※ 이 글은 2022년 5월에 작성된 것입니다. 참고하시기 바랍니다.
420화 『KF-21을 빼다 박은 대만의 차세대 전투기 프로젝트: 2024년까지 시제기를 만들겠다는 대만, 과연 가능할까?』를 통해 국내 전투기 전문가에게 대만 기사의 번역본을 전달하고 좀 더 전문적인 분석을 부탁 드렸다는 사실을 알려 드렸습니다.
KF-21의 초도 비행이 얼마 남지 않은 시점에서 관련 인력들이 무척 바쁜 나날들을 보내고 있을 텐데요. 제가 연락해서 도움을 요청했던 전문가는 KF-21의 설계에도 직접 참여했던 경험을 가지고 있는 분입니다. 그런 만큼 KF-21을 90% 이상 모방했다고 대만 언론이 스스로 밝히고 있는 차세대 방위 전투기(ADF)에 대한 좀 더 깊이 있는 시각을 접할 수 있게 될 것입니다.
전문가도 지적을 했지만 대만이 KF-21의 형상과 엔진을 그대로 모방하여 차세대 방위 전투기를 만들겠다고 선언한 사실 그 자체로부터 KF-21이 가지고 있는 경쟁력이 어느 정도인지를 가늠해 볼 수 있습니다. “차세대”라는 용어가 의미하고 있는 미래 지향적 설계와 “방위 전투기”라는 용어가 의미하고 있는 제공권 장악능력을 대만 최고의 엔지니어들도 인정했다는 뜻이니까요.
KF-X 사업지원팀 초대 팀장을 맡았던 김보현 공군 예비역 준장은 5세대 스텔스 전투기로 분류될 수 있는 KF-21 블록3보다 4.5++세대로 분류되는 KF-21 블록1,2의 중요성을 강조한 적이 있습니다.
우크라이나 전쟁을 통해서 드러나고 있는 현대 전면전의 특징 중 하나가 바로 “물량 앞에는 장사 없다”는 격언이 여전히 그 효력을 유지하고 있다는 사실입니다. 적의 핵심 요충지를 핀 포인트로 공격하는 정밀유도 타격무기만으로는 전쟁을 끝낼 수 없으며 시대에 뒤떨어진 무기라도 충분한 양을 확보해 적절한 장소에 쓸 수 있다면 최신 무기 못지않은 위력을 발휘한다는 사실도 알 수 있었습니다.
미국이 중국에게 두려워하는 요소 중의 하나가 바로 중국군이 사용하는 “물량 작전”이라는 사실은 이미 공공연한 비밀이 되었으며 실제 미국의 군사 전략 싱크탱크는 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 워 게임(War game)으로 중국 물량작전의 위력을 입증한 바 있습니다. 사실 2차 세계대전 당시 무기의 성능은 독일군이 더 뛰어났지만 그럼에도 불구하고 미군이 승리를 거둘 수 있었던 배경에는 미국의 엄청난 “군수물자 생산력”이 버티고 있었기 때문이라는 역사학자들의 분석도 있을 정도죠.
정리해보면 실제 전시 상황에서 일정 출격 횟수마다 스텔스 코팅 도료를 도포해야 할 뿐만 아니라 긴 시간의 정비가 필요하고 가동률도 60%대를 맴도는 F-35A보다 빠르게 정비가 가능하고 가동률을 90%대로 유지할 수 있는 KF-21의 전투 효율성이 훨씬 더 높아질지도 모른다는 분석이 가능해집니다.
세계 최강의 전력과 방위예산을 보유하고 있는 천조국 미국도 튼튼하고 궂은 일을 도맡아 맡길 수 있는 신형 4.5세대 전투기 MRX를 개발하겠다는 의지를 천명하고 있습니다. 하물며 그 외의 국가에 있어서도 소수의 하이-하이(High-High)급 5세대 전투기와 다수의 미들-하이급(Middle-High) 4.5세대 전투기 조합이 더 높은 가성비와 전투 효율을 보여줄 것이라는 사실은 두말할 필요가 없습니다.
지금부터 소개해 드리는 의견은 어디까지나 전문가의 개인적인 의견일 뿐이며 관련 기관의 공식적인 입장과는 아무런 관련이 없다는 사실을 다시 한번 강조합니다.
