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완벽한 비상을 위해…KF-21 전투기 지상시험평가 현장을 가다

서현우 기사입력 2022. 06. 13   17:24 최종수정 2022. 06. 13   17:49

7월 비행시험 준비…보라매 첫 날갯짓 역량 집중

비행시제기 6대 막바지 이륙 채비…공군·KAI 조종사 4명 훈련 매진
‘2000회 비행’ 안전성 확보 총력…인도까지 고강도·고난도 시험 지속

 

KF-21 보라매 전투기 시제 4호기의 연료계통 지상시험에서 엔지니어들이 공중급유 장치를 확인하고 있다.
하중보정시험 중인 시제 3호기.


설계부터 생산까지 국내 기술로 개발 중인 KF-21 보라매 전투기는 우리 공군의 전력 증강과 방위산업 발전에 새로운 도약대가 될 거라는 기대를 한 몸에 받고 있다. 지난 2016년 개발을 시작해 끝없는 연구·도전으로 지난해 4월 시제기를 출고하는 쾌거를 이뤘다. 이후 체계적인 지상시험을 계속했고, 다음 달 ‘시제 1호기’의 감격스러운 첫 비행시험을 전개할 예정이다. 그 순조로운 제작 현장을 직접 확인했다. 글=서현우/사진=조종원 기자


웅장한 자태, 당당한 위용… 뜨거운 자부심

주변을 환기하는 경고음과 함께 격납고 문이 서서히 열렸고, KF-21 시제 4호기 자태가 조금씩 모습을 드러냈다. 독자 기술로 만들어낸 4.5세대 이상 첨단 전투기의 당당한 위용에 입이 저절로 벌어지며 심장이 두근거렸고, 대한민국 국민의 한 사람으로서 뜨거운 자부심이 차올랐다.

지난 9일 경남 사천시 한국항공우주산업(KAI) 연료시험동에서는 KF-21 시제 4호기의 연료계통 시험이 진행되고 있었다. 기체 중앙부 위에 올라선 엔지니어들이 건물에 설치된 공중급유 장치들을 기체와 연결하거나 대조하며 데이터를 산출하는 중이었다. 기체에 연결된 수많은 케이블과 연결선들은 다양한 계측·시험 장비로 이어졌고, 각 장비의 노트북·모니터에는 복잡한 숫자·그래프들이 계속해서 쏟아졌다.

현장을 안내하던 김찬조 KFX시험계획팀장은 “‘설계대로 움직이는지’ ‘실제 급유했을 때 연료가 제대로 공급되는지’ ‘각 장치는 오류 없이 제 역할을 하는지’ 등을 공중·지상 상황을 구분해 연료·급유와 관련된 수많은 계통 시험을 꼼꼼하게 하고 있다”고 설명했다.

이 같은 과정에는 시험 소요를 제기한 계통별 기술부서 엔지니어와 실제 현장에서 작업을 수행할 요원들까지 함께 머리를 맞댄다. 항공기를 구성하는 최소 단위인 구성품부터 기능시험·성능시험·환경시험·수명시험을 하고, 항공기 운용 환경을 고려한 건전성을 확인한다. 이후 품질시험을 통과·입고된 구성품을 기준으로 다시 여러 점검 과정을 거친 뒤 시제기에 장착해 지상시험을 한다. 활주시험과 비행시험에 문제가 없음을 단계적으로 검증하는 것.


비행시험 전 필요한 지상시험 95% 완료

시험 종류도 많지만 세밀하게 반복하는 하나하나의 과정을 통해 완벽한 기체가 탄생한다. 지난해 시제기가 출고되고, 다음 달 예정된 비행시험까지 주어진 시간은 1년 3개월 남짓. 기간 내 지상시험을 완수하기 위해 1분 1초가 소중하다.

김 팀장은 “이 때문에 엔지니어들은 일정과 사투를 벌이면서 어떻게 하면 더욱 효율적·효과적으로 시험할 수 있을지 끊임없이 고민한다”며 “그러면서 기체를 구성하는 아주 작은 부분까지도 검증을 놓치지 않고자 신경을 집중한다”고 강조했다.

현재 KF-21 지상시험은 비행시제기 6대와 구조시제기 2대로 수행하고 있다. 각 시제기는 공통적 시험과 호기별 특정시험을 부여한다. 각종 고난도 시험을 기한 내에 시행하려면 1대로는 어렵기 때문이다. 이에 인근 구조시험동에서는 시제 3호기가 하중보정시험을, 5~6호기는 또 다른 장소에서 기능점검을 하고 있었다.

이날까지 지상시험 진행률은 전체 시험계획 대비 (시험조건 기준) 약 50% 수준이다. 하지만 최초 비행 전에 수행해야 하는 안전비행(SOF) 항목 시험조건 기준으로는 약 95%의 진전을 이뤘다. 다음 주 시작하는 지상 활주시험으로 남은 5%를 채울 예정이다. 또 예정대로 활주시험이 끝나면 다음 달 시제 1호기가 최초 비행에 나서 힘차게 날아오를 전망이다.


