航空部品産業 分析과 航空機用 브레이크 燒結摩擦材의 制動特性 硏究

Abstract

항공기는 20만개 이상의 부품으로 구성되는 첨단기술의 결정체로, 항공산업은 관련산업에 대한 파급효과가 매우 높은 고부가가치 산업이다. 산업별 부가가치의 비교에서도 항공기는 43.9%, 자동차는 24.8%, 컴퓨터는 36.9% 그리고 인공위성은 51.0%로 항공산업의 부가가치가 상대적으로 높고, 민간항공기의 향후 생산전망도 대형여객기는 2015년까지 약 7,900여대로 연평균 800여대의 생산이 이루질 전망이며, 헬리콥터는 약 18,730여대로 연평균 1,870여대의 헬리콥터가 생산될 예정으로 약 1,200억불의 시장을 형성할 것으로 예상된다. 그러나, 선진국들이 주도하는 국제적인 지적소유권 및 환경기준의 강화는 기술적 요인에 의해 국가간의 격차를 심화시키게 될 것이고 이러한 추세는 앞으로 더욱 극심해질 것으로 예상되며 더불어 해외 기술시장은 지적소유권 및 기술보호라는 신국제규범에 따른 독과점 형태의 시장이 형성될 것으로 보인다. 이러한 항공부품산업은 특성상 이미 개발된 부품을 유사한 다른 기종의 항공기에 맞게 개조하여 활용할 수 있고, 기계, 금속, 재료 및 전기전자 등 다수의 타 산업분야와 직접적으로 연관되어 있어 기체 조립생산 산업보다 타 산업분야에 대한 파급효과가 크고 기 구축된 기술기반의 활용성이 매우 높다고 할 수 있다. 이러한 환경하에서 향후 우리나라가 항공산업을 주력의 전략 산업으로 육성하고 안보와 함께 국가 경쟁의 향상을 도모하며 국제적 위상을 재고하려 한다면 기술기반의 확보와 함께 다음과 같은 추가적인 추진사항이 필요할 것으로 판단된다. 첫째로, 국가적인 항공산업 관리능력의 보완이다. 정부차원에서 전문인력의 확보와 함께 전담 부서를 설치하여 대외 신인도를 제고하고 전 항공산업에 대한 계획 및 추진에 대한 일관성을 유지할 필요가 있다. 둘째, 새로운 항공기의 설계개발은 많은 비용이 소요되므로 계열기의 활용 및 소요도출에 최선을 다해야 한다. 셋째, 국가적인 특별 개별지원과제 등을 통하여 첨단 핵심기술 확보 및 부품 국산화를 도모해야 한다. 넷째, 차세대 항공기 개발을 위한 기반시설 확보를 추진하여야 한다. 이러한 사항을 추진함으로써 우리만의 장점을 이용한 틈새 시장공략의 전략을 세우고, 기술확보가 최우선인 기술경쟁 사회에서 뒤지지 않고 대등한 입장에서의 기술교류, 공동개발 등의 구매협상을 할 수 있을 것이다. 또한, 국내 항공산업 활성화를 위해서는 첫째, 절충교역 계획(Off Set Program)의 활성화, 둘째, 부품산업 활성화, 셋째, 항공기 개발을 통한 기술 고도화, 넷째, 효율적인 생산체계(전문화/계열화) 확립, 다섯째, 정부차원의 육성지원체계 구축이 필요하다. 항공부품산업의 전략적 분석과 함께 항공기의 중요 핵심분야 중의 하나인 제동장치에 있어서 브레이크 소결마찰재에 따른 제동특성에 대한 연구를 수행하였다. 소결마찰재의 재질에 따른 제동특성을 살펴보기 위하여 높은 운동에너지를 가지는 항공기 제동장치에 적용되는 금속계 소결마찰재와 내열강 간의 마찰특성 연구를 목적으로 항공기용 금속계 마찰재를 Lab-Scale Dynamometer를 이용하여 시험하였다. 시험결과 첫째, 철(Fe)계 마찰재는 동(Copper)계 마찰재에 비해 높은 마찰계수와 고속에서의 마찰계수 안정성을 가지고 있었으며, 둘째, 디스크 공격성은 동계 마찰재가 철계 마찰재보다 상대적으로 낮았으며, 셋째, 동계 마찰재가 철계 마찰재보다 제동시 급격하게 온도가 상승하며, 냉각도 빠른 것으로 나타났으나, 동계 마찰재라도 마찰재 함유량에 따라 그 특성이 달라지는 것으로 나타났다. 넷째, 마찰재에 따라 마찰면에 형성되는 산화피막의 안정성과 마모분의 거동도 다른 것을 알 수 있었으며 다섯째, 마찰재와 디스크는 금속전이에 의해 각 금속성분이 이동하며, 특히 철계 마찰재에서는 디스크에서 전이된 철(Fe)이 산화피막을 형성하여 마찰시 실질적인 접촉이 이루어짐을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통하여 항공기 제동장치의 동계와 철계 마찰재의 설계기술을 확보하고 소결마찰재의 독자적인 제품을 설계 및 개발하는데 큰 도움을 줄 수 있으리라 생각된다. 본 연구를 통하여 항공기 제동장치의 소결마찰재에 대한 제동특성과 함께 주력 전략사업으로서의 항공산업을 위한 방안과 항공부품산업 활성화를 위한 제언을 통하여 앞으로의 우리나라 항공산업 발전은 관련산업의 증대와 함께, 정보통신의 기술수준 향상 및 기반기술의 발전을 통해 산업전반에 걸쳐 기술혁신을 유도함으로써 국가의 경제성장에 견인차 역할을 수행할 수 있을 것으로 판단된다.