□ 단일통로 민수항공기용(Part 25급) 13m급 순수주익 체계 개발사업 신규지원 대상과제 품목요약서

품목번호	2023-차세대항공-통합-01			산업 기술 분류	중분류Ⅰ				중분류Ⅱ
품목유형	□ 원천기술 ■ 혁신제품				항공/우주시스템				-
융합유형	□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 ■ 해당 없음
해당여부	□ IP R&D연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 R&D □ 국제공동 □ 안전과제 □ 챌린지 트랙 □ 복수형 R&D □대형통합형 □ 서비스형 □ 국가핵심기술
R&D 샌드박스 유형	□ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
총괄 품목명	(총괄) 단일통로 민수항공기용(PART25급) 13m급 순수주익(Clean Wing) 체계 개발					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
	(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 8단계)						8	8		0	7	3	0	1	0	0	0
1. 개념 및 산업동향
▣ 개념 ㅇ 단일통로 순수주익 항공기는 복도가 1개인 단일통로(Single Aisle) 구조를 갖춘 여객기로 후방동체에 엔진이 장착되어 주날개에는 엔진이 없는 순수 날개로만 구성 ㅇ 포스트 코로나 시대, 항공 여객 수요 증가로 운항사들은 운용유지 비용이 저렴한 신형 터보프롭 항공기의 개발 및 기존 터보프롭 항공기의 단점 개선 요구 - 터보프롭 항공기의 고질적 단점인 소음 및 진동을 저감하는 동시에 장점인 연료 효율성을 보다 개선한 항공기의 개발 필요 * 순수주익의 양력 효율성 극대화를 통해 경쟁 기종인 ATR72 항공기 대비 향상된 연료 소모율 및 높은 신뢰성을 기반으로 15% 이상의 좌석당 운용비용 절감 ㅇ 개발 예정 터보프롭 항공기는 저소음/저진동 고효율 실현 목적으로 후방동체에 엔진을 장착하여 엔진이 없는 주날개 모듈에 대한 설계 기술 확보 필요 - 터보프롭 엔진이 후방동체에 장착되므로 주익의 큰 굽힘 하중이 부가되어 경량화 설계 기법 적용을 통한 중량증가 최소화 필요 * 고양력 및 최대 순항속도를 증가시킬 수 있는 고 종횡비(High Aspect Ratio)의 주익 및 확장된 공기역학적 최적화 형상 필요 * 복합재 제작 액상 수지 공법 등으로 플랩/에일러론/스포일러 구조물 개발 ▣ 산업동향 ㅇ 전체 민간 항공기 시장에서 리저널 항공기가 차지하는 비중은 ‘19년 6,508대(17%), ’21년 6,931대(28%)로 코로나19 팬데믹 이후에도 꾸준하게 운용 중 - 터보프롭 항공기는 리저널 항공기 시장에서 약 54~57% 운용 중으로 리저널 제트 항공기 대비 운용 측면에서 우위 ㅇ 운용비용이 저렴하고 지역 항공 간 연결(Point to Point)하는 70~90인급 리저널 항공기의 수요 증가로 신규 항공기에 대한 운항사들의 소요 제기 지속 - 운항사들은 정비 주기를 늘리고 정비 시간을 절감할 수 있는 COC(Cash Operating Cost)가 우수한 차세대 터보프롭 항공기 개발 요구 * 기존 터보프롭 항공기 시장은 Bombardier 및 ATR社의 과점 구도였으나 Bombardier社의 시장 철수로 현재 터보프롭 항공기 시장의 ATR社 독점 구도로 대안 부재 실정 - 기존 터보프롭 항공기는 터보팬 엔진 항공기 대비 소음 및 진동이 기내로 심하게 전달되어 고객 불만족을 고려한 저소음/저진동 터보프롭 항공기 개발 필요
2. 지원 범위
▣ 총괄과제의 역할 및 기능 - 세부과제 일정을 포함한 종합 관리 및 사업 추진 방향 조정 - 연구개발을 통해 획득된 유, 무형의 성과물 관리, 사업화 전략 수립 지원 - 사업 성과(실적) 관리 및 보고 총괄 등 ▣ 세부 과제별 개발요구도 관리 및 세부 과제별 할당 - 성능요구도/인증 요구도 분석 및 설계기준 설정 후 세부 과제별 할당 - 기술요구도 검증방법 기준 수립 및 구체화 - 개발규격서/기준서/지침서 제정 후 세부 과제별 할당 및 관리 - 목표중량 관리 방안 수립 및 세부별 목표중량 할당(중량 DB생성) - 형상관리(체계개발시스템 구축 및 형상식별/통제 기준 수립)
3. 지원 필요성