6대 시제기 순차적 비행시험 참여

활주시험은 저속·중속·고속 등 단계적으로 펼쳐진다. 특히 꼬리날개의 일종인 수직미익 효과가 발생하는 속도를 확인하는 시험과 브레이크 고장 등 비상 상황을 고려해 활주로 끝단에 설치한 비상 제동 케이블이 항공기 후방에 장착된 후크와 제대로 걸리는지를 살피는 시험 등을 병행한다.

비행시험은 6대의 시제기가 순차적으로 참여한다. 약 2000회의 비행이 예정됐는데, 그 횟수는 상황에 따라 늘어나거나 반대로 줄어들 수도 있다. 비행 한 번 한 번에 온갖 긴장과 부담이 가득할 것이라는 게 현장 엔지니어의 설명이다. 안전성과 안정성을 찾아가는 과정에서 모든 시험 순간은 위험성을 안고 있다.

이에 첫 비행의 중점은 안정적 이륙과 안전한 착륙에 두고 있다. 이를 위해 주입하는 연료량과 착륙장치 움직임 등 안전에 관한 개발 과제 수행 경험 결과를 바탕으로 준비에 준비를 거듭하고 있다.

시험진행관과 임무통제실(MCR) 요원들의 통합 상황조치훈련도 수시로 전개한다. 비행시험에 앞서 국내 전문가로 구성된 최초 비행준비검토팀과 감항인증팀 중심의 ‘최초 비행준비검토’ 회의를 열어 비행 안전성 확보 의견을 지속해서 나누고 있다. 모든 시험 인프라를 이용한 비행 리허설도 열린다.


끝날 때까지 끝난 게 아니다… 새로운 시작

공군과 KAI 비행시험 조종사 4명이 참여한 시뮬레이터 비행훈련은 이 같은 배경에서 쉼 없이 펼쳐지고 있다. 최상의 비행 특성 구현을 위한 비행제어 시뮬레이터(HQS·Handling Quality Simulator)와 실제 비행단에서 운영할 시뮬레이터(CPT·Cockpit Procedure Trainer) 두 종류로 훈련이 이뤄진다.

시제 1호기가 최초 비행한다고 해서 지상시험이 끝나는 것은 아니다. 시제 1호기와 나머지 시제기들의 비행시험 기간에도 계획된 일정에 따라 여러 시험이 기다리고 있다. 고온·저온 환경시험과 외부 전자파 환경시험 등도 이 기간에 수행한다. 전투기가 공군에 인도되는 그 순간까지 고강도·고난도 시험은 이어진다. 완벽한 기체를 만들기 위함이다.

시험에서는 기체의 한계 상황은 물론 고장·오류·위험 등 여러 상황을 부여한다. 주어진 시간에 최대한 많은 시험을 치러야 하고, 온 힘을 다해 한 걸음씩 걸어가야 한다. 그래서 시험은 한 번에 큰 진척을 달성하는 게 아닌 조금씩 계속해서 진일보하는 것이다.

여러 국산 항공기 제작 과정에 참여했던 김 팀장은 “KF-21 개발의 모든 과정이 우리 손으로 이뤄지고 있다는 사실이 감격스럽고, 그 과정이 조금씩 진척될 때마다 긴장과 기쁨이 공존했다”며 “많은 시간을 달려왔지만, 나아갈 길이 한참 남아 있기에 최선을 다해 KF-21과 함께하겠다”고 다짐했다.


KF-21 보라매 전투기는


세계에서 여덟 번째로 개발 중인 4.5세대 이상 첨단 초음속 전투기다. 마하 1.8에 달하는 비행속도, 7.7톤에 이르는 무장 탑재력은 전천후 기동성과 강한 전투력으로 복잡·다양한 작전을 완벽히 수행할 것이라는 평가를 받는다.

전자전 대응 능력도 뛰어나다. 국산화에 성공한 능동전자주사식 위상배열(AESA) 레이다는 공중·지상·해상의 광범위한 전장 환경의 실시간 감시를 가능케 한다. 여기에 적 항공기·미사일을 빠르게 포착하는 적외선 탐색 추적장비(IRST), 지상 목표물을 정밀 조준하는 전자광학 표적추적장비(EO TGP), 레이다 탐색을 교란하는 내장형 전자전 장비(EW Suite) 등도 장착된다. KF-21 개발에 따른 경제적 파급 효과도 크다. 기체에 들어가는 3만 개 이상의 세부 부품 중 65%가 국산이다. 개발에는 700여 개의 국내 기업이 참여하고 있다. 개발 과정에서만 1만2000개의 일자리가 만들어졌고, 양산 이후에는 10만 개 이상의 일자리와 5조9000억 원에 달하는 부가가치가 창출될 전망이다. KF-21은 다음 달 비행시험을 시작해 오는 2026년 개발 완료를 목표로 한다.




글=  서현우 기자
사진=  조종원 기자
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