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문제 정의
- T-50 개발 사업은 KFP(Korean Fighter Program: KF-16)에 대한 절중 교역의 일환으로 시작된 사업이다. 1989년에 사업계획이 결정되었으며 주된 목적은 초등 훈련 과정을 마친 조종사들이 F-16, F-15 등 초음속 전투기를 조종하기 위한 고등훈련 과정에서 사용될 훈련기를 국내에서 연구 개발하는 것이다. KTX-1 사업이 정부주도 사업인 반면 T-50 사업은 공군관리/업체개발주도 형태로 사업을 수행하고 있다.
- KT-1 기본 훈련기 사업의 본질적인 성과는 우리나라에서 최초로 공군의 요구 임무 성능에 맞게 설계한 항공기가 양산체제를 이루어 국제적인 경쟁력을 갖추는데 까지 이르렀다는 것이다. 이에 따라 항공기 체계 형상설계를 위한 공력, 구조, 추진, 전자 및 세부계통의 설계, 부품 선택, 인증 등의 기술적인 절차와 시행착오를 경험하고 기반기술을 익힌 전문인력을 배양하였고 항공기 개발을 위한 시험평가 체계와 기반시설 그리고 양산을 위한 생산시설 구축을 가능케 하였다. 이 사업을 통하여 국내에 설치된 시설은 대형 풍동시설, 전기체 구조 및 피로시험 시설 및 장비, 환경시험장비 그리고 양산을 위한 조립 및 가공 시설등이다.
제안 방법
- 선행개발과제의 진행에 따라 재설계에 착수한 개발 팀은 950마력의 엔진을 선택하고 기본형상을 기준으로 엔진탑재를 위한 전방동체의 길이를 증가시키고 조종성 보정을 위해 조종면 크기를 증가시키는 범위에서 03호기를 제작하여 시험에 임하였으나 안정성, 조종성( Spin 특성)등에 부적절한 성능이 계측되어 전면 재수정에 돌입하였다(참고문헌 4). 수개월에 걸친 집중적 성능분석과 재설계의 결과로 안정성 향상을 위해 전방동체의 길이를 다시 줄이고, 주 날개의 상반각을 4°에서 6°로 증가시켰고, Spin 특성 향상을 위해 수정된 NACA 632-215 airfoil 대신 원래의 NACA 632-215 airfoil을 재 선택 사용했다. Spin 회복 특성 예즉을 위해 URMC, Vertical Wind Tunnel Test, Spin Mode Analysis, Scaled Model Airplane Hight Test 등 4가지 방법〈표 5>을 이용했고 그 분석 결과 날개의 면적을 증가시키고 수평꼬리날개의 위치를 뒤쪽으로 옮김으로서 경험 없는 학생 조종사도 어려움 없이 항공기를 다룰 수 있는 완벽한 Spin 특성을 얻을 수 있었다<그림 2, 그림 3>, 이러한 노력의 결과로 03B, 04A호기에서 공군의 요구 성능을 만족하는 비행시험 결과를 얻을 수 있었다<표 6>, 선행개발을 마치고 실용개발 단계에서는 후방 동체 의 강도를 보강하는 것을 주요 목적으로 한 05호기를 제작하여 비행시험 및 정비, 군수지원 검토 등에서 만족할 만한 결과를 얻어 현재 양산 및 훈련 업무에 임하고 있다.
대상 데이터
- 외국의 예에서 볼 수 있듯이 항공기 하나를 개발하는 비용이 갈수록 비대해지므로 개발된 항공기를 최대로 이용하여 계열화함으로써 비용의 절감과 운영의 효율을 극대화할 수 있다. 참고로 5,800 여대를 제작 판매한 F-4 팬텀기의 경우 F-4C, F-4D, RF-4C, RF-4E 등 무려 19개의 계열기를 개발하여 판매하였고 F-16의 경우도 A, B, C, D, N 형으로 계열화되어 개발되었다. 민수기의 보잉 시리즈 중에 707, 747, 767 등의 다수의 계열화는 이미 널리 알려진 사실이다.
