항공기 제작의 복합재 전환 추세에 따른 항공용 복합재 시장의 성장 전망과 산업 발전을 위한 시험평가 인프라 구축 및 공공 부문의 역할 필요성 doc_id PCY_201612290940195731_1

최근 들어 항공기 제작에 있어서 기존 금속재에서 복합재로의 소재변화가 빠르게 진행되고 있다. 그 원인으로는 사회경제적 요인이 있으며 보다 직접적으로는 항공산업의 경쟁격화가 소재변화의 가장 큰 동인이라고 볼 수 있다. 사회경제적 요인이란 환경에 대한 피해를 고려하여 연료 효율성이 높은 항공기에 대한 사회적 수요가 증대되고 있다는 점인데, 예를 들어, 국제항공운송협회(IATA)가 2020년까지 항공기의 이산화탄소 배출 상한을 설정하기로 하는 것과 같은 조치들이 이런 움직임을 반영한다. 또한, 항공산업의 경쟁이 격화됨에 따라 운항사 입장에서 연비향상을 통해 연료비를 절약하면서 동시에 더 많은 승객을 태울 수 있는 항공기의 도입 필요성이 커지고 있다는 점이 소재변화의 직접적인 요인이다. 이렇듯, 항공기 동체 제작에 있어서 복합재의 중요성이 크게 높아지고 있는데, 이는 복합재가 기존 금속소재에 대하여 갖고 있는 우수한 물리화학적 특성에 기인한다. 항공기 제작에 있어서 복합재 채용이 본격화된 것은 보잉의 최신기종인 B787기종이며 이때부터 복합재 항공기 시대가 열리게 되었다. B787의 경우 무게의 50%, 부피의 70%가 복합재로 구성되어 있으며 에어버스도 이에 대응하여 최신기종인 A350의 복합재 적용을 획기적으로 증가시킨 바 있다. 세계 항공복합재 시장은 2014년 기준 약 200억 달러의 규모를 보이는 것으로 추정되며, 2033년까지의 항공기 제작 수요를 감안하면, 항공복합재 시장규모는 2014~2033년 사이 연평균 8.2% 성장하여 2033년 약 900억 달러의 시장규모를 가질 것으로 전망된다. 이와 같은 전망치는 글로벌 여객수요 증가로 인해 향후 20년간 약 3만 1,000대의 민항기 제작수요가 발생한다는 예상치를 바탕으로 한다. 항공기 소재로서 최근 들어 각광받고 있으며, 향후 시장확대가 예상되는 항공용 복합재 산업의 발전을 우리의 기회로 삼기 위해서는 복합재 생산 및 설계 등의 기술개발, 보잉 및 에어버스와의 협력체계 강화 등 선결조건들이 존재한다. 이러한 정책과제 외에 산업발전을 위해 필수적인 인프라로는 시험평가 시스템을 꼽을 수 있다. 항공용 복합재는 최근 들어 사용이 확대된 새 로운 소재라는 점과 그 대상이 항공기라는 두 가지 측면에서 안전성이 가장 중요하며, 이를 뒷받침하기 위해서는 시험평가 시스템을 갖추는 것이 중요하다. 그러나 개별기업 특히 중소기업 입장에서 시험평가를 위한 별도의 인력과 충분한 설비를 갖추는 것은 현실적으로 어렵다. 예를 들어, 현재 국내 항공복합재 관련 생산기업 35개사 중 2종 이상의 시험설비를 보유한 기업은 37%에 불과한 실정이며 시험평가 외부의뢰 경험이 있는 기업은 63%에 달한다. 또한, 이러한 인프라는 개별기업 차원에서 접근하기보다는 특화된 기업이나 센터의 구축이 규모의 경제를 달성한다는 차원에서 더 효과적이다. 항공기복합재 부문의 시험평가는 단순히 제공된 시편이나 구조물에 대한 시험을 실시하는 단순작업이 아니라 꾸준히 시험평가 방법 및 수치해석의 기법을 연구개발해야 하는 분야이다. 