20세기초 라이트 형제에 의해서 처음으로 인간의 비상이라는 꿈을 구현하여2차원적인 움직임이 3차원화된 후 2차에 걸친 세계대전, 그리고 미. 소 냉전 으로 인한 경쟁적인 기술개발로 항공기 및 우주 비행체는 경이적인 발전을 거듭해 왔다. 12마력의 엔진으로 오빌 라이트 한사람을 겨우 12초간 3m의 최고 고도로 날려 3백60m정도 비행했던 것이 90년이 지난 현재 초음속 여객기 , 무착륙 세계 일주 비행, 4백~5백명을 태울수 있는 대형 여객기로부터 인공 위성, 태양계 탐사 우주선, 그리고 우주정거장까지로 발전하기에 이르렀다.
그러나인간의 꿈이 끝이 없는 한 이러한 무한한 3차원 공간으로의 자유로운 이동기술은 끝없이 발전할 것이기에 항공우주 기술은 계속적 진보할 것으로예상된다. 항공기 분야에서는 크게 두가지 방향으로의 진보가 있으리라고 본다. 우선초음속 및 극초 음속 여객기 등과 같은 완전히 새로운 도전적인 방향으로의 기술진보를 들 수 있고 다음으로는 기존 항공기의 제반 기능 및 특성은 그대로 유지하면서 최적의 설계를 통한 기체의 무게 감소 및 최소의 연료를 소비 하는 엔진의 개발을 통한 효율화, 그리고 대부분의 조작을 컴퓨터에 의존 하여 인간의 판단이 최소로 요구되는 지능화를 높이는 방향으로의 발전을 들수 있겠다. 또한 세계적인 환경보호에 대한 관심에 발맞춰 공해를 줄이는 기술도 많이 등장할 것으로 보인다. 그 발전 방향은 다음과 같다.
첫째, 컴퓨터 계산 기법을 활용한 항공기의 외형 설계기술이 효율화될 것이다. 최근 들어 컴퓨터를 이용한 해석기법(CFD)의 발달에 의해 이루어진 공기흐름 에 대한 철저한 물리적인 이해는 기존의 경험적인 자료들과 합쳐져서 더욱 효율적인 항공기 외형설계의 길을 열어 놓고 있다. 대표적인 기술발전으로는 *층류제어 *난류마찰 저항 감소 *조파저항 감소 *와류조절 등이 있을 것이고 이들의 실제 설계에의 구현이 이루어질 것이다.
둘째,고효율 항공기 추진기관 설계 개발기술이 등장할 것으로 보인다.
새로운개념의 항공기 개발을 위해서는 그에 적절한 추진기관의 개발이 필수 적이다. 새로운 설계개념의 터보팬 및 고속 터보프롭 개발기술 및 극초음속 용 램제트, 터보램 제트 공기흡입엔진과 로켓의 복합기관 개발 등을 위한 기반기술 개발이 있을 것이다.
셋째,항공기 구조물의 새로운 설계기술 등장이 예상된다.
그동안발전한 정교한 구조 해석 기술 및 다분야 최적 설계 기술 등과 각종해석계산 결과 및 시험결과들의 데이터 베이스에 입각한 새로운 구조물 설계 기술들이 연구될 것으로 보이는데 이들 중 예상되는 특기할 만한 설계기술은 *적응 구조물 개념도입 *내열 구조물 개발 *손상 허용 구조체 설계등이다 넷째, 새로운 유도.항법.제어(GNC)기술이다.
앞으로고성능 첨단항공기의 정의가 바로 얼마나 많은 우수한 GNC 기술을 활용한 기능이 있느냐로 정해진다 해도 과언이 아니다. 특히 GPS (Global Posi tioning Sy-stem)를 이용한 항법기술 개발, 그리고 여러 분야의 항공 기술이 복합적으로 적용되는 다기술분야의 첨단 GNC기술은 2000년경의 항공기에는 선택 사양이 아니라 필수기능으로 될 것이다.
다섯째,이들 기술을 토대로 개발될 시스템으로서의 새로운 항공기의 등장이 다. 1. 정지 비행에서 마하수 0.8까지의 항공기 이 범주의 항공기로는 헬리콥터와 수직 이착륙기(VTOL)가 있다. 우선 새로운 헬기들은 속도. 항속거리.운용비용.전천후 비행 성능 등에 있어서 큰 개선이 있게 된다. 우선 구조 무게를 30%까지 줄여서 40% 정도의 연료 소모가 감소되고 순항속도는 5백노트(마하수 0.77정도, BERP 블레이드를 사용한 Lyn . 헬기의 2백49.1노트가 현재 기록)에 달하게 되고, 소음및 진동도 격감되어 현재의 제트 여객기의 실내소음 및 탑승감을 실현한다. 2백명 정도의 승객을 태우고 1백~6백km정도의 거리를 운항하는 단거리 여객 수송 기능을 가진 헬기등이 출현 가능하게 된다.