전문가와 서면으로 주고 받은 내용들을 시청자 여러분들이 이해하시기 편하게 제가 보완을 했습니다. 전문가의 설명을 옮기다 보니 제가 실수한 부분이 있을지도 모릅니다. 혹시라도 그런 부분이 발견된다면 넓은 마음으로 양해해 주셨으면 좋겠습니다. 추가적인 의견 첨부는 필요 없을 것 같아 전문가 분석 내용만 전달해 드리고 포스팅은 마무리 하도록 하겠습니다.
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대만 정부와 중산과학연구원이 차세대 전투기 ADF를 개발하고 시제기까지 만드는데 한화 1조원 정도의 비용이면 된다고 선언한 기사를 전달받고 무엇보다 먼저 떠올린 것은 개발비가 지나치게 낮게 책정되지 않았나? 라는 걱정이었습니다.
대만은 차세대 첨단 고성능 전투기 핵심기술 연구개발 계획인 '천사(天使) 프로젝트'에 3,760억을 투자하고 지상 및 비행 테스트를 위한 시제기를 2대 제작하는데 6,400억을 투자하겠다고 밝혔는데요.
이렇게 우리도 대만처럼 도합 1조원의 비용으로 미들급 쌍발 전투기를 완벽하게 개발할 수 있다면 얼마나 좋겠습니까마는 대한민국이 8조원이라는 개발비로 미들-하이(Middle-High)급 쌍발 전투기 KF-21을 개발하겠다고 발표했을 때 외신들은 대부분 “그 정도 개발비로는 불가능한 이야기” 라는 반응을 보였습니다.
제가 지적하고 싶은 부분은 대만이 성공적으로 개발되고 있는 KF-21을 최대한 모방하여 투입되는 비용을 최소화시키겠다는 생각은 현명하지만 KF-21에 투자된 개발비의 1/8에 불과한 비용으로 KF-21과 비슷한 성능의 쌍발 전투기를 개발하겠다는 생각이라면 문제가 있다는 것입니다.
한국항공우주산업 KAI가 개발한 국산 헬기 수리온의 경우를 예로 들어보겠습니다. 수리온에 투입된 개발비는 대략 1조 3천 억 정도로 알려져 있는데요. 유럽 업체인 에어버스 헬리콥터로부터 설계와 기술을 제공받아 수리온을 개발하면서도 엔진은 더 강력한 출력을 내는 미국 제너럴 일렉트릭(GE)의 T700을 장착했습니다. 엔진의 출력이 강해진 만큼 전용 기어박스도 개발하는 것이 좋았겠지만 개발 기간과 개발비 절감을 위해 기존 유럽제 기어박스를 채용했습니다.
하지만 그 결과가 좋질 못했죠. 비행 기능에는 문제가 없다지만 기존 유럽제 기어박스가 T700 엔진의 출력을 견디지 못해 결국 최대 출력을 제한할 수 밖에 없었습니다. 그에 따른 공력 성능 저하를 개선할 필요를 느꼈던 개발팀이 최근 전용 기어박스를 다시 개발하고 있는 것으로 알고 있습니다. 그 외에도 협력회사인 에어버스 헬리콥터가 수리온의 원형이 되는 AS532 쿠거(Cougar)의 설계를 개선하기 위해 우리 기술진들이 제시한 여러 아이디어를 개발비를 폭증시킬 수 있다는 이유로 상당 부분 배제한 것은 유명한 이야기입니다.
그만큼 항공기를 개발하는데 있어 예산이 부족하다는 말은 항공기 성능 향상에 있어 중요한 부분들이 제대로 개발되지 못할 개연성이 높아진다는 뜻입니다. 그나마 대한민국의 수리온은 부족한 예산으로 개발한 항공기 사례들 중에서 양호한 결과를 낸 편에 속한다고 볼 수 있습니다. 추가적인 개발사업이 반드시 필요하고 그만큼 개발비가 더 많이 늘어난다는 사실은 별도로 치더라도 말입니다.
개인적으로 대만의 차세대 방위 전투기(ADF)의 개발과정에 있어 많은 어려움이 예상되는 동시에 기대치에 훨씬 미치지 못하는 결과물이 나올 가능성이 크다고 생각하지만 천재일우로 정말 행운이 따라준다면 수리온 사례 정도는 될 수 있지 않을까 생각하고 있습니다.
