명품 K2 전차·K9 자주포 ‘하이브리드 심장’ 탑재한다[이현호의 방산!톡]

현대로템, 1500마력 하이브리드 엔진 장착
2040년부턴 전기 빼고 수소엔진 전차 전환
한화에어로, 디젤에 전기 모터 혼합형 모델
레드백(장갑차)등 다른 무기체계 확장 적용

K-방산의 명품이자 효자 수출 품목인 K2 전차와 K9 자주포가 하이브리드 심장을 달고 다시 한번 글로벌 방산 시장을 질주하기 위해 속도를 내고 있다. 미 육군은 올해부터 하이브리드 시제품을 일선 부대에 배치하며 앞서 나가고 있다.

13일 방산 업계에 따르면 현대로템과 한화에어로스페이스가 전차와 자주포의 ‘심장’인 파워팩(엔진+변속기)을 기존 디젤 중심에서 전기모터 등을 결합한 하이브리드로 전환하기 위한 연구·개발을 본격화하고 있다.

하이브리드 엔진은 소음과 발열이 적어 적에게 노출되는 가능성을 최대한으로 줄여준다. 무엇보다 전자식 시스템이라 유무인 복합체계를 구현하는 데도 유리해 방산 업계가 시장 선점을 위해 개발에 박차를 하고 있는 것으로 보인다.

우선 현대로템은 동력장치(파워팩), 즉 추진체계의 패러다임 전환이다. 모기업인 현대자동차그룹의 수소 모빌리티 기술을 방산 분야에 접목하려는 것이다. 이와 관련 국방기술진흥연구소와 함께 ‘대용량 수소연료전지 기반 전동화 기술’ 과제를 수행 중이다.

미래형 차세대 전차에 수소연료전지를 적용할 하이브리드 파워트레인 개발에 착수한 것으로 알려졌다. 초기에는 디젤과 전기가 혼합된 하이브리드 방식이지만 2040년부터는 완전한 수소 전차 상용화로 전환하는 것이 목표다.

미래 기술을 접목한 ‘K3 스텔스 전차’(가칭) 모델에 1200마력 디젤 엔진과 300마력 전기모터를 결합한 1500마력급 하이브리드 파워트레인을 탑재하게 된다. 기존 전차의 열·소음 문제가 대폭 개선된다.

엔진·변속기 대신 수소연료전지와 전기모터로 구동돼 적외선 탐지 및 음파 탐지 회피 능력이 크게 향상될 수 있다. 항속거리도 증대된다. 이를 기반으로 2040년엔 디젤 엔진을 빼고 순수 수소연료전지로 운용되는 전차를 만드는 게 현대로템의 구상이다.

하이브리드 시스템의 가장 큰 장점은 저소음·저발열이다. 디젤 엔진은 시동을 끄면 전력 공급이 끊겨 통신장비와 레이더를 쓸 수 없다. 전력을 쓰려면 엔진을 계속 켜둬야 하기 때문에 발생하는 엔진 소음과 열로 적에게 위치가 노출될 수밖에 없었다.

한화에어로스페이스 역시 올해부터 K9 자주포의 하이브리드 파워팩 개발에 전사적 역량을 집중하고 있다. K9 자주포 디젤 엔진 국산화에 성공한 STX엔진이 기존 엔진에 전기모터를 결합하고 SNT다이내믹스는 전용 변속기 개발을 담당하고 있다.

체계종합업체(최종 조립 업체)인 한화에어로스페이스는 이를 K9 자주포에 장착하게 된다. 다만 하이브리드 시스템의 기본이 되는 배터리를 담당할 업체는 아직 확정되지 않은 것으로 전해졌다.

K9 자주포는 현재 디젤 엔진만으로 1000마력의 힘을 과시한다. 여기에 추가될 전기모터 용량은 250㎾ 이하급이 거론되고 있다. 이들이 완성체가 되면 최대 출력은 1200~1300마력까지 확대된 전망이다.

특히 디젤 엔진을 켜지 않고 배터리만으로 움직이면 무성(無聲) 대기가 가능해 적 노출 위협이 크게 줄게 된다. 게다가 발열도 줄어 생존 가능성이 크게 높아지는 것은 물론 연료 효율도 높아지는 효과를 기대할 수 있다.

한화에어로스페이스 관계자는 “K9 자주포를 시작으로 레드백(장갑차) 등 다른 무기 체계까지 확장해 적용하게 될 것”이라며 “하이브리드 심장을 탑재하고 전장을 누비게 될 시제품 출시는 이르면 2029년쯤 가능할 것으로 보인다”고 말했다.

유무인 복합 체계를 구현하는 데도 하이브리드 시스템이 필수적이다. 전기모터와 대용량 배터리를 갖추게 되면 미래 전장의 패러다임 변화를 주도하는 인공지능(AI) 시스템과 첨단 통신장비에도 전력을 안정적으로 공급해 전력 증강에도 기여할 수 있다.

미 육군은 신형 전차 시제기 4대를 올해 중 일부 부대에 배치할 계획이다. 지난해 4월 랜디 조지 미 육군 참모총장은 “애초 예상했던 일정(2030년 배치)을 3분의 1로 단축해 24개월에서 30개월 이내에 신형 전차를 보급할 계획”이라고 밝힌바 있다.

이 신형 전차가 비대한 덩치를 줄이고 하이브리드 엔진을 탑재한 ‘M-1E3’다. 디젤 엔진과 전기모터를 합한 하이브리드 시스템이다. 연료 효율이 50% 개선되고 AI 응용 프로그램, 로봇 차량과의 페어링, 발열·전자 신호 저감 장치 등이 장착될 예정이다.

이현호 기자 hhlee@sedaily.com

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