항공기 복합재 분야가 최근 들어 매우 빠르게 성장·발전함에 따라 시험평가 분야에 대한 항공기 제작사의 요구조건도 다양화·복잡화되는 경향이 뚜렷하다. 즉, 비파괴검사(NDT), 시뮬레이션뿐 아니라 개발 중인 항공기에 특화된 시험평가 기법 및 설비개발에 대한 항공기업체의 요구는 증대되는 추세이며 기본적으로 비용을 낮추려는 노력도 병행되어야 한다. Applus Lab의 경우 고객사에서 온라인으로 시험 참관, 데이터 수집 및 가공이 가능하도록 E-testing 시스템을 개발하거나 비파괴검사법에 대한 EU 차원의 연구개발 프로젝트인 DOTNAC에 참여하고 비파괴 검사 기업을 인수합병하는 등 지속적으로 비용을 낮추고, 고객사와의 접촉을 늘리는 동시에 새로운 시험평가기술을 축적하려는 노력을 경주하고 있다. 또한, 독일 IMA사의 경우에도 항공부문에서 매출액의 약 8%(2011년 기준 약 55만 유로)를 연구개발에 재투자하고 있는 것으로 조사되었다. Applus Lab은 2014년 기준 약 4,700만 유로의 매출을 올렸으며 이 중 32%인 1,500만 유로가 항공부문의 매출이다. 2014년 공식적인 영업이익률은 4.2%이나 이는 약 200만 유로에 해당하는 비파괴검사 전문기업 미국 Arcadia社의 인수합병 비용을 반영한 결과로 해당 인수합병이 없었다고 가정하는 경우 영업이익은 약 400만 유로로 8.5%의 영업이익률 추정이 가능하다. Applus Lab은 2014년 기준 약 600명의 인력을 보유하고 있으며 이 중 약 30%인 180명이 항공부문 인력으로 구성되어 있다. 이를 보다 세부적으로 살펴보면 항공부문 인력 180명은 약 145명(80%)의 엔지니어 및 테크니션과 약 35명(20%)의 사무직 인력으로 구성되어 있으며, 145명의 엔지니어 및 테크니션 중 약 50%인 75명 정도가 시험평가 인력이며 그 외에는 컨설팅, 설비개발 등을 수행하고 있다. 이를 통해 Applus lab 항공부문의 직원은 대부분 항공분야의 시험평가의 직접 수행 및 관련 기술의 R&D 및 컨설팅에 종 사하는 기술 전문가들로 구성되어 있음을 알 수 있다. 스페인과 독일의 대표적인 항공복합재 시험평가 전문기업의 사례는 이 분야에서 수십년간 축적된 기술과 노하우를 갖고 있는 공공연구기관이 민영화하여 현재와 같은 기업의 형태로 전환된 공통된 모습을 보여주고 있다. 즉, Applus Lab(스페인)은 공공연구기관 LGAI(1907년 설립)를 2003년 민영화하였고, IMA(독일)사는 공공연구기관 IfL(1955년 설립)를 1993년 민영화한 경우이다. 즉, 유럽의 경우에는 민간사업자가 신규로 시장에 진입할 때 느끼는 위험부담 즉, 큰 규모의 자본투자 및 인력의 수급, 시장예측의 리스크 등 다양한 위협요소들이 매우 축소된 상황이 전개되었다. 항공복합재 시험평가 시장의 확대에 따라 공공부문이 축적한 인프라를 민영화하여 기업의 형태로 운영하는 단계적이고 안정적인 경로를 따른 것이 유럽의 경우라 하겠다. 유럽과 비교하여 당분야에 축적된 발전경험이 없는 우리의 경우 민간부문의 자생적 발전을 기대하기 어려운 부문이므로 공공섹터에서 선도적인 역할을 수행할 필요가 있다.