한국항공우주연구원

기자가 뽑은 과학자 강연 '꿈의 엔진을 만들다!' 2019.2.14<br /><br /> [김진한 단장 발사체엔진개발단]<br /> 오늘 말씀드릴 내용은 주로 그 저희가 개발해온 75 텀 엔진을 하이라이트로 보고<br /> 제가 이제 그 전에 좀 설명을 드리고 앞으로의 방향은 토론회때 진행되지 않을까 생각합니다<br /> 우주 역사를 볼 때 가장 정말 레전드 들이다 라고 하는 사람을 보면<br /> 미국에 있는 폰 브라운 그리고 이 어<br /> 러시아에서는 그 엔진 개발한 글루시코와 까를리오프 두 사람인것 같습니다<br /> 전체 세 사람인데, 이 글루시코라는 사람은 지금 우리가 잘 알고있는 그<br /> RD180엔진의 전신들을 만들었고요<br /> 에네르기아 부란(스페이스셔틀 러시아 버전)의 RD170 엔진<br /> 그리고 어 소유즈에 들어가는 엔진 이 사람은 거의 뭐 엔진에<br /> 관련한 러시아의 레전드고 세계의 레전드 라고 할 수 있습니다<br /> 미국에서도 이 사람이 만든 엔진을 보고 우리보다 10% 앞서 있다 라고<br /> 미국 사람이 자기 논문에서 그렇게 밝힌다 있습니다<br /> 우리가 지난번에 나로호 쏠 때 1단에 들어간 RD151,RD191과 같은 계열이죠<br /> 앙가라에 들어가는 그 엔진도 결국은 이 사람이 만든 것의 파생형입니다<br /> 이 사람이 한말이 있다고 합니다 이게 전 진짠지 아닌지 모르지만 러시아<br /> 전문가들로부터 회자되는 얘기입니다 엔진이 좋으면<br /> 발사체 아무렇게나 만들어도 날라간다 이런 뜻입니다<br /> 그래서 담벼락을 달고도 날라간다 엔진이 중요하다는 것을 이 사람이 극구<br /> 강조를 했죠<br /> <br /> 저희는 그 엔진은 언제부터 실질적으로 위성을 발생할 수 있는 터보펌프식 엔진을 개발 했느냐<br /> 나로호 때입니다 저희가 나로호를 얘기를 할 때 어<br /> 반쪽의 성공이라고 회자 되기도 했고<br /> 그렇지만 우리나라는 사실 그 당시에는 독자 개발할 능력이 없다는것을<br /> 우리가 인정을 해야 되고 그럴 수밖에 없었고 나로호를 개발을 하면서<br /> 한쪽에서 우리가 30톤 엔진을 개발을 했습니다<br /> 그러니까 엔진 전체를 끝까지 가지는 않았지만 우리가 이제 준비하기 위해서<br /> 이 핵심 부품인 터보펌프, 연소기, 가스발생기 이 세 아이템을<br /> 개발을 시작을 했고 지금 요번 한국형 발사체 에서 문제가 됐던 탱크 또<br /> 그 때 나로호때부터 준비를 해왔습니다<br /> 어 이게 이제 지금은 75톤이지만 제 30톤 좀 작은 엔진으로부터<br /> 저희가 시작을 했고 이것을 개발하고자 했던 것은 미래를 본 것도 있었고<br /> 당시의 러시아랑 만약에 우리가 러시아에 의해서 정치적이든 어떤 영향에 의해서<br /> 우리가 이 프로젝트가 가지 않는다면 어떻게 할 것이냐 라는<br /> 것 에 대한 대안으로<br /> 그런 만약에 안되면 우리가 30 톤으로 쏘겠다 라고 해서 이제 한쪽에서<br /> 개발을 시작을 했는데요<br /> 당시는 우리나라의 인프라가 거의 뭐 전무하다고 보시면 됩니다 이 30톤<br /> 엔진에 들어가는 핵심 부품을 시험하는 설비 조차 없었어요<br /> 어 