ㅇ 포스트 코로나 시대, 기체구조물 분야 대형 물량 수주로 위기의 국내 항공산업 생태계 복원 및 양질의 일자리 창출 지원 필요 - 항공기 개발 제작사의 개발 계획 및 수요가 구체적인 대상 사업으로 향후 판매 증가와 연계, 사업에 참여한 국내 항공산업계 전반의 매출 확대 기대 ㅇ 주익 모듈 관련 최신 설계/제작 기술의 확보를 통해 차세대 단일통로 항공기 프로젝트 및 미래 친환경(수소/전기 등) 항공기 플랫폼 개발사업 참여 기대 ㅇ 민간항공기 주요 구조물인 주익 체계개발(설계/해석/제작/시험)을 통한 국제 인증(FAA, EASA) 기술 획득 기대
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 총 지원기간 : ’23.4.1~’27.12.31(57개월 이내) - 1차년도 수행기간은 9개월(4월~12월), 2차년도 이후는 각 12개월(1월~12월) ㅇ 총정부출연금 : 2.5억 원 (각 연도별 0.5억 원) - 지원기간 및 정부출연금은 정부의 예산사정/사업추진계획 등에 따라 변경 가능 - 기업의 경우 민간부담금은 관련 규정에 따라 별도 매칭 ㅇ 총괄주관연구개발기관/공동연구개발기관 : 제한 없음(산․학․연, 누구나 참여 가능) ㅇ 기술료 징수 여부 : 비징수

품목번호	2023-차세대항공-통합-02			산업 기술 분류	중분류Ⅰ				중분류Ⅱ
품목유형	□ 원천기술 ■ 혁신제품				항공/우주시스템				-
융합유형	□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 ■ 해당 없음
해당여부	□ IP R&D연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 R&D □ 국제공동 □ 안전과제 □ 챌린지 트랙 □ 복수형 R&D □대형통합형 □ 서비스형 □ 국가핵심기술
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
품목명	(1세부) 고강성 경량화 순수주익 구조물 및 체계 개발					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
	(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 8단계)						8	8		0	7	3	0	1	0	0	0
1. 개념 및 산업동향
▣ 개념 ㅇ 고 종횡비(High Aspect Ratio)를 가진 순수주익(Clean Wing) - 기존 주익 엔진장착 방식은 날개에서 생성되는 양력으로 인한 위쪽 굽힘 변형을 엔진 무게로 상쇄, 동체/날개에 발생하는 굽힘 하중 감소로 주익 구조부의 파손위험 경감 - 순수주익 적용 시, 굽힘 하중 완화에 취약하여 날개 구조물 보강이 필요하며 이로 인한 중량증가를 최소화하는 고강성 경량화 설계기술 개발이 필요 (구조물 배치, 중량 및 형상 최적화 기술) ㅇ 날개 조류충돌 성능입증 기술 - 조류충돌(Bird Strike) 시나리오 수립 및 구조 취약 부위를 선정하여 설계/해석 시 적용해 실제 조류충돌 시험을 통하여 구조 건전성을 입증하는 기술 - 상호검증을 통한 주익 구조물에 대한 조류충돌 안전성 입증기술 요구 ㅇ 순수주익 구조물 최종 체계종합 기술 - 금속재 순수주익 구조물과 복합재 조종면(*플랩/에일러론/스포일러) 구조물의 조립 기술(수리 및 장탈착 개념을 포함) *플랩(Flap) : 주익 뒷전에 장착되어 주날개의 형상을 확장하여 양력을 높여주는 고양력 장치 *에일러론(Aileron) : 주익 뒤쪽의 양 끝에 장착되어 비행 시 방향 전환을 해주는 장치 *스포일러(Spoiler) : 주익 위쪽에 장착되어 착륙 시 위로 펼쳐서 항공기 속도를 줄여주는 장치 ▣ 산업동향 ㅇ 고강성 경량화 설계/해석 및 조립 프로세스를 단순화하는 연계 기술 연구 추진 중 - 구조물 설계/해석 단계에서부터 원가 경쟁력을 위한 부품 가공 및 조립 컨셉 적용 ㅇ 미래 친환경 항공기는 높은 연료 효율을 전제로 터보프롭 항공기 플랫폼을 활용한 개발을 고려 중으로 그 형태가 후방동체에 엔진이 장착되고 주익에 엔진이 장착되어 있지 않은 형태의 항공기가 대부분임 - 주요 선진업체들은 전기 배터리팩 및 수소 탱크의 위치가 후방동체에 장착하여 엔진이 후방동체에 체결되는 형태로 연구 진행 중 - 주요 선진업체들은 향후 전기 추진 기반 항공기 개발에 대비하여 엔진이 후방동체에 체결되는 형태로 개념연구(에어버스, 엠브레어 등) 진행 중 ㅇ 국내 항공우주산업의 기술 수준은 미국 대비 68%, 기술 격차는 약 8.6년 수준으로 독자 기술 확보를 위한 민간 항공기 핵심기술 및 부품 개발 긴요
2. 지원 범위