KF-21의 초도 비행이 얼마 남지 않은 시점입니다. 지금까지 KF-21의 개발에 참여하며 경험으로 배운 것은 전투기에 쓰이는 부품 하나 하나가 그냥 만들어지는 것이 아니라는 사실입니다. 항공기에 사용되는 각종 부품들은 자동차나 선박에 들어가는 부품들과 달리 높은 수준의 환경 테스트와 구조 테스트를 통과하고 수천 번의 비행 테스트를 통과하여 안정성을 확인 받는 ‘감항인증’을 거친 후에야 비로소 양산 과정으로 들어 갈수 있습니다.
그렇기 때문에 항공기에 사용되는 부품들은 자동차나 선박에서 사용되는 것과 똑같은 기능을 하는 제품이더라도 10배 혹은 20배 이상 비싼 경우가 허다합니다. 더구나 개발이 진행되고 있는 동안에는 부품들이 시제품으로 소량 제작되기 때문에 생산 비용이 높아지는 것은 당연하며 부품 개발 연구에 투입되는 인건비도 함께 계산되어야 합니다. 그런데 개발 예산이 충분하지 못하다면 어떤 일이 벌어지게 될까요? 부품의 안정성과 내구성을 테스트하는데 들어가는 비용을 줄일 수 밖에 없으며 결과적으로 감항인증을 받는 것도 어렵게 되는 결과를 불러올 가능성이 높습니다.
대부분의 항공기 사고들은 미세한 문제들이 복합적으로 연계되어 발생되는 특징을 지니고 있습니다. 따라서 항공기를 개발할 때는 모든 경우의 수를 감안하고 개발을 진행해야만 합니다.
미세한 문제들이 복합적으로 연계되어 최악의 사고를 일으킬 수도 있는 상황의 예를 들어 보겠습니다. 공력적 초음속 상황이 되면 캐노피(canopy) 전방 기수 부분이나 덕트(duct)는 형상 자체가 지닌 특징으로 인해 충격파(shock wave)가 쉽게 발생하고 그 결과 진동이 발생할 수 있습니다. 이때 이러한 진동을 잘 잡아내서 덕트(duct) 부위나 볼트를 사용하여 연결시킨 부위의 구조 건전성을 확인하고 그에 대한 대응을 확실하게 해야 할 필요성이 있습니다.
그렇게 하지 않으면 덕트(duct) 부위의 하찮은 구조물이나 연결 부위에서 떨어져 나간 볼트가 엔진으로 흡입될 수 있고 이는 다시 엔진 내부 팬 블레이드에 파편을 만들어 엔진 전체 연료도관이나 유압 계통까지 파손시켜 동시 다발적인 문제를 발생시킬 수 있습니다. 이 지경이 되면 전투기는 활공 비행마저도 불가능해지고 마치 쇳덩어리처럼 하늘에서 지상으로 추락하게 되는 것이죠. 항공기에 문제가 생겼을 때 동일 기종을 전부 운항 중단 시키는 것은 이러한 미세한 원인을 파악하기 위해서입니다.
발생할 수 있는 경우의 수를 사람이 하나하나 입력하여 시뮬레이션 하는 컴퓨터 유체역학(CFD)같은 가상 실험으로는 이러한 미세하고 복합적인 문제들을 발견하고 극복하는데 한계가 있습니다. 그래서 모든 기상 환경과 비행 자세로 실제로 장시간 비행을 하며 항공기에 발생하는 문제들을 체크하는 비행 테스트가 필수적 입니다. 실제 비행을 통해 발생하는 문제들을 잡아내고 부품을 다시 제작해서 문제가 해결되었는지를 확인해야 하는데요.
KF-21의 개발 과정에는 이런 테스트 비행이 2,200회 이상 예정되어 있습니다. 이러한 테스트 비행과 부품을 다시 제작하여 탑재하는 과정에도 당연히 엄청난 비용이 들어가게 되며 KF-21의 개발비 8조에 모두 포함되어 있는 비용입니다. 하지만 대만이 말하고 있는 차세대 방위 전투기(ADF) 개발 비용 ‘1조’에는 핵심기술 개발 비용과 시제기 2대의 생산 비용만 언급되어 있습니다. 정작 많은 비용이 들어가는 후속 개발에 대해서는 아무 말도 하지 않고 있는 것입니다.
