KF-X 주요 부품의 사용 재질은 개발 초기부터 성능과 비용을 고려하여 선정하였다. 동체는 Ti-6Al-4V 타이타늄 합금과 알루미늄 2024-T3, 2124-T851, 7050-T7451, 탄소섬유 복합재 등 다양한 금속 및 비금속 복합재로 구성되며, 일부 제작 공정에는 분말 소결(Powder Bed Fusion) 방식의 금속 3D 프린팅 기술과 확산 접합(Diffusion Bonding) 기술이 적용될 예정이다. 기체는 모듈식 설계개념을 적용한 세미-모노코크 형식이다. 동체, 주익 및 미익으로 구성되고, 동체는 세 부분, 즉 전방동체, 중앙동체 및 후방동체로 구성된다. 단좌와 복좌 형상에 따라 두 가지의 구조 배치가 있으며, 두 형상 간 기체구조는 최대한 많은 공용성을 갖도록 설계된다. 현재 시점에서는 주익과 미익, 후방동체 스킨에 복합재가 적용되지만, 향후 복합재료 적용을 확대하고 주요 구조물에 복합재를 확대 적용한다는 계획이다.

선행기술연구시험(TRP : Technology Readiness Program)을 통해 대형 복합재 스킨에 AFP(Automated Fiber Placement) 공법을 적용하여 복합재 구조물을 제작 조립하며 하이브리드(복합재+금속재) 구조물의 제작 방법을 검증하였다. 상대적으로 기술적 위험도가 큰 하이브리드 구조물이 적용되는 주익 박스를 설계·해석·제작·시험까지 사전 수행하였으며, 체결부에 대한 밀봉(Sealing) 상태를 Air Leak Test로 검증할 수 있었고 복합재와 금속재의 하이브리드 체결로 인해 발생하는 열 팽창 차이에 의한 열 하중 데이터 및 구조 정적시험으로 주익-동체 일체형 설계 개념의 해석 방법 적절성을 확인하였다. 선행기술연구시험은 2016년 6월부터 시작하여 2018년 6월까지 진행되었고, 상세설계 및 시제작 시 설계 개념을 사전에 검토 및 보완함으로써 구조 개발의 신뢰성을 증대시켰다.

국내에서 개발되는 대부분의 복합재 부품은 프리프레그(Pre-preg) 기반의 오토클레이브(Autoclave) 공정으로 개발되어 왔으며, KF-X의 복합재 스킨도 복합재를 성형하는 오토클레이브 공정을 사용하고 있다. 그러나 높은 공정 단가 때문에 공정 단가가 상대적으로 낮은 OOA(Out of Autoclave) 공정을 적용한 항공기 부품 연구/개발이 이루어지고 있으며, KF-X는 OOA 공정 중 대표적인 공정인 RI(Resin Infusion) 공정과 RFI(Resin Film Infusion) 공정을 이용하여 항공기 착륙장치 도어를 제작하는 저비용 고성능 복합재 부품 제조기술을 개발하고 있다.

복합재/금속재 구조물 내부에는 압전센서를 설치해 구조물 내에서 발생한 손상의 크기와 위치 정보를 간편하게 파악할 수 있는 손상 탐지 및 가시화 기술을 적용하여 검사 시간과 운용 비용을 절감할 수 있도록 개발되고 있으며, 이외에도 최적 예방정비 주기 분석 소프트웨어를 통해 항공기 예방정비 항목과 주기를 도출하는 등, 전투기의 정비성과 가용성을 향상시킬 수 있는 다양한 최신 기술들도 함께 개발되고 있다.

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KF-X의 주익, 미익에는 RAM이, 동체 내부 덕트와 플랩에는 RAS가 적용되며, 적 전투기로부터 날아온 레이다 전파가 안테나에 반사되어 돌아가는 현상을 막기 위해 주파수 선택적 투과(Frequency selective surface) 복합재 레이돔이 적용된다.

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기존 도료형 스텔스 소재의 경우, 낮은 전투기 동체와의 결합력에 따른 계면 박리 문제로 스텔스 성능이 저하되거나 상실되는 문제가 심각했다. 도료 형태였기 때문에 초음속 환경에서 운용 시 낮은 내열성으로 전파흡수도료의 열변형 등으로 인한 성능 저하의 문제가 발생하였으며, 전파흡수도료 적용을 위한 도장 시간이 장기간 소요되고, 균일한 도포가 어려워 일정한 성능을 유지하기 까다롭다는 문제가 있었다. 이는 운영유지 비용이 높아지는 원인으로 꼽혔다.

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KF-X에 적용되는 적층형 전파흡수소재는 필름/프리프레그형 RAM으로, 일체형 RAM 기술은 필름/프리프레그형 RAM을 탄소섬유 복합재에 경화시키는 것이다. 이는 F-35에 적용된 것으로 알려진 Fiber Mat과 유사한 것으로, 종래의 Ni 코팅 탄소섬유를 대신해 세계 최초로 개발한 Fe계 자성금속 코팅 기술이 적용되어 저가이면서도 높은 전자파 흡수능을 발휘할 수 있도록 했다. 동체소재(탄소섬유 복합재)와 동일한 수지를 적용하여 종래의 도료 / 페이스트 형태의 RAM보다 우수한 내구성을 확보하였고, 40MPa 이상의 우수한 계면강도를 확보함에 따라 박리문제를 해결하였다.

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이와 더불어 Sealant 형태의 RAM을 개발하여 전투기 운용간에 발생하는 소재의 손상 또는 열 변형 등에 의한 성능 저하를 유지보수 할 수 있도록 개발하고 있다. 또한 RAM과 RAS, 항공기 구조물 간에 전자기적 불연속면이 발생하는데, 이로 인해 RCS가 증가할 수 있으므로 전자기적 과도부(Transition)에 적용하는 Material Transition 물질을 개발하고 있다.