일본산업뉴스요약

항공부품, 전동화의 바람을 타라
일본의 기술, 보잉에 접근/ 산∙학∙관으로 기술집결

항공기의 전동화를 위한 기술혁신이 시작되었다. 미국 보잉과 유럽 에어버스의 두 대형 항공사는 물론 스타트업 기업도 전동항공기 연구를 본격화하고 있다. 배터리나 모터, 경량화 등 전동화의 기술은 일본에게는 난공불락의 성과 같다. 2020년대에 도래하는 ‘하늘의 이동혁명’을 앞두고 전동항공기는 기존의 경쟁 지도를 다시 쓸 가능성도 안고 있다.

1월 15일, 경제산업성 본관 17층에 있는 회의실은 기대와 긴장에 싸여있었다. 미국 보잉의 레그 히슬롭 CTO와 장래의 항공기기술 부문에서 협업하는 일본 기업과의 킥오프 회합이 열렸다.

“보잉은 지금 미래를 전망하고 새로운 기술에 초점을 맞추고 있다. 사람들의 이동 방법은 앞으로 수십 년에 걸쳐서 혁신적으로 진화한다”. 히슬롭 CTO는 GS유아사나 도레이, 미쓰비시중공업 등 10개 기업∙연구기관의 경영진 앞에서 열정적으로 설명하였다. “각 사의 능력을 듣고 싶다. 장래의 항공업계를 만들 기술 계획에 대해서도 의견을 교환하자”라며 적극적이다.

같은 날 보잉은 경제산업성과 미래의 항공기 기술협력에서 합의하였다. 전동화 기술, 경량화에 불가결한 복합재 제조, 생산의 자동화 등이다. 비밀주의로 유명한 보잉이 미래 항공기 전략이나 비전에 대한 정보 제공까지 약속하고 일본 기업에 접근하는 것은 이례적이다.

-- CO₂ 삭감 --
자동차와 마찬가지로 항공기도 이산화탄소(CO₂) 삭감의 흐름과 무관할 수 없다. 세계의 기체∙엔진 등 항공기관련업체가 공동 출자하여 설립한 연구기관 ATAG(Air Transport Action Group)는 2050년의 CO₂ 배출량을 05년 대비 반으로 줄인다는 목표를 세웠다. 물론, 현재의 제트기로는 달성이 불가능하다.

전동비행기라고는 하지만 동력원은 내연기관과 병용하는 ‘하이브리드’가 당면의 현실적인 해답이다. 단, 내부의 제어시스템의 경우는 이야기가 다르다. 보잉과의 제1탄 협업파트너로 선정된 전기업체 Sinfonia Technology는 그 장래성에 기대를 건다.

“전동화로 새로운 장을 구축하고 싶다”. Sinfonia의 항공우주기기 공장의 세타(瀬田) 공장장은 말한다. Sinfonia의 항공우주사업 매출은 방위용이 약 80%를 차지한다. 소형 모터나 전동 액추에이터, 발전기 등에서 민간을 포함한 새로운 사업 기회를 잡지 못하면 장래에 대한 전망은 서지 않는다.

모터, 인버터, 배터리, 발전기, 절연재, 도전재, 센서. 항공기에 요구되는 기술도 크게 바뀐다. 부품업체는 12년부터 “항공기∙엔진전동화시스템연구(MEAAP)’라고 부르는 저변 활동을 계속해 왔다. 엔진부품기업인 IHI를 리더로 하여, 시마즈제작소와 나브테스코(Nabtesco), 스미토모정밀공업, Sinfonia 등이 이름을 올렸다.

MEAAP를 발족한 주역이기도 한 IHI 장래기술프로젝트그룹의 오요리(大依) 그룹장은 “일본의 항공기산업은 장비나 시스템이 약하다. 전동화는 게임체인지의 계기가 될 것이다”라고 말한다.

