기계연구원, 차세대 헬리콥터 핵심 기술 국산화 성공

회전익기 동력전달장치 4대 핵심부품 원천기술 확보

클러치·기어·하우징·베어링의 설계·해석 원천기술…국방력 강화

[대전=뉴시스] 기계연구원 이한민 실장팀이 개발한 차세대 회전익기 동력전달장치용 4대 핵심부품과 이 실장팀.(사진=기계연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 회전익기(헬리콥터) 성능과 내구성을 좌우하는 동력전달장치 4대 핵심부품에 대한 설계 및 해석기술을 국내 최초로 확보했다.

한국기계연구원은 가상공학플랫폼연구본부 산업기계DX연구실 이한민 실장팀이 차세대 회전익기 동력전달장치의 핵심 구성품인 클러치, 기어, 하우징, 베어링에 대한 독자 설계·해석기술 개발에 성공했다고 22일 밝혔다.

동력전달장치는 회전익기 엔진의 동력을 로터(프로펠러처럼 도는 날개)에 전달하는 주요 장치로 고속 회전환경에서 안정성을 유지해야 하고 항공기 무게를 줄이기 위한 경량화기술이 요구돼 난이도가 높다.

이번에 연구팀은 4대 핵심부품 각각에 대한 독자적인 설계·해석기술을 개발하고 시제품 제작 및 시험평가를 통해 검증도 완료했다.

클러치 분야에서는 요소부품 및 시스템 설계·해석기술을 개발하고 건식·습식 마찰재의 내열성, 저손실, 저마모 성능을 향상시키기 위한 원천기술을 확보했다. 정적시험 및 내구시험을 거쳐 개발된 기술의 성능과 신뢰성 검증도 완료했다.

기어 분야에서 확보한 기술은 고속·경량화 구현을 위한 몸체형상 설계·해석기술과 하이브리드 다이나믹 해석기술이다 .독자적인 설계프로세스를 기반으로 해외 선진기술 수준의 경량화 기어를 제작했으며 기술검증도 이뤄졌다.

하우징 분야에서는 위상최적화 및 통합해석기술을 개발하고 3D 프린팅 제작을 위한 공정해석 및 최적화기술을 확보했다. 또 경량화를 위한 최신 기술로 TPMS(Triply Periodic Minimal Surface) 구조를 적용해 하우징을 제작했으며 강성시험을 통해 기술의 유효성을 검증했다.

베어링 분야에서는 형상 설계·해석기술과 함께 강화학습 기반 설계 최적화기술 및 CFD(Computational Fluid Dynamics·전산유체역학) 기반 동력손실 해석기술을 확보했다. 이후 수명시험 및 효율시험을 통해 개발 기술의 성능도 입증했다.

이로 그동안 국내에 부재했던 설계·해석·최적화에 이르는 독자 프로세스가 구축돼 4대 핵심부품 각각에 대한 자체 설계 역량을 갖추게 됐다.

이한민 연구실장은 "해외 기술에 종속돼 있던 항공용 동력전달장치 분야에서 독자적인 기술 자립기반을 마련한 것은 국방 기술 안보강화에 의미가 크다"며 "차세대 회전익기 실용화단계에서 이 기술이 적극 활용될 수 있도록 지속적인 연구개발과 산·학·연 협력을 이어가겠다"고 말했다.


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