그로부터 3년이 지난 2005년 8월 31일 언론들은 일제히 이 항공기에 주목했다. 경남 사천의 한국항공우주산업(주)(KAI·사장 정해주) 본사에서 열린 이 항공기의 양산(量産) 1호기 출고식에서 언론들은 ‘세계 12번째 초음속기’라는 수식어를 붙여 ‘T-50 골든 이글(Golden Eagle)’을 소개했다.

이날 출고식에 참석한 노무현 대통령은 축사를 통해 “우리 기술로 만든 최초의 초음속 항공기를 출고하게 된 것을 매우 뜻깊게 생각하고 온 국민과 더불어 진심으로 축하한다”며 개발에 힘쓴 사람들을 한껏 치켜세웠다.

이어 그해 11월 아랍에미리트(UAE)에서 열린 두바이 에어쇼는 T-50을 위한 무대였다. 국제무대에 첫 선을 보인 T-50은 뛰어난 기동력으로 각국 공군 관계자들의 찬사를 받았다. 당시 중동 5개국을 순방 중이던 이해찬 국무총리도 에어쇼에 참석해 세일즈 외교를 펼쳤다.

2005년 말 한국과학기술단체총연합회이 뽑은 ‘올해의 과학기술 뉴스’ 7위에 오르며 화려한 한해를 장식한 ‘검독수리’의 이면에는 그러나 1997년 미국의 록히드 마틴사와 공동개발에 착수한 이후 2001년 10월 시제 1호기 출시, 2006년 초 T-50의 경공격기 A-50의 미사일 발사 시험 성공까지 1400여회의 시험비행과 1000여명이 넘는 기술진의 노력이 숨겨져 있었다.

30만개가 넘는 부품과 15km에 이르는 전선을 담고 있는 이 항공기에는 그 이상의 피와 땀이 서려있었다.

▲ 한국형 경공격기 A-50(좌) 과 초음속 고등훈련기 T-50(우). ⓒ2006데일리서프라이즈 박항구 기자

“아음속이냐, 초음속이냐” T-50의 태동과 ‘개념설계’

T-50 사업의 시작은 1989년으로 거슬러 올라간다. 당시 우리나라에서는 KFP사업(Korea Fighter Program ; KF-16 생산 사업)이 진행 중이었다. 아울러 독자적 항공기 개발 생산이라는 측면에서 이 사업 외에도 기본훈련기(KTX-1) 개발도 진행 중이었다. 그러나 당시 공군은 전투기 조종 전단계인 고등훈련을 위한 고등훈련기가 필요했고, 여기에 독자 항공기 개발에 대한 공감대가 형성이 되면서 ‘KTX-2’라는 명칭으로 고등훈련기 사업이 시작된다.

▲ 항공기 개발과정 ⓒ KAI 

항공기 개발은 보통 항공기의 성능 요구에 따라 기본 항공기의 형태를 설정하는 ‘개념설계’ 과정과 이를 바탕으로 설계를 구체화하면서 해석과정을 반복하는 ‘기본설계’로 시작된다.

T-50의 개념 설계 과정에서 가장 큰 고민꺼리 중 하나는 이 항공기를 초음속으로 할지, 아음속으로 할지 여부였다. 최민수 KAI 국제공동설계 담당은 당시를 회고하며 굳이 개발비용을 높여가면서까지 아음속이 아닌 초음속으로 결정한 이유에 대해 “경제성이나 산업적 측면에서 초음속 고등훈련기가 파급 효과가 컸다”면서 “초음속으로 결정한 것은 결국 블루오션과 같은 경제 논리가 적용됐다”고 말했다.

최 담당은 “아음속 고등훈련기인 호크(BAE Hawk) 등을 통해 훈련하는 우리 공군의 훈련시스템 때문에 공군 내부에서 이견이 있었지만 F-16 전투기 조종사 양성을 위한 효과적 훈련을 위해서는 초음속 고등훈련기가 필요하다는 공군내부 보고서도 있어서 초음속 고등훈련기 개발에 힘이 실렸다”고 밝혔다.

