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기계연 산업기계DX연구실 이한민 실장(좌측 세번째) 연구팀 / 기계연 제공

[투데이에너지 임자성 기자] 한국기계연구원(이하 기계연)이 전량 해외 수입에 의존해 온 차세대 회전익기 동력전달장치의 4대 핵심 부품에 대한 독자적인 설계 및 해석 원천기술을 국내 최초로 확보했다. 이번 성과로 항공용 부품의 기술 자립 기반을 마련함에 따라, 향후 국방 기술 안보 강화와 차세대 회전익기 실용화에 속도가 붙을 전망이다.

기계연 가상공학플랫폼연구본부 산업기계DX연구실 이한민 실장 연구팀은 최근 차세대 회전익기 동력전달장치의 핵심인 클러치, 기어, 하우징, 베어링에 대한 설계·해석 원천기술 개발을 완료하고, 시제품 제작 및 시험평가를 통해 성능과 신뢰성을 검증했다.

동력전달장치는 엔진의 동력을 회전익기 날개인 로터로 전달하는 장치로, 고속화와 경량화라는 고난도의 기술적 요구 수준을 충족해야 한다. 그동안 국내 기술력 부족으로 대부분 해외 수입에 의존해 왔으나, 연구팀은 국내 제작업체 및 서울대, 경희대 등 대학과의 협업을 통해 세계적 수준인 SKF, SAFRAN의 보유 기술에 준하는 핵심 해석 기술을 확보하는 데 성공했다.

구체적으로 살펴보면, 클러치 분야에서는 마찰재의 내열성과 저마모 성능을 향상시키는 원천기술을 확보했고, 기어 분야는 하이브리드 다이나믹 해석 기술을 활용해 해외 선진 사례인 SAFRAN Arriel 2 수준의 경량화 기어를 제작했다.

하우징의 경우 위상최적화와 3D 프린팅 공정 해석 기술을 적용했으며, 최신 경량화 구조인 TPMS를 적용해 강성을 검증했다. 베어링 분야는 강화학습 기반의 설계 최적화 기술과 CFD 기반 동력손실 해석 기술을 도입해 신뢰성을 높였다.

연구팀은 이번 연구를 통해 설계부터 해석, 최적화에 이르는 독자적인 프로세스를 구축했다. 이를 통해 정적시험, 내구시험, 수명시험 등 다양한 시험평가를 완료하며 국내 개발 시 즉시 활용 가능한 데이터와 기술 역량을 갖추게 됐다.

이번 연구는 방위사업청의 핵심기술 연구개발과제인 ‘차세대 회전익기 동력전달장치용 핵심부품 특화연구실’ 지원을 통해 2021년부터 5년간 진행됐다. 이한민 실장은 "해외 기술에 종속되어 있던 분야에서 독자적인 기술 자립 기반을 마련한 것은 큰 의미가 있다"며, "앞으로 차세대 회전익기 실용화를 위해 산·학·연 협력을 지속하겠다"고 밝혔다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)