성능/효과
- Spin 회복 특성 예즉을 위해 URMC, Vertical Wind Tunnel Test, Spin Mode Analysis, Scaled Model Airplane Hight Test 등 4가지 방법〈표 5>을 이용했고 그 분석 결과 날개의 면적을 증가시키고 수평꼬리날개의 위치를 뒤쪽으로 옮김으로서 경험 없는 학생 조종사도 어려움 없이 항공기를 다룰 수 있는 완벽한 Spin 특성을 얻을 수 있었다, 이러한 노력의 결과로 03B, 04A호기에서 공군의 요구 성능을 만족하는 비행시험 결과를 얻을 수 있었다, 선행개발을 마치고 실용개발 단계에서는 후방 동체 의 강도를 보강하는 것을 주요 목적으로 한 05호기를 제작하여 비행시험 및 정비, 군수지원 검토 등에서 만족할 만한 결과를 얻어 현재 양산 및 훈련 업무에 임하고 있다.
- 더욱이 외국의 여건과는 달리 국내에는 항공기 개발을 위한 실험 및 생산 설비가 전무한 상태에서 출발하여 개발팀의 상당한 노력이 실험시설 및 생산시설구축에 할애되어 이 또한 개발기간 및 개발비 증가에 일조 하였다. 결과적으로 10년의 개발기간은 상대적으로 긴 기간이나 항공기 개발 및 시험을 위한 국내의 기반기술을 확보하며 전문인력의 육성도 동시에 추진된 점을 감안하면 의미 있는 기간이었다고 판단된다.
- KT-1 기본훈련기 개발사업은 진행도중 정책적, 기술적 이유에서 수회의 형상 변경이 수행되었었다. 국방부는 탐색 개발시에 제작되었던 01, 02호기의 성능 시험 후 이에 대한 평가에서 550마력의 엔진으로는 향후 20~30년간 공군의 기본 훈련기로 부족하다는 결론을 도출하여 1000마력급의 엔진을 장착할 것을 요구하였다. 선행개발과제의 진행에 따라 재설계에 착수한 개발 팀은 950마력의 엔진을 선택하고 기본형상을 기준으로 엔진탑재를 위한 전방동체의 길이를 증가시키고 조종성 보정을 위해 조종면 크기를 증가시키는 범위에서 03호기를 제작하여 시험에 임하였으나 안정성, 조종성( Spin 특성)등에 부적절한 성능이 계측되어 전면 재수정에 돌입하였다(참고문헌 4).
- 완제기의 해외 수출이 주는 의미는 여러 가지가 있지만 우선 완제기와 함께 관련 부품과 정비교육훈련까지 수출할 수 있어 국가의 위상과 경제적 이익을 동시에 추구할 수 있다. 넷째, 국내개발에 의하여 항공기 운영비가 대폭 감소될 것이 예상된다. 그 동안 외국 항공기의 도입에 따른 창 정비 및 비행교육을 위해 많은 비용을 드리면서 외국에서 교육을 수행했지만 향후 국내에서 우리글로 교육을 수행하여 교육기간 단축 및 비용절감에 크게 기여할 것이다.
- 첫째, 고도 정밀과학기술의 복합 시스템인 항공기의 체계종합 경험의 축적으로 고급 전문인력을 육성하였고 필수 핵심실험 및 생산 시설을 확보하여 항공기 독자 설계 개발 및 실험을 가능케 하였으며 국제공동개발 방식에도 참여할 수 있는 기본 능력을 축적하였다. 둘째, 국내에서 독자 개발한 항공기의 기본 설계를 우리가 보유하기 때문에 이를 기반으로 계열기의 개발 및 판매가 가능한 기반을 마련하였다. 외국의 예에서 볼 수 있듯이 항공기 하나를 개발하는 비용이 갈수록 비대해지므로 개발된 항공기를 최대로 이용하여 계열화함으로써 비용의 절감과 운영의 효율을 극대화할 수 있다.
- 첫째, 항공기는 수요자가 군 또는 대형항공사로 한정되어 있다는 것이다. 둘째, 항공산업은 시스템 통합산업으로 각종 첨단 과학기술이 총 집합된 지식 집약형 산업으로 과거의 경험으로부터 기술이 축적된 기업만이 경쟁력을 확보 할 수 있는 산업이다. 셋째, 첨단과학산업의 특성으로 타 산업에의 기술 선도적 역할을 하며 기술 파급효과가 큰 것이 특징이다.
- 우리도 KT-1의 후속기인 저속 통제기를 비롯하여 민군 겸용으로 PC-12, TBM 700급 다목적 수송기등 요구에 따라 얼마든지 계열화를 저렴하게 추진할 수 있고 특히 전투기급의 성능을 가지고 있는 T-50의 경우 전투기형의 계열화로 향후 발전가능성이 매우 높다고 할 수 있다. 셋째, 우리나라에서 개발된 항공기의 역사상 최초의 완제기 수출을 추진할 수 있다. 완제기의 해외 수출이 주는 의미는 여러 가지가 있지만 우선 완제기와 함께 관련 부품과 정비교육훈련까지 수출할 수 있어 국가의 위상과 경제적 이익을 동시에 추구할 수 있다.
