T-50 개발사업의 전신 KTX-2사업의 시작

‘골든 이글(Golden Eagle)’이라 불리는 T-50은 디지털 비행제어, 최신 항전장비를 갖춘 최적의 첨단 초음속 훈련기로, 개발 당시 국내에서 많은 관심을 모았다. 당시만 해도 공군의 고등훈련은 T-38과 같은 노후 기종에 의해 이루어지고 있었으므로 새로운 고등훈련기의 필요성은 오래 전부터 제기되어 왔다. 이러한 배경 속에서 1989년 4월 국방과학연구소(이하 국과연)는 고등훈련기 사업을 공식적으로 건의하기에 이른다. 당시 우리나라는 KF-16 전투기 사업인 KFP(Korean Fighter Program)사업을 추진하고 있었다. 1992년부터 1998년까지 전투기 120대를 구매 및 합작 생산해 공군력을 증강시키고 우리 항공산업을 육성해보자는 취지였지만 논란도 적지 않았다.

우여곡절 끝에 1989년 말 공군은 20여 대의 고등훈련기를 영국 BAe의 호크(Hawk)기로 구매키로 하고 그 이후의 소요는 연구개발을 통해 항공기를 충당한다는 절충교역 방안을 국방부에 요청함으로써 T-50사업의 전신인 ‘KTX-2’사업이 첫 발을 내딛게 된다. 목표는 그동안 축적한 항공기술력을 바탕으로 복좌형 고등훈련기를 개발하고 나아가 초음속 경공격기, 경전투기 등의 파생형 항공기를 제작하는 것이었다. 각종 무기를 장착하면 경공격기로 탄력적인 운용이 가능하며, 레이더와 공격능력을 강화해 F-16처럼 본격적인 공격기로의 역할을 수행하도록 한다는 것이다. 사업의 주 계약업체인 KAI(당시 삼성항공)는 체계종합과 최종조립을 맡게 됐으며, 록히드마틴은 항공전자와 비행제어 분야의 기술 지원을 담당했다. 1992년 7월, 국과연과 제너럴 다이내믹스(이후 록히드마틴에 합병)와 맺은 KTX-2 기술지원 협정서는 KFP사업 절충교역의 일환으로서 고등훈련기 설계기술을 확보할 수 있는 결정적인 계기가 됐다.

​

T-50 개요

형식 : 단발 터보팬 초음속 훈련기/ 경공격기 | 승무원 : 2명 | 전폭 : 9.45m | 전장 : 13.14m | 전고 : 4.94m

기체중량 : 6,441kg | 추력 1만7,700파운드(8t) | 최대속도 : 마하 1.5 | 실용상승한도 : 14.8km | 항속거리 : 2,592km

​

체계개발 이전의 많은 난관 슬기롭게 대처해 나가

1992년 12월, KTX-2의 탐색개발 계획이 정식으로 국방부의 승인을 얻음으로써 드디어 설계작업에 착수하게 됐다. 탐색개발은 크게 두 단계로 나뉘었다. 먼저, 첫 해인 1993년에는 개념설계 작업을 수행했고, 1994부터 1995년까지 기본설계가 진행됐다. 개념설계란, 항공기의 성능 요구에 따라 기본적인 항공기의 형태를 설정하는 과정이고, 기본설계는 설정된 기본 형태를 더 구체화하기 위해 다양한 해석과정을 반복하는 것이다. 그런데 설계 당시까지 사업을 추진하던 주체들은 초음속이 필요하다고 본 반면, 수요자인 공군 내부에서는 훈련기가 아음속(음속 보다 약간 느린 속도)이면 충분하다는 의견을 내놓아 혼선을 빚기도 했다. 다행히 1994년 정책 분석보고서에 의해 아음속 보다 초음속 훈련기가 훈련효과가 더 높다는 사실이 증명돼 KTX-2는 초음속 훈련기이자 경공격기로서의 개발이 확정됐다.

그러나 개발팀은 또 하나의 난관에 부딪혀야 했다. 바로 사업의 타당성에 대한 논란이 제기됐기 때문이다. 이러한 논란은 사업주체인 군과 KAI에게 매우 당황스러운 일이었다. 1996년 항공산업 관련 정부 부처들은 KTX-2사업에 대한 논의를 활발하게 펼쳤다. 항공산업의 육성을 바라는 통상산업부는 사업 추진에 적극적인 반면, 예산을 담당하는 부처에서는 사업에 대한 의문을 제기했다. 그해 8월, 정부는 사업 추진 타당성에 대해 한국개발연구원을 중심으로 재검토를 의뢰했고 이듬해인 1997년 7월 새롭게 체계개발 방침을 결정했다. 존폐의 기로에 놓였던 KTX-2사업은 9월 26일 총 사업비 1조6,996억 원(개발비 1조6,864억 원, 정부 사업관리비 132억 원)과 개발분담방안(정부 70%, KAI 17%, 록히드마틴 13%)을 포함한 고등훈련기 체계개발 계획이 최종 확정되어 새로운 출발을 하게 됐다.

KAI는 이외에도 1997년 불어 닥친 IMF 국가부도사태, 록히드마틴의 기술 이전에 반드시 필요한 미 국무부의 수출승인 문제를 슬기롭게 대처해 가며 체계개발에 돌입하게 된다.

​

​

탁월한 역량으로 기장 짧고 효율적인 상세설계 도출

이렇듯 많은 어려움을 헤치고 착수한 체계개발은 1999년 7월 12일부터 16일까지 기본설계회의(PDR)을 거친 뒤 8월 31일 외형형상(OML)을 확정했다. 다음 단계인 상세설계는 도면이 완성되어야 하는 시점까지 불과 1년도 채 남지 않은 상황이었으나 필요도면 수는 거의 10,000장에 육박했다. 게다가 턱없이 부족한 설계인력에 록히드마틴 측은 불가능할 것이라고 했지만, 항공기 개발 역사상 가장 짧고 가장 효율적인 상세설계를 내놓게 되는 기적을 일구어냈다. 이러한 결과는 반드시 해내고야 말겠다는 담당 구성원들의 헌신과 노력이 없었다면 불가능했다.