2.천음속의 대형 항공기 및 고성능 항공기 1)현재의 C-5A의 2~3배 수송능력에 1만8천km정도의 항속거리를 가지면서 현재 대형 항공기의 3분의1 정도 이륙 무게를 갖는 여객기 및 수송기 개발 2) 지형을 따라 조종되고 짧은 이륙 및 수직 착륙기능을 가지고 수백km 바깥에 서 전투 지역에 신속히 병력과 물자를 운반할 수 있는 고성능 공격용 수송기 3)3만7천m 이상의 상공에서 아주 저속으로(마하수 0.4이하) 1주일 이상 비행 하며 정찰. 통신.항법 등의 임무를 수행할 수 있는 항공기 개발 4) 조종사의 실수도 극복할 수 있는 고성능의 효율적인 저속의 소형 항공기 출현 등.
3.마하수 2~4의 항공기들 1)고성능 전투기 *2만4천m이상의 고도에서 운용가능하고 2g이상의 기동 능력을 발휘할 수 있어야 하며, 마하수 3.5에서 정상비행할 수 있을 것이며, 이 속도에서 방어목적으로 3만3천m이상까지의 상승도 가능해야 한다. *마하 2에서 정상 비행하는 F-15보다도 빠른 마하3.5의 속도에 같은 양의 연료로 3배의 비행 거리를가질 것 *모든 탑재물을 싣고서도 1천6백km이상의 작전반경을 가질 것 *7 백~1천m이내의 활주로에서 전천후로 이착륙할 수 있을 것.
*스텔스(Stealth)기능이 있을 것이며, 탑재 컴퓨터를 이용한 통합 화력제어 /비행제어 시스템이 갖추어질 것.
2)초음속수송기 현재의 초음속 여객기 콩코드는 1백80?의 이륙하중에 1백명의 승객을 마하 2의 속도로 대서양 횡단을 할 수 있는 능력을 갖고 있다. 2000년대의 초음속 수송기는 2백50?의 이륙하중에 3백명에 가까운 승객을 싣고 마하수 2.7이상 의 속도로 8천km이상의 거리를 비행할 수 있게 된다.
4.마하수 5~12의 항공기 컴퓨터를 이용한 외형설계기술, 그리고 구조재료 발전 및 새로운 추진기관등 이 개발되면 현재는 존재하지 않지만 2000년대에는 극초음속 항공기들의 출현하게 된다.
5.마하수 8에서 대기원 밖 궤도속도의 항공기 대기권 바깥으로 나간후 인공위성의 궤도속도로 비행후 재진입하는 대기권 왕복 우주항공기(Trans-atmospheric Spa-ce Vehicle:TAV)로써 현재는 스페이 스 셔틀이 이와 유사하나 가용성 및 그 성능이 항공기처럼 빈번히 사용 되는정도가 아니다. 2000년대의 이들 TAV는 비행후 장치를 개수, 보완하는 절차 없이 비행하며 정비노력도 현재의 고성능 전투기 정도일 것이다.
6.인공위성등 우주관련 기술 인공위성들도 궤도에 올려지기 위해서 대기를 통과해야 한다는 관점에서 앞에서 언급한 각종 첨단기술들이 활용되어야하고 덧붙여 우주환경에서의 극한 조건들, 즉 초저온 부분적인 초고온, 진공 및 우주방사선들의 영향을 고려한 재료의 개발 및 설계기술 향상이 필요할 것이다. 현재의 우주 왕복선들(미국 의 스페이스 셔틀, 소련의 부란, 그리고 계획중인 유럽의 헤르메스, 일본의 Hope, 독일의 Sanger, 영국의 Hotol등)의 발전과 아울러 현재 계획중인 우주 정거장들이 실현화될 것이다.
미국의프리덤, 소련의 미르, 유럽우주기관(ESA)의 콜롬버스 등의 우주 정거 장 및 인공위성등을 통해서 *미지의 천체관측등의 우주과학 연구 *통신 방송 지구관측, 지원탐사, 우주환경 이용등의 실제적 우주 이용기술 * 우주 제조공장, 우주관광, 우주발전 공장, 우주식민지 건설등의 우주에서의 대규모 산업활동 등이 가능케 될 것이다.
또한현재 미공군의 GPS위성 네트워크 시스템뿐만 아니라 모토롤러사 주관의 이리디움계획, 로렐사의 글로벌스타등과 같은 다량의 소형 저궤도 위성 네트 워크를 활용한 전세계에 걸친 정보통신망의 형성으로 정보고속도로가 실현될 것으로 보인다.