그래서 나로호를 한쪽에서 개발하면서 엔진 개발자들은 이 30톤 엔진을<br /> 개발하기 위한 노력을 하면서 설비도 없으니 러시아에 가서<br /> 설비를 빌려서 시험을 하기로 합니다<br /> 그래서 이 터보펌프를 설계하고 제작을 해서<br /> 러시아에 가서 시험을 했는데 어 그게 2007년 입니다 2007년에 가서<br /> 어 안정된 시험, 실매질 추진제를 넣지 않고 하는 시험 좀 몇 번 하다가<br /> 진짜 추진제를 넣고 시험하는 첫번째 시험에서 바로 터졌습니다<br /> 제가 그때 이제 터보펌프 팀장으로 있었는데 어 엄청난 그 스트레스였죠<br /> 그래서 2008년에 1년 동안 다시 우리나라에 들어와서 제작을 하고<br /> 설계하고 제작을 해 가지고 다시 가서 시험을 한 결과 성공을 했습니다<br /> 슬로우스타트로 해보다가 18,000RPM 정도에서 바로 터졌습니다<br /> 2007 12 April.2007<br /> 2008 28 April.2008<br /> 성공은 실패를 먹고 살 수 밖에 없습니다<br /> 어 이것이 실패라고 생각을 하지 않고 과정이라고 저는 생각을 했고<br /> 어 제가 언론에서도 이제 뭐 얘기한 적이 있지만 내가 어디까지 왔는지를<br /> 모르겠어요<br /> 터졌는데 더 터보펌프는 터지면 엔진도 그렇지만 얘가 어떻게 하냐면 산화제가 있잖아요<br /> 액체산소가 있으면 불꽃이 한번 시작되면 액체 산소가<br /> 없어질 때까지 계속 불이 납니다<br /> 그러니까 원인 규명이 굉장히 힘들어요 다 전소가 되기 때문에 다는<br /> 아니지만 그 부분이 완전 전소가 되기 때문에 나중에 시편을 이렇게 남은 것<br /> 조각들을 봐도 어디가 잘못됐는지 구분하기가 참 힘들어요 그래서<br /> 와서 그것을 분석하면서 다시 우리의 약점이 어디일까를 찾아내는 그 과정은<br /> 어 굉장히 중요했고 그걸 통해서 많은 우리를 다시 되짚어 보고 우리<br /> 설계를 다시 검토하고<br /> 이런거에 대한 기술이 한 단계 올라갔습니다<br /> 그래서 이 이 당시에 기술을 이용해서 75톤과 7톤 지금 개발한 엔진<br /> 의 기술이 그대로 활용 된겁니다<br /> 그래서 아<br /> 지금 한국형 발사체를 하면 사실은 옆에서 다음 발사체 사용을 엔진을 지금<br /> 개발하고 있어요 핵심 기술들을<br /> 그런데 그런 예산 들이 지금 없는게 좀 많이 아쉽구요<br /> 그래서 기술 장벽을 지금 뛰어넘는 일을 했는데 지금 75 톤 개발을<br /> 하면서 30톤 에서는 나타나지 않는 현상이 나타납니다<br /> 이게 이제 엔진이 커지면서 특히 액체산소 캐로신 추진제 조합에서<br /> 나타나는 현상인데요<br /> 연소불안정현상 때문에 연소기가 터지는 일을 경험합니다<br /> 연소불안정은 잘 아시다시피 어 화염에 대한 그런 음향과 고유한 연소기의 음향장이 만나면 이것이 연료등이 한쪽으로 쏠리면서<br /> 터지는 그런 현상입니다<br /> 바로 터졌습니다 연소기 단품시험입니다 엔진 시험이 아니라<br /> 연소기 시험인데 이것을 이제 극복하기 위해서 저희가 설계를<br /> 계속 한 12번 정도 어 바꾸면서 했습니다<br /> 이 연소실의 섭동 압력이 한 10% 에서 13% 