결국 T-50은 고등훈련기 성능(A형), 경공격기 성능(B형) 및 단좌형 전투기 성능(C형) 등 세 가지 성능을 모주 충족시키는 초음속 항공기의 개념으로 설계가 진행됐다.

이러한 개발팀의 예견은 지금에 와서 세계 유일의 초음속 고등훈련기를 탄생시켰다. 아울러 여기에는 남이 밟은 길을 뒤따라가서는 영원히 2등 밖에 할 수 없을 것이라는 이들의 인식도 반영됐다.

“F-16과 닮았다고?”

이 항공기에 대한 개념설계 단계에서 형상설계를 하면서 설계 엔지니어들이 떠안은 스트레스 중에는 T-50의 형상이 F-16과 닮았다는 것도 있었다. 일각에서는 T-50을 두고 ‘Baby F-16’이라는 혹평도 제기됐다.

이에 대해 최민수 담당은 항공기 형상설계 과정을 설명하며 “세상의 모든 항공기는 새로운 것이 없다”는 말로 이를 일축했다.

▲ 항공기 외형설계. 항공기 외형설계는 용도에 따른 형상 연구에 이어 풍동시험, 공력하중 해석, 흡입구 해석, 무장분리 해석, 안테나 위치 적합성 분석을 통해 외형 향상을 발전시켜 형상을 확정짓는다. (그림 101, 201, 301→401→406→506) ⓒ KAI

그는 “일반적으로 대부분의 회사가 항공기를 개발할 때 대부분의 기술은 지금까지 나온 항공기를 참고하고 일부 새로운 개념이나 재료를 적용한다”며 “그 이유는 항공기 특성상 새로운 개념 적용 할 때 이에 따른 비행 안전성 증명을 위해 비용이 천문학적으로 증가하고 안전에 대해 인증 받는데 걸리는 기간도 길어지기 때문”이라고 말했다.

그는 “당시 설계자들이 이러한 비판에 대해 의도적으로 F-16과는 다른 모양을 만들자는 이야기도 있었지만 최적의 성능을 발휘하기 위한 형상을 만들어내기 위해 그렇게 하지 않았다”며 “T-50의 형상이 F-16과 닮은 것은 베꼈기 때문이 아니고 우리공군의 개발 요구성능에 맞게 T-50의 최적화 시키다 보니 F-16과 유사한 형상으로 발전했다고 보는 것이 옳다”고 전했다.

“한달에 2000장이 넘는 도면을 그려내며……”

항공기에 대한 개념설계가 완료되고 기본설계 단계에 이르면 개념설계 과정에서 나온 기본 형상 3개 정도를 선정해서 각 형상에 따라 기체 성능이 나오는지를 검토하면서 항공기의 각 분야별로 조정이 이뤄진다. 이 과정에서 항공기의 각 부분을 설계하는 그룹 사이에 의견 충돌은 자연스레 발생하게 된다.

T-50 설계 당시 중앙동체 구조설계 엔지니어로 참여한 KAI의 박서신 차장은 이를 한 장의 그림을 통해 설명했다.

▲ 항공기 설계 trade off study ⓒ KAI  

박 차장은 “공기역학 그룹(aerodynamics group)에서는 항공기 설계에 있어서 유선형의 날렵한 외형을 중시한다면 항공기 외형을 전산으로 그리는 그룹설계(loft group)은 네모 반듯하게 그리기를 선호한다”고 말했다.

응력해석 그룹(stress group)이 구조 강도와 관련해 철골 구조로 튼튼하고 안전하게 항공기를 설계하는 반면 중량 그룹(weight group)은 가볍게 만들기를 강조한다. 생산기술 그룹(production engineering group)은 간단하게 조립하고 항공기를 제작하기 쉽게 설계하고 동체 설계 그룹은(fuselage group)은 세부계통들 모두를 동체에 담아내도록 설계한다. 여기에 정비 그룹(service group)은 점검창이 많을 수록 좋다고 주장한다.

