1866년에 설립되어 150년이 넘는 역사와 권위를 자랑하는 영국왕립항공학회(Royal Aeronautical Society)가 지난 2021년 9월 21일 대한민국이 개발하고 있는 4.5+ 세대 전투기 KF-21에 대한 심층분석 칼럼을 실었습니다.
미국의 유명 방산업체 전문 컨설팅 회사인 틸 그룹(Teal group)의 부사장인 리차드 아불라피아와의 인터뷰 내용도 수록한 이 칼럼은 꽤 많은 지면을 할애하여 KF-21에 대한 상세한 분석을 하고 있는데요.
항공우주 분야에서 권위를 자랑하는 영국의 학술기관이 바라 본 KF-21의 잠재성과 위험성 그리고 미래 가능성에 대해 분석하고 있는 이 칼럼은 당사자인 우리들에게 객관적이고도 냉철한 시각을 가질 수 있도록 도와줄 것입니다.
내용이 길어 2편으로 나누어 준비해 봤습니다. 나중에 1편과 2편을 함께 연속으로 시청하신다면 좀 더 입체적인 이해에 도움이 되리라 생각합니다.
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KF-21 보라매 전투기는 대한민국 공군의 중추로 성장할 것이며 실용적인 개발전략 덕분에 해외 수출 측면에서도 밝은 미래를 확보할 수 있을 것으로 보인다.
대한민국이 자체적으로 개발한 KF-21 '보라매' 전투기는 지난 수십 년 동안 놀랍도록 장족의 발전을 거듭하고 있는 한국 방위산업이 야심 차게 주도하고 있는 사업이다. 대한민국은 엄청난 비용이 들어가는 4.5+ 세대 전투기 개발을 자체적으로 추진하고 있는 극소수 국가들 중 하나이며, 미군과 미국 방산복합체와 긴밀한 협력 관계를 맺고 있는 유일한 국가이기도 하다.
지난 4월 한국항공우주산업(KAI)에 의한 KF-21의 첫 시제기 출시는 8조 8천억짜리 프로그램의 주요 이정표였으며 대한민국 최초로 자체 개발한 전투기의 시험, 평가 및 생산을 향한 역사에 길이 남을 위업의 시작을 알렸다.
대한민국은 KF-21 프로그램에 대해 수출 주도적인 접근법을 취해왔다. 2028년까지 이 4.5세대 전투기를 완성하기 위해 필요한 연구개발 비용의 20%, 약 1조 6천억을 인도네시아와 분담하기로 한 파트너십을 통해서도 알 수 있듯이 KF-21은 처음부터 다른 나라와의 산업 협력을 염두에 두고 시작된 프로그램이다.
인도네시아 정부는 최대 50대 정도의 KF-21을 조달할 계획인데 인도네시아의 요구에 맞춰 몇 가지 수정사항이 포함되어 있다는 특징을 지니고 있으며 현재 인도네시아 실험용 전투기(IF-X)로 지정되어 있다. 대한민국과 인도네시아 간의 협력관계는 중단과 속행을 오가며 진행되다가 결국 2020년 3월 분담금 미납과 바이러스 사태를 이유로 인도네시아 연구개발 팀이 철수하는 사건까지 발생했었다. 하지만, 2021년 8월에 인도네시아 기술직원들이 경남 사천에 있는 한국항공우주산업(KAI) 개발실로 돌아오면서 양국은 KF-21 프로젝트에 대한 협력을 다시 재개했다.
오랜 세월 동안 대한민국과 미국 사이에 존재해 왔던 긴밀한 협력관계는 향후 KF-21 보라매가 세계 여러 나라로 수출될 수 있는 길을 열어줄 중요한 요소가 될 것으로 보인다. 이스라엘 역시 한국과 비슷한 경로로 방산수출 강국이 되었다는 공통점이 있다.