- 둘째, 항공산업은 시스템 통합산업으로 각종 첨단 과학기술이 총 집합된 지식 집약형 산업으로 과거의 경험으로부터 기술이 축적된 기업만이 경쟁력을 확보 할 수 있는 산업이다. 셋째, 첨단과학산업의 특성으로 타 산업에의 기술 선도적 역할을 하며 기술 파급효과가 큰 것이 특징이다.
- KT-1, T-50을 기본 골격으로 한 계열기의 개발이 성공적으로 수행될 때 우리나라의 특성상 기본소요대수가 한정적이어서 야기되는 양산단가의 상승 및 개발비 회수의 어려움을 극복할 수 있을 것이다. 셋째, 핵심기술 및 부품의 국산화를 도모해야한다. KT-1 의 개발과정에서 경험했듯이 항공기 개발 시 정말로 부가가치가 높은 부분이 핵심부품들로 어느 것은 소형장비 하나에 1억원을 넘는 경우가 존재한다.
- 실제 집행한 비용은 1,080억원이나 96년도 고정비용으로 환산하면 1,223억원 정도이며 이에는 국과연 인건비가 제외된 것으로 이를 약 150억원 정도로 추정하고 최초 개발에 따른 항공기 개발의 기반구축 비용을 약 40억 정도로 계산하면 실제 개발비는 1,330억원 수준으로 판단된다. 한편 계산모델의 신뢰도와 정확도에 대한 판단은 유보하고 그 결과만 인용하면 적정 총 개발비는 1,079 억원으로 추정되었다.
- T-50의 개발사업은 이보다 한 단계 진보한 전투기급의 항공기를 국내 개발하는 것으로서 미국과 국제공동개발로 추진하고 있으며 이의 성공은 우리나라가 경쟁력 있는 국제적인 항공기 개발 국의 면모를 확실히 다지는 의미가 있는 매우 중요한 사업이다. 이 두 사업과 차세대 전투기 사업, 헬리콥터사업, 무인항공기 사업 등이 연계되어 기술을 공유하고 일관성 있는 전략적 항공산업 유지 발전에 노력하면 우리나라의 장래는 희망이 있다고 판단한다. 이에 몇 가지 제언을 하면 다음과 같다.
- T-50은 아직 개발단계이지만 KT-1과 T-50의 성공적인 국내 개발에서 얻을 수 있는 의의를 찾아보면 다음과 같다. 첫째, 고도 정밀과학기술의 복합 시스템인 항공기의 체계종합 경험의 축적으로 고급 전문인력을 육성하였고 필수 핵심실험 및 생산 시설을 확보하여 항공기 독자 설계 개발 및 실험을 가능케 하였으며 국제공동개발 방식에도 참여할 수 있는 기본 능력을 축적하였다. 둘째, 국내에서 독자 개발한 항공기의 기본 설계를 우리가 보유하기 때문에 이를 기반으로 계열기의 개발 및 판매가 가능한 기반을 마련하였다.
- 항공산업은 구조적으로 일반 산업과 다른 특징이 있다. 첫째, 항공기는 수요자가 군 또는 대형항공사로 한정되어 있다는 것이다. 둘째, 항공산업은 시스템 통합산업으로 각종 첨단 과학기술이 총 집합된 지식 집약형 산업으로 과거의 경험으로부터 기술이 축적된 기업만이 경쟁력을 확보 할 수 있는 산업이다.
- 지금까지 국내 개발 항공기인 KT-1의 개발과정을 돌아보면서 우리나라가 항공산업을 주력의 전략 산업으로 육성하면서 안보와 함께 국가 경제의 향상을 도모하고 국제적인 위상을 제고하려 한다면 몇 가지의 추가 추진사항이 필요할 것으로 생각된다. 첫째로, 국가적인 항공사업의 관리능력의 보완이다. 주지하다시피 항공 사업은 막대한 예산과 국가적 에너지가 결집되어야만 경쟁력을 유지할 수 있는 첨단 과학 산업으로 이의 적절한 관리가 무엇보다도 필요한 사업이다.