박 차장은 “항공기 설계를 위해 이러한 모든 그룹들의 요구조건을 조정하고 반복설계하면서 상세 설계에 들어가게 된다”고 설명했다.

외형형상(OML ; Outer Mold Line)이 결정되면 각 설계 분야에서는 이 형상을 이용해 설계와 해석작업을 진행하고 그 결과를 통해 외형형상을 검증 보완한다. 이러한 순환 과정을 통해 외형 형상과 내부배치 설계가 점차 안정돼간다.

이런 과정에서 설계를 하는 엔지니어들은 그야말로 ‘사선(死線)을 넘나드는’ 과로와 싸우면서 도면 작성 작업을 하게 된다. 특히 항공기 설계에 대한 인력이 턱없이 부족한 상태에서 한국 내에서 설계 경험이 있는 인력을 구한다는 것은 거의 불가능 했다.

이에 대해 박 차장은 “당시에 외국 선진회사에서 항공 설계를 해본 사람도 손에 꼽을 정도였다”면서 “어쩔 수 없이 자동차 설계, 카메라 설계 인력들을 채용해 교육시켜 가며 일했다”고 말했다.

그는 “경험이 모자라 몸이 고생하던 시기였다”며 “그러다가 경험이 쌓이면서 TA(Technical Assistant ; 이 사업에 공동투자한 록히드 마틴에서 보낸 기술 지원자)에 대한 의존이 낮아지면서 점진적으로 기술에 대한 자체 의사결정을 하게 되고 지금의 독자설계 능력과 설계시스템을 갖추게 됐다”고 설명했다.

최민수 담당은 이 시기를 회상하면서 “매일 아침마다 공장장이 직접 도면 배포 현황을 챙겼는데 이때 전방동제, 중앙동체, 후방동체, 세부계통 설계를 담당하는 팀장들은 일일단위로 도면 배포 실적을 공장장에게 보고했고, 목표에 비해 실적이 저조할 경우 공장장으로부터 심한 질책도 있었다”고 전했다.

당시 최 담당은 중앙동체 설계를 담당하는 팀장을 맡았다.

경영진과 팀장들, 엔지니어들의 노력은 2000년 6월, 월 2000장 도면 생산이라는 진기록을 남기기도 했다.

첨단 설계 기법으로 만든 T-50

▲ 한국항공우주산업 사천 공장 T-50 조립 라인에서 엔지니어들이 컴퓨터의 도움을 받아 정밀하게 조립하고 있다. T-50 초음속 고등 훈련기에는 30만여개에 달하는 부품과 총 길이 15km에 달하는 전선이 소요된다. ⓒ2006데일리서프라이즈 박항구 기자

T-50 개발진이 2000장 도면 생산을 그릴 수 있는 바탕에는 이 항공기를 만드는 사람들의 노력과 더불어 첨단 설계 방법 때문에 가능했다.

T-50에 적용된 첨단 설계방법은 전산 모형(Digital Mockup) 기술 구현과 동시 공학(Concurrent Engineering) 기법, 설계(CATIA) 및 도면 배포 100% 전산화 등이다.

통상적으로 항공기는 설계 후 모형(Mockup)을 제작해 설계의 적합성을 검토하고 다시 설계를 반복한 다음 시제품을 제작, 다시 설계를 변경해 최종 제품을 만드는 과정을 거친다. 그러나 이러한 과정에서는 설계 과정에서 발생된 문제점이 모형이나 시제품을 제작하는 과정에서 발견되고 검증된다는 점에서 많은 시간과 노력이 소요된다.

그러나 T-50은 3D 컴퓨터 그래픽으로 모형(전산 모형·Digital Mockup)만들어 그 안에서 각 부분이 함께 계통간의 간섭 등의 문제점을 찾아내고 설계하면서 전통적 설계 방법의 단점을 보완했다.