대만이 만들었던 징궈(經國) 전투기의 경우에도 비슷한 방법을 사용한 것 같습니다. 징궈(經國) 전투기가 양산되었을 때 엔진에 문제가 있었던 것으로 알려져 있습니다만 과연 엔진에만 문제가 있었을까요? 징궈(經國) 전투기도 처음에는 의도적으로 저율 생산을 하면서 실제 운용을 통해 문제점을 찾아내는데 주력했을 가능성이 높으며 이렇게 일단 만들어 놓고 개발을 이어나가는 경우 엄청난 후속 비용이 발생하게 됩니다. 개인적으로는 징궈(經國) 전투기의 후속 개발 비용으로만 T-50 전체 개발비와 비슷한 2조 원 정도가 추가 투입되었을 것으로 추측하고 있습니다.
그런 점에서 대만이 차세대 방위 전투기(ADF)에 검증된 F414엔진을 채택하고 대한민국이 개발한 KF-21의 형상을 그대로 따라 하겠다는 생각은 상당히 현명한 선택이라고 볼 수 있지만 사업 초기에 투자되어야 할 개발 비용을 너무 낮게 책정 한 것은 충분한 시험 비행을 불가능하게 만들어 치명적인 문제가 발생할 가능성을 높이고 ADF 양산형을 저율 생산하여 문제점을 찾아내는 방식을 강요하게 될 것이므로 사업적인 균형 감각이 불안하기 그지 없어 보입니다. 물론 전체적인 개발이 완료되는 기간도 KF-21보다 더 늘어나게 될 가능성이 높을 것으로 보입니다.
앞으로도 대만은 고급 전투기를 해외에서 수입하기 어려운 상황에 머물러 있을 가능성이 크고 바다를 사이에 두고 중국과 대치하고 있기 어떻게든 문제를 극복하고 차세대 전투기를 생산하게 되겠지만 징궈(經國) 전투기 개발과정에서 보여줬던 총체적인 문제점과 성능 부족 문제는 차세대 방위 전투기(ADF)에서도 계속될 것 같다는 느낌이 듭니다. ADF의 설계에 대한 평가나 실전 성능은 현재로서는 예측하기가 어렵고 시간을 두고 지켜봐야 할 문제입니다.
다만, 대만이 KF-21 블록3 정도의 스텔스 성능을 보유하고 싶다거나 5세대 전투기로 진화시켜 나가고 싶은 욕심에서 관련 확장기술을 차세대 전투기에 조금이라도 집어넣는다면 그 순간 대만의 차세대 전투기 개발은 산으로 갈 가능성이 높습니다. 다행스럽게 대만이 욕심을 버리고 차세대 전투기의 스펙을 KF-21 블록1 급으로 결정한다면 양산까지는 가능할 것으로 보이는데요. 아까도 말씀 드렸다시피 지나치게 낮은 개발비로 인한 지속적인 후속 개발이 필수적이기 때문에 ADF 양산형이 안정화되려면 꽤 오랜 시간이 필요하게 될 것입니다. 개발비의 급증은 말할 것도 없고요
ADF의 개발이 제대로 완료된다는 가정하에서 생각해 보면 동일한 GE F414 엔진을 쌍발로 장착하고 있으니 비행 성능에 있어서는 KF-21과 큰 차이가 없겠지만 종합적인 기술이 필요한 항전장비와 항공기 부품에서 KF-21의 80% 정도의 성능을 보여줄 것으로 예상합니다. KF-21의 80% 수준이라는 것도 정말 잘 만들어졌을 때의 이야기이며 대만이 징궈(經國) 전투기를 개발해 봤던 경험을 높이 평가해서 산정한 수치입니다. 최대 맥시멈이 KF-21의 80%이며 그보다 훨씬 떨어지는 성능을 보여줄 가능성도 크다는 뜻입니다.
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지금까지 대만의 차세대 방위 전투기(ADF)에 대한 국내 전투기 전문가의 분석을 함께 살펴보았습니다. KF-21의 검증된 설계와 엔진을 모방한 것은 현명한 선택이지만 지나치게 낮은 개발비 책정과 일단 저율 생산해 놓고 후속 개발을 계속해 나가겠다는 일정을 보여주는 점에서 사업의 균형감각이 떨어지고 개발 기간이나 개발 비용이 예상보다 훨씬 더 늘어날 수 있다는 점을 지적하고 있습니다. 성능에 있어서도 최대 맥시멈이 KF-21의 80% 정도 될 것이라고 예측했는데요. 저 혼자 80%라는 수치도 정말 후하게 쳐준 것이 아닌가? 라는 생각을 해봤습니다.
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