 필요하면 승용차로 끌어 이동할 수 있다. 특히 이륙하는 데 필요한 활주 거리가 80m 정도밖에 안 돼 웬만한 평지에서도 이착륙이 가능하며, 활공력이 뛰어나 1,500m 상공에서 엔진을 끈 채 12km를 글라이더처럼 바람을 타고 미끄러지듯 가볍게 착륙할 수 있다. 이같은 활공력은 당시 세계에서 가장 안전한 초경량급 비행기의 하나로 공인된 영국의 ‘섀도(Shadow)’와 비슷한 수준으로, 까치호의 높은 안전도를 보장했다.
  • 길이6m
  • 중량247kg(이륙중량 : 592kg)
  • 최대속도163km/h
  • 항속거리552km
  • 항속시간3.7시간
  • 탑승인원조종사 2명
Experimental 경비행기(까치호) 이미지1
Experimental 경비행기(까치호) 이미지2
Experimental 경비행기(까치호) 이미지3
Experimental 경비행기(까치호) 이미지4
Experimental 경비행기(까치호) 이미지5
맨위로