한국항공우주산업 KAI는 지금까지 KT-1 터보프롭 기본 훈련기를 비롯하여 T-50 고등 제트 훈련기(AJT), TA-50 전술 입문기 (LIFT), FA-50 경전투기 등을 통해 상당한 양의 수출 계약을 따냈다. 그러나 KF-21 구매 계약에 서명할 신규 고객들을 확보하는 일은 KAI에게 상황 자체가 완전히 다른 전인미답(前人未踏)의 영역이 될 것이다. 한국항공우주산업 KAI는 해외 시장에 약 600~700대 정도의 KF-21을 판매할 수 있을 것이라 예상하고 있다.
"KF-21은 F-35를 원하지 않거나 원해도 가질 수 없는 나라들과 미국이나 러시아 전투기에 의존하기를 바라지 않는 나라들을 대상으로 하는 수출 시장에서 성공할 가능성이 높다"고 방산업 전문 컨설팅 업체 틸 그룹(Teal group)의 유명 분석가 리차드 아불라피아 부사장이 말했다.
"한국항공우주산업 KAI는 F-35뿐만 아니라 다른 경쟁사들의 전투기들도 함께 염두에 둬야 할 필요가 있습니다. 시간당 약 2,300만원(2만 달러) 이하의 운영 유지비와 700억(6천만 달러)을 넘지 않는 플라이어웨이 코스트(flyaway cost) 유지가 성공의 핵심 요소가 될 것이라고 생각합니다."
(플라이어웨이 코스트란 기체를 생산하는데 들어간 순수 비용을 뜻합니다. 기체가 비행이 가능할 정도의 기본 장비만 갖추고 있는 상태의 가격이라고 이해하셔도 무방할 듯 합니다. 리차드 아불라피아 부사장은 KF-21의 플라이어웨이 코스트 상한선을 700억이라고 봤는데요. 보안 사항이라 KF-21에 대한 정확한 가격을 알 수는 없지만 언론에서 이야기하고 있는 자료들로 계산해 보면 680억 정도로 계산이 됩니다.
물론 실제 해외로 판매되는 프로그램 비용은 여기에 연구개발 비용이 더해지고 각종 물류비용과 지원인력 및 시설비까지 포함되기 때문에 고무줄 늘어나듯이 늘어날 수 있습니다. 사실 전투기들의 정확한 최종 가격은 ‘팔고 산 사람 외에는 아무도 모른다’가 정답일지도 모릅니다. 역주)
미국, 러시아 그리고 프랑스가 강력한 진입 장벽을 구축하고 있는 세계 전투기 시장에서 신규 진입을 위한 경쟁은 잔인할 정도로 가혹한 것이 현실이다. 하지만 KAI가 KF-21에 적절한 가격을 책정하고 Block 2, Block 3 등 강력한 업그레이드 로드맵을 제시한다면 항공 선진국들이 쳐놓은 수비벽을 뚫고 수익성 높은 수출시장을 비집고 들어가는데 큰 도움이 될 수 있을 것이다.
대한민국처럼 KF-21과 비슷한 범주의 자국 전투기를 개발하고 있는 다른 나라들로는 중국, 터키, 인도, 일본 등을 들 수 있다.
5세대 전투기로 홍보되고 있는 중국 청두 항공우주공사의 쌍발엔진 전투기 J-20은 대거 실전배치 되고 있는 반면 신형 4.5세대 단발엔진 전투기인 선양 항공공사의 FC-31은 여전히 개발이 진행 중이다. 중국이 만든 두 종류의 기체 모두 해외 수출 전망은 그리 좋지 않을 것으로 보인다.
터키의 TF-X와 인도의 AMCA 역시 4.5세대 쌍발엔진 전투기 개발을 목표로 하는 프로그램이며 인도의 경우 항모에 탑재할 수 있는 파생형도 희망하고 있는 중이다.
"인도 AMCA의 근본적인 문제점은 정부 소유 국영 방산업체인 HAL에 의존하고 있다는 사실입니다. TF-X의 근본적인 문제점은 터키 정부가 전투기에 있어 핵심적인 역할을 하는 주요 하위(sub) 시스템에 대해 마치 걱정할 필요가 없다는 듯이 연기를 하는데 있고요. 한마디로 대한민국 KAI가 만드는 KF-21 보라매는 인도 AMCA나 터키 TF-X보다 훨씬 더 밝은 수출 전망을 가지고 있다는 뜻입니다"라고 아불라피아(Aboulafia) 틸 그룹 부사장은 설명했다. 미국과 긴밀한 관계를 맺고 있는 또 다른 동맹국인 일본은 6세대 쌍발 전투기 F-X 프로그램을 추진하고 있다.