▲ 전자이용 동시공학 설계 ⓒ KAI 

당시 이런 기법을 도입하는데는 공동투자자이면서 기술지원을 한 록히드 마틴에서도 우려를 많이 했다. 록히드 마틴은 특히 항공 설계의 초보자였던 KAI에서 이러한 기법을 도입할 경우 계획수립 단계에서부터 각 부분 간의 이견 상충으로 설계 착수 자체가 불가능 할 것으로 판단했다.

최민수 담당은 “1000명의 엔지니어가 동시에 접근해 제각각 설계하다 보면 서로 올라타는 것도 있고, 배치를 두고 각 부분간에 밀고 당기는 일도 발생을 하는데 이럴 때는 책임엔지니어가 조정해 나갔다”고 설명했다.

설계(CATIA) 및 도면 배포 100% 전산화 작업에 대해서도 최 부장은 “전통적인 방법으로는 도면을 그려서 각 부분 당사자들에게 사인을 받는데 이것이 해석, 설계, 중량, 디자인 책임자들에게 단계적으로 사인을 받다보니 시간도 오래 걸린다”면서 “그래서 도면을 전산화시켜 각 부분에 첨부파일로 뿌릴 수 있게 했다”고 설명했다.

최 담당은 “이 시스템에 따르면 네트워크를 통해 설계해 배포하면 되고 파일을 받은 사람은 정해진 기한 내에 승인을 해야 한다”면서 “록히드 마틴에서 이 시스템을 우리를 시험무대로 삼았지만 지금은 오히려 성공사례가 돼서 우리가 가졌던 경험을 자사에 도입해 쓰고 있다”고 전했다.

“포니에서 아반떼까지 단숨에 뛰어넘었다” T/A-50에서 K-FX로

올해 2월 1일 KAI는 A-50 경공격기의 실무장 발사 시험에 성공해 8년에 걸친 초음속 고등훈련기 겸 경공격기 개발 사업이 완료됐다고 밝혔다.

2005년 8월 31일 T-50 양산 1호기 출고 이후 이어진 공대공 기총 발사, 무장 투하, 공대공 미사일 발사시험을 거쳐 지난 1월 24일 공대지 유도탄에 대한 실무장 유도탄 장착 실험까지 마쳐 A-50에 대한 개발도 완료한 것이다.

당초 T/A-50의 설계 및 개발 기본형이 경공격기였으며 여기에 무장 기능을 제거하면 고등훈련기가 되는 개념으로 설계가 됐기 때문에 A-50 무장시험 성공은 그다지 놀랄 만한 사실은 아니다.

▲ T-50의 경쟁기 성능 비교. T-50에는 Digital Fly-by-Wire, Digital Glass Cockpit, 전후방조종간 연동시스템, 열전지 비상 동력 계통(AEPS), 통합 다기능 감지기(IMFP) 기술이 적용됐다. 

최 담당은 A-50에 대해 “공군의 작전 임무에 따라 다르지만 공대지 임무 수행 능력을 보면 F-16은 8밀인데 비해 A-50은 4밀”이라며 “전자 장비에 있어서는 F-16에 비해 우수하다”고 강조했다.

밀은 거리에 따른 각도 단위로 거리 1km당 1m의 오차를 뜻한다.

그러면서 그는 “T/A-50이 공격기로 가는 징검다리로 본다”면서 “온전하게 월드베스트까지 갈려면 갈 길이 멀다”고 말했다.

결국 T/A-50 개발은 독자적인 한국형 전투기(KF-X) 개발로 가기 위한 기술확보를 목표로 했다는 것이 그의 설명이다.

최민수 담당과 박서신 차장은 ‘T/A-50이 자동차로 본다면 어느 정도 수준에 와 있냐’는 질문에 “KT-1이 포니였다면 T/A-50은 포니에서 중간 단계를 뛰어넘은 아반떼 정도”라고 평가했다.

T/A-50 개발 비화 ‘금수산 밀실에서 만들어진 초음속 항공기(?)’