- 실제 집행한 비용은 1,080억원이나 96년도 고정비용으로 환산하면 1,223억원 정도이며 이에는 국과연 인건비가 제외된 것으로 이를 약 150억원 정도로 추정하고 최초 개발에 따른 항공기 개발의 기반구축 비용을 약 40억 정도로 계산하면 실제 개발비는 1,330억원 수준으로 판단된다. 한편 계산모델의 신뢰도와 정확도에 대한 판단은 유보하고 그 결과만 인용하면 적정 총 개발비는 1,079 억원으로 추정되었다. 이것은 모델에 의해 추정 계산된 적정 개발비보다 KT-1 개발시에 약 254억 원이 더 소요된 것으로 보여지나 우리나라에서 군용항공기의 최초의 개발에 따른 시행착오와 업무 미숙에 의한 설계 수정 및 변경이 가져 온 추가적 소요비용으로 항공산업 발전초기에 인정할 수 있는 학습비용이라 판단된다.
후속연구
- 항공기 설계 및 개발은 학습효과가 커서 부품 및 설계개념을 공유하면서 유사한 계열 항공기를 개발할 때 그 개발비가 현격히 감소하는 것이 특징이다. KT-1, T-50을 기본 골격으로 한 계열기의 개발이 성공적으로 수행될 때 우리나라의 특성상 기본소요대수가 한정적이어서 야기되는 양산단가의 상승 및 개발비 회수의 어려움을 극복할 수 있을 것이다. 셋째, 핵심기술 및 부품의 국산화를 도모해야한다.
- 개발초기에 개발군 및 국방부와 깊이 있고 일관성있는 요구사항 도출을 연구한후에 개발사업을 추진하면 현재의 능력으로는 외국의 예보다 더 적거나 유사한 기간에 업무를 수행할 수 있으리라 판단된다. 더욱이 외국의 여건과는 달리 국내에는 항공기 개발을 위한 실험 및 생산 설비가 전무한 상태에서 출발하여 개발팀의 상당한 노력이 실험시설 및 생산시설구축에 할애되어 이 또한 개발기간 및 개발비 증가에 일조 하였다.
- 넷째, 국내개발에 의하여 항공기 운영비가 대폭 감소될 것이 예상된다. 그 동안 외국 항공기의 도입에 따른 창 정비 및 비행교육을 위해 많은 비용을 드리면서 외국에서 교육을 수행했지만 향후 국내에서 우리글로 교육을 수행하여 교육기간 단축 및 비용절감에 크게 기여할 것이다.
- 정부차원에서 전문 인력의 확보와 함께 전담 부서를 설치하여 대외 신인도 제고와 함께 전 항공사업에 대한 계획 및 추진에 일관성을 유지하는 것이 필수적이라고 판단한다. 둘째, 새로운 항공기의 설계개발은 많은 양의 비용이 소요되므로 계열기의 활용 및 소요도출에 최선을 다해야 한다. 항공기 설계 및 개발은 학습효과가 커서 부품 및 설계개념을 공유하면서 유사한 계열 항공기를 개발할 때 그 개발비가 현격히 감소하는 것이 특징이다.
- 둘째, 현재 개발된 항공기와 연계된 계열기의 개발과제를 도출하는 노력이 필요하다. 셋째, 전문 인력의 지속적인 육성 및 유지 발전을 위해서 미래를 위한 핵심기술 과제와 기간 실험시설 확보 등에 대한 정부 차원의 지원이 필요하다.
- 주지하다시피 항공 사업은 막대한 예산과 국가적 에너지가 결집되어야만 경쟁력을 유지할 수 있는 첨단 과학 산업으로 이의 적절한 관리가 무엇보다도 필요한 사업이다. 이에 따라 체계적이고 전문적인 사업관리에 의하여 개발기간단축 및 양산가격의 지속적인 관리가 가능하여 국제적인 경쟁력 제고에 큰 도움이 되리라고 생각한다. 이것은 개인 혹은 민간에서 이윤추구만을 목적으로 추진하기에는 여러 가지 문제점이 있어 우리나라와 같은 나라에서는 국가의 관리 하에 군, 민 소요를 적절히 혼합하여 일사불란한 사업 관리 하에 추진하는 것이 효율적이라 판단된다.
- 이에 몇 가지 제언을 하면 다음과 같다. 첫째, 정부차원의 사업관리 능력의 보완이 필요하다. 둘째, 현재 개발된 항공기와 연계된 계열기의 개발과제를 도출하는 노력이 필요하다.
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