까지 나와서 이거를 어<br /> 3% 이내로 5% 이내로 최소한 줄여 줘야 실제 엔진으로 사용할 수<br /> 있습니다<br /> 그래서 저희가 계속 설계 변경을 해서 제작을 하고 시험을 해서 결국<br /> 1.3% 까지 2016년에 끝냈고 이 연소기를 엔진으로 조립을 해서<br /> 조립 기간이 필요 하겠죠 그래서 2016년 6월 제가 첫 엔진시험을 하게 됩니다<br /> 75톤급 엔진 시제 1호기 75초 연소시험 성공 2019년 6월 9일<br /> 아 여러분은 어떠실지 모르겠네<br /> 저는 아직도 봐도 가슴이 막 두근두근 거려요<br /> 엔진시험을 보면 터질까봐<br /> 어 이런 연속 불안정을 겪었고 이것을 극복을 하는데 10개월에 어<br /> 기간으로 사실은 했다는 것은 굉장히 놀라운 일입니다 왜냐면<br /> 제작만 해도 6개월 7개월이 걸리는 작업이거든요<br /> 설계변경 에서 제작을 하기 때문에 그래서 이걸 어떻게 했냐면<br /> 미리 설계변경 하지 않을 않은 부분 그리고 할 부분만 남겨놓고 제작을 할<br /> 수 있는 데까지 해서 나중에 그걸 투입을 해서 시간을 줄이는 그런 노력들을<br /> 합니다<br /> 그 리더의 중요성에 대해서 제가 좀 얘기 하고 싶습니다 그 이것은 이제 뭐<br /> 개인적인 제가 이제 뭐 존경하는 분이기도 하고<br /> 어 저희 이제 항공우주연구원 전 원장님이시면서 나로호를 개발을 할<br /> 당시에 연구책임자 입니다<br /> 근데 어 일부는 이분을 나로호의 아버지 뭐 이렇게 얘기를 하는데 어 저는<br /> 그것에 대해서 좀 불만입니다 우리나라의 그 저는 이분이 레전드라고 보고요<br /> 로켓에 있어서는 이분에 의해서 개발이 됐고 정착이 됐고 아까<br /> 말씀드린 30톤도 사실 미리 투입하는 게 필요한데 아무도 도와주지<br /> 않았고 이분이 투입한다 해야 된다는 그런 의지에 의해서 이것이 미리<br /> 개발됐고 만약에 그것이 없었다면 지금 누리호의 엔진은 없었습니다<br /> 그리고 어 나로호가 없었다면 누리호를 시험 발사를 하는 그 과정<br /> 지상에서 운용 이라든가 발사 과정 여러가지 문제점들을 찾아내는 기술들을<br /> 우리가 국내에 구축할 수 없었습니다 그래서 저는 이분을 나로호의 아버지가<br /> 아니라 우리나라의 로켓의 아버지라고 저는 생각을 합니다 개인적으로는<br /> 그래서 이런 레전드 들에 대해서 우리가 좀 예우를 할 필요가 있을 것<br /> 같고요<br /> 그래야 이제 과학자들이 또 그 열심히 더 자기의 그 커리어를 위해서<br /> 열심히 하겠죠<br /> 네 지금은 이젠 뉴스페이스 시대라고 합니다<br /> 그 뉴스페이스 시대라고 합니다 뉴스페이스 시대는 잘 아시다시피 정부에서<br /> 주도하는 일방적인 개발에서 이제는 민영화 산업화 그리고 수익 창출과 다방면의<br /> 어 일들이 민간 차원에서 이루어지고 있습니다<br /> 우리가 이런 뉴스페이스 시대를 살면서 어떻게 할 것인가를 좀 생 우리는<br /> 어떻게 인제 이제 시작인데 걸음만 데 어떻게 할 것이냐를 좀 생각을 해야<br /> 되겠죠<br /> 2011년에 미국의 그 의회 에서 그 암스트롱 달나라에 간 첫 번째분이죠 <br /> 이분이 