6日、慶南チャンウォン市のハンファエアロスペースのチャンウォン1事業場。韓国の独自技術で開発された5500lbf(パウンドフォース)級無人機エンジンの試作1号機が、7日に行われる地上試験着手式のためにステージに展示されていた。パウンドフォースはエンジン出力の単位で、1パウンド(453g)を押し出す力を意味する。5500lbf級のエンジンは単純計算で2.5t(トン)まで浮かせることができる。
展示された5500lbf級エンジンは長さ約2m、空気吸入口の直径は60㎝の大きさだった。1980年代には長さ12m、重量9.1t(トン)の高等練習機(有人機)に使われた。有人機のサイズが徐々に大きくなり、現在は無人機に活用されるエンジンとして分類される。
5500lbf級無人機エンジンは、国内技術で開発した初の長寿命エンジン(数千時間使用可能なエンジン)試作1号機だ。2013年に国防科学研究所(ADD)が設計を開始し、2019年にハンファエアロが本格開発に乗り出して試作品が完成した。この日から地上試験などを経て、完成品として開発される予定である。
このエンジン技術を土台に、2040年代までに1万6000lbf級の戦闘機用先端航空エンジンまで独自開発するのがハンファエアロとADDの目標だ。航空エンジン自立に向けた第一歩を踏み出した格好である。
◇10年間で2兆ウォン投資…航空エンジン自立の競争力を高めた
ハンファエアロは過去10年間、チャンウォン1事業場に2兆ウォン近く投資し、5500lbf級無人機エンジンの試作機を開発しきった。2015年から昨年までの累計投資額は1兆8000億ウォンで、このうち設備にだけ1兆3300億ウォンを投入した。
ハンファエアロは投資拡大を通じて、外国企業のライセンスを活用して生産するF414エンジン(韓国型戦闘機KF-21用)とF404エンジン(軽攻撃機FA-50用)の品質を継続的に改善しつつ、国産技術で開発された5500lbf級無人機用エンジンと1400馬力ターボプロップエンジンの試作機を確保するに至った。エンジン試作機は組立を終えた後に行われた試験で安定的な性能を示したと伝えられている。
5500lbf級無人機エンジンは現在、大韓航空が開発中の低被探(探知回避)無人編隊機に搭載される予定だ。探知確率を下げたことが特徴の低被探無人編隊機は、KF-21とともに有人・無人複合編隊を組み任務を遂行する予定である。1400馬力ターボプロップエンジンは、中高度偵察用無人機に搭載されるカナダ製エンジンを代替することを目標とする。
◇データと精密さがエンジン品質の秘訣
この日、チャンウォン1事業場のエンジンテストセル内「ジェット2試運転室」を訪れると、F404エンジン1基が目に飛び込んできた。天井とつながる青色の構造物に強固に固定されたまま、床から約2.5mの高さに浮いていた。半円形の金網でできた空気吸入口、空気を燃焼させるエンジンの中間段階、末端のアフターバーナーの間には、無数の電線とケーブルが接続されていた。
エンジンと接続された青色の構造物はテストアダプターだ。エンジンに始動をかけると前に進もうとする力が発生するが、これを抑える役割を果たす。またテストアダプターとエンジンの間には多数のセンサーが取り付けられている。これを通じて、エンジンが始動・加速・減速・停止などをしながら出すすべてのデータをデジタル信号に変換して、制御室のコンピューターに送ってくれる。
制御室では8台のモニターを通じてリアルタイムでエンジン性能を点検する。ここで5500lbf級無人機エンジンの試運転も同じ形で10日間進行された。
ハンファエアロのチャンウォン1事業場内には、このような試運転室がさらに8室ある。室内に7室、外部に2室の計9室だ。韓国型戦闘機KF-21に搭載されるF414エンジンと軽攻撃機FA-50用F404エンジン、各種誘導ミサイルに入るエンジンなどがすべてこの試運転室を経た。エンジンの最終完成度を確認する場所であるだけに、ハンファエアロの航空エンジン事業の中核空間というわけだ。
エンジンの組立品質のために重要なのは正確度と精密度だ。エンジンが安定的に同一の性能を出すようにすることが重要だからである。ボルトとナット1組の締め付け具合が少しでも変わると、性能に大きな差が生じる。F404エンジンに入る部品だけで1700個に達し、部品によっては1マイクロメートル(㎛・1㎛=100万分の1メートル)水準の精密度が要求される。
品質を安定的に維持するためにハンファエアロが導入したのがトルクレンチだ。ボルトとナットに一定の力(トルク値)を与えるためである。締め付け度合いによって異なる色で表示され、緑が点灯すれば正常締結、赤が点灯すればやり直しを意味する。生産の進捗状況や工程漏れ、納期遅延を確認できるインフラも整っている。
キム・スンス ハンファエアロスペース チャンウォン1事業場 生産技術チーム長は「このような組立手順を作るのに2年がかかった」と述べ、「問題発生時に原因を突き止められる利点もあり、品質安定の核心だ」と語った。
◇韓国、長寿命航空エンジンを保有…輸出・産業も拡大
政府と企業が独自エンジン開発に死活をかけるのは、国内産業エコシステムの形成と輸出競争力の確保のためである。航空エンジンは航空機の性能と作戦範囲を決定する中核構成品だ。米国など主要国は先端技術の流出防止を理由に、MTCR(航空エンジン拡散を防ぐための協約)などの制度を通じて技術移転や輸出を厳格に統制している。
国産エンジンは産業エコシステムの拡張にも寄与すると見込まれる。航空機からエンジン、航電装備、武装などが垂直系列化される場合、輸出競争力が高まるだけでなく、整備・修理・オーバーホール(MRO)事業でも付加価値を高めることができる。
キム・ジョンホ ハンファエアロスペース 先端エンジン事業チーム長は「韓国が最新型戦闘機(第6世代)へと発展していく際にも、国内で外国ライセンスを活用してエンジンを生産できるかは不透明だ」と述べ、「最近、米国がF35戦闘機エンジンの欧州販売を拒否した事例を勘案すれば、結局、未来の航空・宇宙システム産業では独自開発が必須だ」と強調した。