(일본이 개발하고 있는 F-3가 과연 제대로 된 6세대 전투기로 개발될 수 있을지에 대해서는 의문의 여지가 많습니다. 4.5세대 전투기인 KF-21을 10년이라는 시간 안에 개발하는 것을 ‘야심 차다’고 묘사하고 있는 영국왕립항공학회의 관점으로 본다면 6세대 전투기를 향후 10년 안에 개발하겠다는 일본의 발언은 더더욱 현실성이 떨어져 보이기 때문입니다.
게다가 한정된 적은 수량으로 제작될 F-3는 아주 비싼 고가의 전투기가 될 가능성이 높습니다. 일본은 이 F-3를 해외에 수출한다는 계획을 세우고 있지만 미국과 유럽 등은 이미 각자가 6세대 전투기 개발을 시작한 시점이기 때문에 과연 어떤 나라가 F-3를 도입할 의사가 있을지 궁금합니다. 그렇다고 동남아나 남미 같은 개발도상국들이 도입하기엔 지나치게 비싼 가격이 될 것이라는 점도 문제가 될 것이 분명합니다. 자세한 내용은 KKMD 311화. 『미/영 협력아래 차세대 전투기 F-3 ‘고질라’ 본격개발에 착수한 일본: 전문가와 분석해 본 F-3의 문제점과 미래는?』 편을 참고 하시기 바랍니다. 역주)
시간 일정을 맞추기 위한 노력의 경주
시제기가 출고되기 전까지 KF-X로 알려졌던 KF-21의 등장은 80년대에는 F-5로, 90년대에는 KF-16 전투기 면허생산으로 항공기 제조분야 경험을 쌓아왔던 KAI에게 있어 극적인 도약을 의미한다. 앞서 2000년대에는 록히드 마틴과 손잡고 T-50 초음속 제트훈련기를 개발하기도 했다. KAI는 이후 록히드마틴을 KF-21 프로그램 파트너로 참여시켜 1인승과 2인승에 걸쳐 총 120대의 KF-21을 대한민국 공군에 인도하기로 결정했다.
한국 방위사업청(DAPA)은 2015년 3월 한국항공우주산업 KAI를 주계약자로 선정하고 2016년 1월 KF-21의 개발을 시작했다. 이 프로그램은 2015년 미국이 당시 KF-X에 탑재하기로 계획되어 있던 AESA 레이더 및 기타 센서와 관련된 핵심 기술 이전을 거부하면서 예상치 못했던 난관에 부딪치기도 했지만 KAI는 2018년 6월과 2019년 9월에 각각 예비설계검토(PDR)과 주요설계검토(CDR)을 완료했다.
KF-21의 첫 비행은 2022년으로 예정되어 있고 6대의 시제기를 통한 비행시험은 2026년 6월까지 완료될 예정이다. Block 1과 Block 2에 걸쳐 양산된 120대의 KF-21은 2032년까지 대한민국 공군에게 인도될 계획이다.
KF-21은 마하 1.8의 속도를 낼 수 있을 것이며 현재 설계로는 내부 무장창을 갖추고 있지 않다. 대신 동체 하단에 설치된 반매립형 미사일 발사대에 시계 외 공중전을 위한 4개의 MBDA 미티어 장거리 공대공 미사일(BVRAAM)을 탑재하고 있다. KAI는 KF-21의 항속거리가 2900km이고 최대 무장 탑재량은 7.7톤에 달해 무기, 센서 및 낙하 탱크 등을 10곳의 하드 포인트에 장착할 수 있다고 밝히고 있다.