연설을 합니다 여기에서 뭐라고 하냐면<br /> 어 민간화 하는 우주 영역에서 민간화 하는 것은 문제가 많다<br /> 이것은 어<br /> 안전성에 문제가 생기고 그것은 결국 많은 돈을 또 정부가 쏟아 내야 하는<br /> 부분들이다 라고 하면서 그건 옳지 않다 라고 얘기를 했는데 이제 엘런머스크가<br /> 2012년에 굉장히 울먹울먹하면서 얘기를 해요<br /> 어 나의 히어로인 그 사람이 그렇게 얘기한 것이 굉장히 좀 마음이 아프다라고 하면서<br /> 그렇지만 결국 이 사람이 엘런머스크가 많은 일들을 이뤄내죠 12년<br /> 이후에 그래서 지금은 그것에 대해서 아무도 얘기할 사람은 없는 것 같습니다<br /> 그렇지만 차이가 있습니다 우리나라와의 차이 우리는 지금 아무것도 없는<br /> 상태에서 모든 것을 개발해야 된거고<br /> 나사 미국에서는 그냥 백화점입니다 모든 것이 개발에 놓은 그런<br /> 기술들이 있는데 그것을 딱딱 뽑아서 그것을 잘 엮어 가지고 자기가 맞게<br /> 사용하는 게 엘런머스크의 일이었죠<br /> 그래서 뭐 올라갔다 다시 내려오는 그런 기술들은 이미 나사에서 다 그<br /> 부분 부분 기술들을 다 엮어 논거 해놓은 것입니다<br /> 그래서 우리는 지금 걸음마를 시작을 하는데 어<br /> 우리는 나면서부터 뛸 수밖에 없지 않은가 그런 생각을 해보고요<br /> 그러려면 우리가 한쪽에서는 지금 개발을 하지만 미래에 대한 투자를 많이 해야 된다<br /> 미래에 대한 앞에 있는 필요한 기술들을 미리미리 투입을 해서 한쪽에서<br /> 개발을 하는 것이 반드시 필요하다 그렇지 않으면 계속 우리는<br /> 쫓아가다가 마느 그런 나라가 되겠죠<br /> 한쪽에서 저희가 이제 엔진을 지금 75톤 라고 7톤을 가스 발생기<br /> 사이클이라고 하는데<br /> 이거보다 더 극한의 엔진 어 더 성능이 좋은 엔진<br /> 오늘 저희가 개발 중에 있습니다 많은 예산이 안 들어가고<br /> 어 일 년에 불과 한 10억~15억 정도 가지고<br /> 원래는 엔진 개발 하려면 DM스트레이터모델까지 나오기까지<br /> 최소한 500억에서 700억원 있어야 됩니다 그런데 이러한 것을 우리가<br /> 지금 진행 중에 있구요<br /> 다단 연소 엔진 이라고 해서 쉽게 이해하시면<br /> 어 한국형 발사체 75톤의 한쪽에서 검은 연기가 나오는데 이것은 버리는<br /> 겁니다<br /> 엔진 전체 유량의 한4~5%를 버리는데요 이것을 다시 연소기로 넣어서<br /> 한번 더 태우는<br /> 보일러로 말하면 한번 더 타는 보일러 그런 식인데 이 다단 연소 엔진의<br /> 저희가 시험을 합니다<br /> 오늘 보여드릴 영상은 성공한 지금 600 초까지 성공한 영상이<br /> 유튜브에 올라와 있습니다 오늘은 실패한 것만 보여드리겠습니다 저희가 실패한<br /> 다단 연소 엔진 시험입니다<br /> 오래 걸리지도 않습니다<br /> 바로 폭발해버립니다<br /> 저희가 터보펌프나 옛날에 그 러시아 가서 시험 했을 때는 설비 일부가<br /> 망가지는 상태가 있었는데 저희가 이제 그 터졌을 때 어떻게 설비가<br /> 보호되어야 되느냐 이런 것을 고려해서 만들었기 때문에 이렇게 터져도<br /> 주변에 배관 정도만 파손되고<br /> 실험실안에는 다시 또 금방 복구 가 되는 그런 설비를 갖춰 놨습니다<br /> 그래서 뭐 전에 러시아 사람이 와가지고 에네르고마쉬 아까 그<br /> 유명한 러시아의 엔진 만드는 회사에서 와서 우리나라가 설비를 보고서<br /> 엔진은 모르겠지만 설비의 대해서 우리가 같이 좀 연구를 하자<br /> 자기네 연구원들을 보낼 테니까 좀 같이 좀 어 했음 좋겠다 배우겠다<br /> 우리가 이제 it 나 이런 컴팩트한 기술 이런 것들 여러것을 접목해 놓아서<br /> 와서 배우고 싶었던 사실이 있습니다<br /> 마지막으로 기대와 희망을 하면서 마치겠습니다 그 오늘 여기 계신 모든 그<br /> 분들 중에 많은 분들이 젊은 학생들이고 젊은 과학자 들이 많은것<br /> 같습니다<br /> 우리나라의 그 로켓 분야는 굉장히 밝다고 생각을 하고<br /> 어 희망을 갖게 됩니다 그리고 심지어는 그 스타트업도 젊은 회사에서<br /> 이게 돈이 되는 것도 아닌데<br /> 될까 막 이런 어 사람들의 많은 우려가 있지만 스타트업들도 많이<br /> 생겨나고<br /> 우리나라의 그 풀뿌리는 굉장히 아주 좋은 환경이라고 합니다 다만<br /> 어 정부에서 이런 것들을 어떻게 우리가 유지해 가고<br /> 이런 씨드 들을 잘 뿌려서 가꾸어 나갈 것이냐 이것은 결국에는 그<br /> 기성세대와 정부의 몫인 것 같습니다<br /> 그래서 많은 희망을 해보고요 어 젊은 연구원들 우리 항우연에도 그렇고<br /> 외부에도 그렇고 로켓하는 사람들은 정말 열정적이고<br /> 어 머 주52시간 그런것도 상관없이 그냥 자기 좋아서 하는 그 덕후<br /> 들입니다<br /> 그래서 굉장히 밝다 라고 생각하고<br /> 제가 걱정되는 것이 있다 젊은 연구자들에게 희망을 줘야 되는데 정말<br /> 우리 나라에서 그러한 투자를 좀 해주고 씨드를 만들 수 있을까<br /> 아 그런 우려도 해보지만<br /> 같이 여기는 분들이 만들어 가면 될 것 같구요<br /> 오늘 여기 같이 계신 분들은 같은 패밀리라고 생각합니다<br /> 우리나라의 그<br /> 그 우주의 미래를 위해서 같이 힘써서 한번 노력했으면 좋겠습니다<br /> 뭐 분위기도 또 좋게 할게 몇 번 나게 한테 한번 한마디씩 했으면<br /> 좋겠습니다<br /> 당신은 우리 우주의 미래 입니다 한번 해보시죠<br /> 같은 패밀리로 그 지금은 여태까지는 점 그 항우연과 그 기업체와<br /> 이런 것들이 조금 그 뭐랄까<br /> 벽이 있을 수밖에 없었습니다 왜냐면 서로가 어떤 것을 해야 되고<br /> 어떤 것을 아는 것에 대한 분명한 그 철학 들이 좀 없었던 것 같아요<br /> 그러니까 분명히 항우연이 해야 될 롤이 있고 업체가 해야될 롤이 있고<br /> 그것이 또 이제 아 앞으로 나아갈 방향이 어떤 방향 인가를 우리가 생각을<br /> 해보고 한몸이 되서 나가야 될 것 같구요<br /> 결국에는 우리나라도 산업화와 저비용 이쪽으로 가야 될 것 같습니다<br /> 그러기 위해서는 어떻게 우리가 힘을 합쳐야 되나 다같이 한번 머리를<br /> 싸매고 같이 노력해야 될 것 같습니다<br /> 어 이상으로 제 발표를 마치겠습니다 감사합니다