과연우리나라는 이러한 발전에 어떻게 대응하고 있는가. 현재 국가적인 사업으로 공군 전투기사업(KEP)이 단순조립, 부품 가공조립등의 순서로 진행되고 있으며 이 사업으로 확보되는 제작가공 조립기술을 바탕으로 하여 중형항공기 개발사업이 기본 설계에서부터 이루어져 핵심적인 항공기 자체 설계 능력을 확립하는 프로그램과, 우주산업쪽으로는 미래의 소형위성 대량 수요를 겨냥한 다목적 인공위성사업이 중형 항공기사업과 함께 진행되어 항공우주분야의 기술 경쟁력 확보의 기반을 다지는 방향으로 추진되고 있다. 그러나 이러한 정부주도 국책사업의 효용성에 대한 많은 논란이 일고 있다. 특히 항공 우주 선진국의 기술수준과 우리 수준과의 격차아래에서 과연 이번 국책 사업 의 진행으로 그들과 대등한 기술경쟁력을 확보할 수 있을 것인가 하는 것과 설사 기술향상이 이루어진다고 하더라도 우리의 작은 국토와 경제 규모에 비추어 과연 자체 개발의 실효성및 경제성이 있을 것이냐 하는 것 등이다.
그러나미래를 향한 산업투자가 항상 현재의 논리적인 분석만으로 이루어진다면 과연 우리나라가 현재에 처한 세계에서의 위치를 뛰어넘어 선진국으로 발전할 수 있을까. 현재 우리나라를 지탱하는 산업들인 제철 조선 자동차 반도체 그리고 1년전까지도 과잉투자로 비난의 대상이 되었던 화학 공업 등이 논리를 뛰어넘는 투자에 대한 확고한 의지가 없었다면 이룰 수 없었던 산업 들이 아닌가. 더욱이 항공우주 기술은 그 파급효과가 아주 크다고 알려져 있고 세계 유수의 국가들도 모두 5~10년의 단기적인 상업적 이익 계산에 상관 없이 국가적 명예로서 항공우주 기술발전에 지속적인 투자를 해오고 있다.
물론몇 천억원의 국민 세금에 의한 이 분야 투자가 크다면 클 수 있다. 삼성전자 반도체 부문의 한두달 매출액 정도의 총투자 금액이 7~8년간에 걸쳐서 투자되었을 때 이들 초대형 크기의 여러 참여 업체들에는 실제적인 큰 혜택은 없을 것이다. 그러나 첨단산업을 국내에서 선구적으로 추진한다는 명예 심과 일단 경쟁에 참여했으니 획득해야겠다는 오기심등이 작용 하여 여러 항공 산업체들이 열성을 보이고 있으며, 이러한 참여 업체들의 열성이 식기 전에 빨리 사업 방향을 결정하여 국민적 공감에 의해 추진하는 사업이 담당 관료들이 바뀔 때마다 끝없는 타당성 검토로 인해 더 이상 지연되어서는 안될것이다. 다시 말하면 21세기의 국민적 자존심으로서 항공우주 기술의 추구, 그리고 선진국을 추구하는 한국으로서 이제 새로이 뛰어들 만한 유일한 산업이라는 공감만으로도 이미 투자에 대한 타당성은 만족된다는 것이다. 이에 덧붙여서장미빛으로 항공우주산업의 미래를 예측해 볼 수 있다. 앞으로 산업이 더욱 발전하면서 좋든 싫든 우리들은 더욱 복잡한 사회에서 더 많은 움직임을 필요로 하게 될 것이나 기존의 2차원적인 교통수단으로는 속도와 그 번잡성으 로 더 이상 인류의 교통수요에 대응할 수 없게 되어 어떻게든 3차원적으로 움직이게 될 것이다. 현재 세계 자동차산업의 크기를 대략 1조달러로 보면2천억 2천5백억달러의 항공우주산업의 4~5배쯤 된다. 그러나 21세기에 가서 항공우주 산업이 1조달러정도로 팽창하여 자동차산업과 대등하게 아니 오히려 더욱 커질 수도 있다는 예측도 할 수 있다.
특히 한국을 중심으로 한 중국 일본 지역의 교통수요는 폭발적으로 증가할 것으로 예측되며 아주 희망적으로 보아 우리가 1조달러의 5%정도 크기로 산업을 키운다면 5백억달러의 항공우주 산업도 가능할 것이다. 특히 현재의 11 억 중국인구가 더욱 늘어나고 개방화되어 생활수준이 향상되면 그 어마 어마 한 엔트로피(혼란도)를 현재의 중국 지도부 능력으로는 관리가 불가능하게 될 것은 명약관화한 사실이고 결국 현재의 러시아처럼 사분오열될 것이다.
이들중만주지역은, 우리가 노력하여 능력을 키운다면 대한민국과 자연 스럽게 경제공동체를 형성하게 될 것이며 이는 고구려 멸망후 숙원이었던 우리민족의 고토 회복이 경제적으로 이루어진다는 말이기도 하다. 이러한 경제적 고토 회복은 2억정도의 인구의 경제적.사회적 이동을 요구할 것이고 이중 상당한 부분이 항공우주 교통을 통해서 이루어질 것이라고 예측된다.
60,70년대 식생활의 해결도 어려웠던 때 실망 않고 중진국에의 꿈을 추진하여 이루었듯이 이제 21세기에 대비하여 선진국에의 꿈을 항공우주 산업의 기반 확보로부터 시작할 수 있을 것이다.