▲ T-50 체계개발시 중앙동체 구조설계 팀장이었던 최민수 국제공동설계담당 부장과 엔지니어였던 박서신 국제공동설계PM 차장이 당시의 개발팀의 애환에 대해 설명하고 있다. ⓒ2006데일리서프라이즈 박항구 기자

“북한에 금수산의 밀실이란게 있잖습니까? 거기 들어가면 죽어나오거나 아니면 승진한다고 하는데……. 저희도 개발 당시에 그런게 있었습니다. 연구 개발동 구석에 4,50석 정도의 회의실이 있었는데 거기 프로그램 총책임자(공장장)가 설계 관련 책임자를 매일 불러 모아서 직접 아주 세세한 것까지 체크를 합니다.”

T-50의 체계개발시에 중앙동체 구조설계 책임자였던 최민수 담당은 당시를 회상하며 ‘어휴’라는 한숨과 함께 웃음을 지어보이고는 이야기를 이어나갔다.

최 담당은 “그 때 매일매일 실적 보고를 하는데 안 깨지기만해도 다행이었다”면서 “깨는데도 아주 잔인(?)하게 했다”고 말했다.

그가 말하는 실적이란 도면 생산 현황을 말한다. 전날 몇 장이라는 목표량이 정해지면 그 다음날 무슨 일이 있어도 목표량을 채우거나 초과달성을 해야 했다는 것이 최 담당의 설명이다.

그런다고 목표량을 다소 여유있게 정할 수도 없다. 최 담당은 “당시에 항공기 동체를 전방, 중앙, 후방으로 나눠서 설계했는데 공장장이 전방동체 책임자부터 ‘오늘 몇 개 끝낼꺼야’하고 물어 온다”며 “전방이 ‘30개 끝내겠다’고 하고 제가 ‘15개 하겠다’고 하면 후방으로 넘어가지 않는다”고 말했다.

그는 “공장장은 ‘조금 더 써라’하는 식으로 압박(?)을 넣고 결국은 25개라고 답하고 나온다”며 “그러면 그날은 설계자들 곡소리 나는 거다”고 웃으며 설명했다.

그는 그러면서 “사표도 10장 넘게 써서 다녔다”면서 “당시 저희 생활 역시 일요일이 없는 ‘월화수목금금금’이었다”고 전했다.

T-50 체계설계시 중앙동체 구조설계 엔지니어였던 박서신 차장은 “가끔 금수산 밀실에 설계자도 불려갔다”며 “공장장이 어제 몇 시에 퇴근했는지를 묻고 늦게 퇴근한 사실을 답하면 건강을 챙기라며 지갑에서 위로금을 직접 주기도 했다”고 회고했다.

박 차장은 또 “출근과 함께 침대가 있는 회의실에서 설계회의를 하다보면 누군가가 침대 위에서 뛰쳐나오곤 했다”면서 “전날 밤에 설계하다가 피곤해 잠을 청했는데 깜빡 잠이 들어 회의하는 소리에 잠을 깨서 후다닥 뛰쳐나가는 경우도 있었다”고 말했다.

그는 그 외에도 신혼이었던 한 엔지니어의 부인이 공장장에게 남편을 너무 혹사시키지 말라고 애교스럽게 편지를 쓴 사연을 소개하며 “집으로 가끔 5000원짜리 문화상품권이 부인 앞으로 배달되는데, 그게 아기 아빠 없을 때 책 사보라는 뜻이었다”고 말했다.

당시 개발팀은 ‘목 멜 각오로 제작일정을 맞췄다’는 말이 나올 정도로 남다른 각오로 일했다.

최 담당은 그 때의 개발팀의 각오에 대해 “한 번에 안되는 것은 될 때까지 반복하는 몸으로 때우기 방식으로 일을 진행했고 초기 소극적 자세 일변도였던 록히드 마틴 TA에 대해 감동시키기 작전으로 부족한 기술과 경험을 극복했다”고 전했다.