항공기 개발에는 조 단위의 개발비가 필요하다. 위험을 분산하기 위해 국제분업개발이 진행된 결과, 보잉과 에어버스에 대항할 수 있는 부품업체도 탄생하였다. 장비나 시스템은 프랑스 사프란, 미국 유나이티드 테크놀로지 등 모두 조 단위의 매출을 올리는 거대 공급업체가 이미 대두하고 있다. 세타 공장장은 “일본 기업이 단독으로 승부해도 이길 수 없다”라며 확실한 규모의 차이를 실감한다.

MEAAP의 유니크한 점은 단품이 아니라 시스템을 제안한다는 점에 있다. 나브테스코 항공우주컴퍼니의 야마모토(山本) 계획부장은 “장비품업체의 전체최적의 발상으로 착수할 수 있다”라고 이점을 강조한다.

예를 들면, 전동화는 열 제어를 해결하지 못하면 앞으로 나가지 못한다. 나브테스코는 고전압 배전 장치에서의 열 제어에서 우위에 있다. 공조는 시마즈제작소, 열교환기는 스미토모정밀, 연료시스템은 IHI의 특기 분야다. 최적의 배열처리시스템을 어떻게 구축할 것인가를 회사를 초월하여 검토해 왔다.

-- 보수∙정비 간단하게 --
전기, 유압, 공기의 3계통이 병존하는 기존의 기체시스템도 30년대에는 전기 중심으로 이행할 것이다. 배터리의 출력 부족이나 비상시의 백업 등 과제는 있지만 가볍고 심플한 조작 계통은 보수∙정비의 간소화에 의한 노동력 부족 해소에 도움이 될 것으로 보인다.

전동화에는 유럽도 상당히 주력하고 있다. 전후, 항공우주업계를 석권하는 보잉에 대항하기 위해 유럽은 국경을 초월한 항공기업체 재편으로 현재의 에어버스를 탄생시켰다. 전동화 기술의 결집에서도 앞선다.

에어버스는 독일 지멘스나 영국 롤스로이스와 협력하여 하이브리드 전동항공기 ‘E-FanX’를 공동 개발하여 20년에 시험 비행하는 단계까지 왔다. 열 제어, 전동추진시스템, 배전 등 기술의 안전성이나 신뢰성을 3사 연합으로 발전시킨다.

지멘스는 직접 소형전동기 ‘330LE’를 시험 비행시키는 등 새로운 성장의 씨앗으로서 항공기의 전동화에 주력한다. 스타트업의 경우는 보잉이 출자하는 미국 주넘에어로(Zunum Aero)가 20년대의 소형 전동항공기의 실용화를 목표하고 있다.

유럽, 미국과 일본의 결정적인 차이는 목표한 기초기술을 조기에 완성기로 승화시켜 실증할 수 있다는 점에 있다. 나브테스코의 야마모토(山本) 씨는 “새로운 전동화 기술을 채용한 완성기의 신뢰성을 어떻게 높여 나갈 것인가가 열쇠다”라고 지적한다.

일본의 전동화 기술의 사회 실장의 수용처로서 기대를 받는 것이 우주항공연구개발기구(JAXA)가 18년 7월에 설립한 ‘항공기전동화(ECLAIR) 컨소시엄’이다. JAXA미션프리항공기기술팀의 니시자와(西沢) 팀장은 “전동항공기의 과제를 공유하고 공동으로 연구한다. 일본기업이 이니시어티브를 발휘하기 위한 기반으로 만들고 싶다”라고 말한다.

일본에는 전후 GHQ(연합국군총사령부)의 항공금지령으로 인해 7년간 항공기 설계나 제조가 금지되었던 경험이 있다. 제트기라는 기술혁신에 뒤처지면서 자동차와 같은 완성기업체를 육성하지 못했기 때문이다.

독일에서 제트기가 개발되어 하늘을 난지 80년이다. 전동화는 항공기산업에 제트기 이후의 패러다임 시프트를 초래할 잠재력을 갖고 있다. 항공기 대국의 부활을 목표로 새로운 도전의 스위치가 눌러졌다.

 -- 끝 --