또 하나의 성공 요인은 CATIA(컴퓨터를 활용한 설계프로그램)를 이용해 동시공학을 적용한 시스템의 강점 때문이었다. 대개 항공기 설계 후에는 모형을 제작해서 설계의 적합성을 검토하고 다시 설계를 반복한 다음, 시제품을 제작해 이를 보완해나가기 때문에 상당한 시간이 소요된다. 그러나 T-50은 100% CATIA를 사용해 한 치의 오차 없이 설계됐으며, ‘동시공학’이 완벽하게 적용된 세계 최초의 고등훈련기다.

동시공학이란, 제품과 관련된 제조기법 및 각종 지원 부문을 포함한 여러 과정을 동시에 병행하여 설계하기 위한 시스템 관점의 접근방법으로, 실제 부품 제작과 조립상의 문제가 획기적으로 줄어들어 비용과 시간을 단축시킬 수 있다. CATIA를 활용한 우리회사의 상세설계 능력은 당시 해외에서도 큰 찬사를 받기도 했다.

​

성공적인 초도비행에서 초음속 돌파까지

2000년 8월 완료된 상세설계를 바탕으로 최종조립을 마친 후, 2001년 10월 31일 T-50 시제 1호기가 국내외의 수많은 관심 속에 출고행사를 성대히 치렀다. 이날 출고식에는 대통령을 포함, 국내외 귀빈들이 참석한 가운데 축하와 격려 속에 이루어져 그동안 많은 어려움 속에서도 묵묵히 사업을 수행해온 이들에게 큰 위로가 됐다. 한편, 현재의 T-50이라는 명칭은 2000년 2월 1일 국민들을 대상으로 응모한 별칭 공모 결과 바뀌게 된 것이다. T-50의 T는 Trainer를 뜻하며 50은 공군 창군 50주년을 뜻한다.

T-50은 출고 이후 한국항공우주연구원, 국과연 등의 전문기관과 함께 다양한 시험과 성능검증 작업을 수행했다. 성능검증은 크게 항공기의 내구성을 판단하는 구조 분야의 시험과 항공기의 전체 계통 성능을 평가하는 것이다. 지상에서의 다양한 시험과 완벽한 수정 보완을 마친 뒤 비로소 비행시험에 돌입했다. 2002년 8월 20일, T-50은 우리 항공산업사의 큰 획을 그리며 개발진들의 환호와 벅찬 감격 속에 초도비행을 성공적으로 수행했다. 세계적으로도 자체 개발한 고유 모델의 초음속 항공기를 보유한 국가는 12개국에 불과해, 이번 비행 성공은 우리나라가 항공 선진국의 대열에 올라섰음을 의미하는 것이었다.

T-50의 시험비행 개시 후 총 6개월 만인 2003년 2월 18일에는 4만 피트(약 12km) 상공에서 음속을 가볍게 돌파했다. 당시 초음속 비행은 초도비행 이후 2대의 T-50 시제기를 통해 총 60여 회의 시험비행으로 각종 항공전자장비, 계통, 기체구조, 비행작동성, 안정성 및 조종성 등 광범위한 검증을 거쳐 이루어졌다. 이로써 1991년 11월 국방부 획득심의회가 초음속 고등훈련기 개발계획을 승인한지 11년 3개월 만에 T-50은 초음속 비행 성공이라는 역사를 새로 쓰게 됐다.

​동급 훈련기 중 최고의 성능으로 무장한 T-50

2003년부터 대량 생산을 시작한 T-50은 2005년 하반기부터 공군에 납품됐다. 전 세계 최고 성능을 지닌 전투기의 조종 훈련을 위해 설계된 초음속 고등훈련기 T-50의 기체는 공기역학적 성능을 극대화 할 수 있도록 설계됐다. 최고 속도는 마하 1.5, 최대 이륙중량은 2만9,700파운드, 자체중량은 14,285파운드, 엔진은 17,700파운드의 강력한 추력을 가지며, 설계하중 g수는 -3g에서 +8g 사이이다. 또한 T-50은 최고 4만8,000피트 고도에서 운용할 수 있으며, 기체구조수명은 8,000시간 이상이라고 한다. T-50의 크기와 무게는 F-16 전투기의 80%와 70% 정도로, F-16 수준의 기동성능과 F-4 수준의 무장성능을 갖추고 있다. T-50 고등훈련기는 고도의 기동 성능을 위한 디지털 비행제어 시스템(Fly-by-Wire)과 안정성이 향상된 첨단 디지털 엔진제어 방식을 채택하고 있다. 또한 기체 구조와 착륙장치에는 일반 전투기보다 높은 구조하중 기준을 적용해 동급 훈련기 중 최고의 성능을 지닌 것으로 평가받고 있다.

대개 T-50 한 대가 만들어지기까지 걸리는 시간은 22개월이다. T-50은 F-16에 비해 엔진출력은 60%, 주익면적은 92%, 부피는 89%, 중량은 77%이며, 상대적으로 엔진출력이 작은 것은 훈련기로서 경제성을 중시하기 때문이고, 중량이 작은 것은 FA-50 개발을 위해 이미 T-50에 여유예비공간을 확보하고 있기 때문이다. 임무 컴퓨터에도 80%의 예비성능을 갖추고 있으며, 메모리에서 70%, 네트워크 대여폭에서 70%, 발전용량에서 50%의 여유능력을 확보하고 있다.