대한민국이 KF-21의 개발기간을 앞당기기 위해 기체 형상설계 및 특정 부품의 구성 그리고 국내외 컨텐츠의 밸런스에 대해 실용적인 접근법을 취했다고는 하지만 그럼에도 불구하고 이 정도 등급의 전투기를, 그것도 처음으로 설계하고 만드는 나라가 단지 10년 6개월이라는 시간일정(timeline)을 짜놓았다는 사실은 매우 야심 찬 것으로 비쳐질 수 있다.
"한국은 매우 야심 찬 일정을 세워놓고 있습니다. 특히 야심 차다고 지적할 수 있는 부분은 핵심적인 기술 및 부품 시스템을 스스로 구축할 수 있는 국내 역량을 개발하려는 그들의 노력입니다. 사실 KF-21 프로그램의 일정과 예산에 가장 큰 위험을 나타내고 있는 것이 바로 이 부분입니다"라고 아불라피아(Aboulafia) 부사장은 말했다.
한국 언론 중앙일보는 지난 6월 KF-21 시제기가 대부분 해체된 상태라고 보도했고 곧 지상 테스트가 시작되었어야 할 시점이었음을 감안할 때 이는 매우 이례적인 사건으로 보였다. 대한민국 방위사업청(DAPA)은 같은 달 발표한 해명자료를 통해 점검을 하기 위해 시제기에서 엔진을 분리한 사실은 인정했지만 해체 범위에 대해서는 부인했다.
KF-21의 시제기들은 개발 프로그램의 일환으로 2,000회 이상의 지상 및 비행 시험을 거치게 될 것이다. KAI는 뉴욕주 버팔로에 위치한 2.44 제곱미터 크기의 칼스팬(Calspan) 천음속 풍동 터널(transonic wind tunnel)에서 지난 5년 동안 3,000시간 이상의 천음속 풍동 실험을 이미 완료했다.
(천음속 遷音速 이란 기체 주변을 흘러가는 공기의 속도가 아음속과 초음속 사이를 오가며 혼재하는 상태를 뜻하며 대략 마하 0.8에서 마하 1.2 사이의 속도를 뜻합니다. 이 과정에서 서로 다른 공기의 속도 때문에 충격파가 발생하는데요. 이로 인한 공기역학적 현상을 관찰하기 위해 필요한 시설이 바로 천음속 풍동 실험실입니다. 초음속 전투기 개발에 있어서 매우 중요한 역할을 맡고 있는 곳이 바로 이 풍동실험실입니다.
실제로 전투기를 자체 개발하기 위해서는 아음속, 초음속, 천음속 풍동 실험실이 모두 필요한데 우리는 지난 2018년에 비로소 천음속 풍동 실험실을 가동하게 되었습니다. 그 전에는 기사에서 소개된 대로 미국 등지에서 실험을 해야 했는데요. 해외 풍동 실험실을 대여해도 사용할 수 있는 시간은 겨우 1분 남짓, 그 다음 실험을 위해서는 또 오랜 시간을 기다려야만 했다고 합니다. 해외 풍동 시설들이 보안을 이유로 극도로 까다롭게 굴었기 때문인데요. 우리 전투기를 해외 풍동 시설에서 실험한다면 중요한 실험 데이터 노출의 위험도 감수해야만 한다는 뜻이 됩니다.
이제는 국내에 모든 풍동 실험실이 갖추어졌기 때문에 더 이상 눈치 볼 일도, 데이터 유출의 위험도 사라졌죠. 4.5+ 세대 전투기 KF-21 보라매의 개발이 역사적 위업이 된다는 말이 절로 이해되는 부분입니다. 말 그대로 초고도 산업기반을 갖춘 극소수의 국가만이 해 낼 수 있는 기술집약적 프로젝트이기 때문입니다. 역주)
이후 내용은 2편에서 계속됩니다.
외신링크 https://www.aerosociety.com/news/south-korea-bets-big-with-kf-21/
South Korea bets big with KF-21 - Royal Aeronautical Society
The KF-21 fighter will grow into the backbone of the Republic of Korea Air Force and a pragmatic development approach could secure its export future. ATUL CHANDRA reports.
www.aerosociety.com
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