▲ ▲정정훈 시스템엔지니어링연구본부장. ▲정정훈 시스템엔지니어링연구본부장

■본부 소개를 부탁드린다.

시스템엔지니어링연구본부는 시스템다이나믹스연구실, 신뢰성시스템연구실, 자기부상연구실 등 3개의 실로 구성돼 있다.

시스템다이나믹스연구실은 기계 및 구조시스템의 소음·진동·충격·회전 등 동특성 제어 및 활용 기술을 담당하고 있으며, 신뢰성시스템연구실은 풍력발전 관련 기술과 기계류·구조물의 안전·신뢰성 평가 및 핵심부품 기술을 개발하고 있다.

마지막으로 자기부상연구실은 자기부상열차의 핵심기술인 자기부상 및 선형추진 기술을 바탕으로 응용기술을 담당하고 있다.

■연구본부의 지난해 성과와 올해 중점 계획은

지난해까지 연구개발을 통해 우리 본부에서는 3개 분야에서 특화된 기술을 가지고 있다.

첫 번째 분야는 함정의 소음·진동·충격 성능 및 통합생존성 향상을 위한 설계 및 해석기술로서 이는국내 조선소에서 설계 및 건조하고 있는 모든 해군함정에 적용돼 대한민국 해군의 전투력 증대에 일조하고 있다.

두 번째 분야는 풍력발전시스템의 핵심부품인 증속기(기어박스), 피치 및 요 베어링으로서 운영 및 유지보수를 위한 제어 및 상태감시시스템을 개발해 국산 풍력발전단지에 적용하고 있다.

마지막 분야는 도시형 자기부상열차실용화사업단과 함께 도시형 자기부상열차 실용화 연구에 집중하고 있으며, 현재 KIMM내의 시험선에서 실용화 차량의 성능평가시험이 진행 중이다.

올해 우리 연구본부에서는 수요자 중심의 차세대 대형사업을 추진하기 위한 기획사업을 진행 중에 있다. 현재 보유하고 있는 설계·엔지니어링 기반기술을 바탕으로 올해 충실한 기획을 통해 내년부터 약 5년간 10 MW급 초대형 파워 트레인 성능평가 장비 및 인증체계를 구축해 국내 기업의 수요에 부응할 예정이다.

또한 전북 부안군에 풍력기술시험동을 건설하고 있으며, 시험동이 완공되면 블레이드 및 증속기 시험장비의 설치를 통해 관련 기술실증을 할 예정이다.

기계화·자동화 터널 건설을 위한 TBM(Tunnel Boring Machine) 기술개발을 위한 기획연구도 계획돼있다. 산·학·연 컨소시엄 및 국제공동연구 등을 통해 대형 TBM 개발을 위한 핵심기술을 개발할 예정이다.

또한 자기부상, 선형추진, 전력공급, 경량레일, 분기기 기술 등을 기반으로 전자장비 업체에서 요구하고 있는 청정생산 시스템인 무분진 이송시스템을 개발해 반도체, LCD 등 전자제품 생산라인에 투입할 계획이다.

■연구본부의 대표적인 연구분야인 자기부상열차 기술의 진행상황과 앞으로의 사업계획은

총 4,500억원의 예산으로 현재 진행 중인 도시형 자기부상열차 실용화사업은 인천공항-용유역 간 약 6㎞ 구간에서 2013년부터 자기부상열차를 운행하는 것이 목표다.

세계 2번째로 순수 국내 기술로 개발된 자기부상열차의 최고속도는 시속 100㎞이며 현재 첫 출고차량이 KIMM내 시험선에서 시험운행 중에 있다.

본 차량의 가장 큰 장점은 저진동, 저소음 및 저분진으로 친환경적인 도시형 교통 시스템이라는 것이다. 향후 개발된 차량의 속도를 시속 200km 까지 증속해 광역도시·간선용 자기부상열차 개발을 추진할 예정이다.

또한 이와 함께 2005년 부터 시속 550km급 초고속 자기부상열차 개발을 위한 부상·추진 원천 기술 개발을 하고 있다.

■또 다른 연구분야로 하이브리드 풍력발전기술 개발이 있는데

현재 중앙 전력계통과 연계되지 않은 분산 독립 디젤 발전기가 전 세계적으로 많이 공급되고 있고 우리나라 낙도에서도 이를 이용 중이다. 대규모 중앙 전력계통 구축에는 막대한 비용이 들기 때문에 앞으로 분산 독립발전은 유망한 기술로 기대된다.

풍력 하이브리드 발전 기술은 디젤 발전 분산 독립계통에 풍력 발전기를 투입하여 연료를 절약함으로써 시스템의 경제성을 높이고 이산화탄소 배출을 줄여 온난화 방지에 도움을 줄 수 있는 기술이다.

그러나 풍력발전기를 소규모의 독립 전력계통에 투입하면 계통이 불안정해지기 때문에 전력품질을 유지하고, 바람이 충분할 때 풍력발전기만으로도 전력을 공급하기 위해서는 고도의 전력 및 시스템 제어 기술이 필요하다다. 우리 연구원에서는 국내에서 생산된 풍력발전기와 플라이휠을 채용한 정격출력 500 kW급 풍력-디젤 하이브리드 발전기술을 연구 중이다.

■엔지니어링 기술개발에 있어 부품·소재의 중요성을 언급한다면

국내 주력 기간산업인 자동차, 조선, 건설기계, 정보통신 등의 산업을 살펴보면 생산기반 기술은 세계적 수준의 경쟁력 확보하고 있고 설계 및 개발기술 수준은 선진국 대비 약 85~90% 수준에 이르고 있다.

그러나 원천기술이 확보되어야 하는 핵심 부품소재 분야에서는 약 50~65%을 수입에 의존하는 현실이며, 이로 인해 고부가가치 창출기회 상실, 기술 경쟁력 약화, 대일무역적자로 인한 무역 손실을 감내해야 하는 상황에 처해 있다.

또한 최근 선진국 부품소재 기업에서는 국제표준 선점과 독점적 지배력 확보를 위한 노력을 강화하고 있으며, 중국 등 후발국의 급부상, 산업구조의 고도화 등으로 인해 현재 국내의 생산기반 기술력만으로는 앞으로 전개될 시장지배력 강화를 통한 선진국 도약이 사실상 어려운 현실이다.

따라서 선진국 도약과 미래 혁신 엔지니어링 기술개발 선도를 위해서는 반드시 부품소재 기술력 확보가 우선 돼야 하며, 이와 연관하여 핵심 부품소재 원천기술 개발, 신뢰성 평가기술 및 국제 표준화 기술 개발 확보를 위한 노력도 동시에 이뤄져야 한다.