▣ Part 25급 고 종횡비(High Aspect Ratio)를 가진 순수주익(Clean Wing) 체계 개발 ㅇ 동체후방에 엔진이 장착되는 항공기 순수주익 구조물 체계 종합기술 - 고강성 경량화 순수주익 요구도 분석(굽힘하중, 구조보강 개념) - 주익 주요 구조물(Rib and Spar) 배치 최적화 설계 - 주익 동체 간 연결부 경량화 설계 - 주익 외피(Skin) 및 스트링거(Stringer) 일체형 설계 및 제작 - 주익 외피(Skin) 중량 원가 최적화 설계 - 전기체 주익 시험 요구도 분석, 설계, 제작 - 시험 결과 평가 ㅇ 주익의 허용손상 및 수리한계 개발 - 주익 수리방법 및 절차 수립 - 구조물 허용손상 및 수리한계 평가 및 정의 - 허용손상 및 수리한계에 대한 정비/검사 기준 수립 ▣ 순수주익 고정식 앞전 조류충돌 성능입증 ㅇ 조류충돌 테스트 - 조류충돌 건전성 입증을 위한 취약부 선정 - 조류충돌 해석 프로세스 수립 - 조류충돌 시험평가 - 유한요소해석(FEA) 해석 결과와 실제 시험 상호검증/보정 ▣ 순수주익 구조물 전체 최종 조립 ㅇ 1세부 순수주익(비행조종면 부분제외) 및 2세부 비행조종면 구조물 최종 조립 - 고정식 앞전, 주익박스, 뒷전, 윙팁, 비행조종면(플랩/에일러론/스포일러), 착륙 장치 지지 구조물 전체 조립
3. 지원 필요성
ㅇ 국내에서 KC-100 소형항공기 및 T-50, KT-1 등 군용 항공기의 주익 개발 경험은 있으나 Part 25급 중형항공기 주익 개발 경험 부재 ㅇ Part 25급 요구도 충족을 위해서 설계-해석-제작-시험-인증-운용 단계별로 다양한 기술개발 필요하여 지원 필요 ㅇ 선진업체의 경우 비행조종면 조류 충돌 및 구동부 메커니즘 시험들의 비용을 절감하기 위해 유한요소해석(FEA) 해석 결과의 DB화로 실제 시험 최소화를 통한 개발비 절감 ㅇ 원가 경쟁력이 있는 최신 설계/제작 기술 확보를 통해서 국제 공동 개발 기회 확대, 제조 및 수주 경쟁력 강화 - 주익의 스킨 및 스트링거 일체화 설계/제작을 통한 공정 자동화, 가공 기술개발 등 제조 경쟁력 강화 필요 ㅇ 기술성숙도가 낮아 국내 컨소시엄을 구성하여 정부R&D 과제로 기술 개발하여 저변 확대 필요
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 총지원기간 : ’23.4.1~’27.12.31(57개월 이내) - 1차년도 수행기간은 9개월(4월~12월), 2차년도 이후는 각 12개월(1월~12월) ㅇ 총정부출연금 : 171.8억원 (1차년도 정부출연금 18.8억원, 2차년도 52.4억원, 3차년도 44.2억원, 4차년도 32.2억원, 5차년도 24.2억원) - 지원기간 및 정부출연금은 정부의 예산사정 또는 사업추진계획 등에 따라 변경 가능 - 기업의 경우 민간부담금은 관련 규정에 따라 별도 매칭 ㅇ 세부주관연구개발기관/공동연구개발기관 : 기업/제한 없음(산․학․연, 누구나 참여 가능) ㅇ 기술료 징수 여부 : 징수

품목번호	2023-차세대항공-통합-03			산업 기술 분류	중분류Ⅰ				중분류Ⅱ
품목유형	□ 원천기술 ■ 혁신제품				항공/우주시스템				-
융합유형	□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 ■ 해당 없음
해당여부	□ IP R&D연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 R&D □ 국제공동 □ 안전과제 □ 챌린지 트랙 □ 복수형 R&D □대형통합형 □ 서비스형 □ 국가핵심기술
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
품목명	(2세부) 일체형 복합재 비행조종면 및 구동 메커니즘 기술개발					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
	(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 8단계)						8	8		0	7	3	0	1	0	0	0
1. 개념 및 산업동향
▣ 개념 ㅇ 대형 경량화 복합재 일체형 비행조종면(플랩/에일러론/스포일러) - 최신 항공기는 경량화를 위해서 복합재 부품을 사용하며, 원가 절감을 위해서 대형 일체형 복합재 구조물로 제작 공정을 최소화하는 기술 적용 - 복합재 구조물 품질 및 성능 향상을 위한 대형 금형을 통한 액상수지 제작 공법 개발 및 적용하며 더 나아가 매번 제작 시 동일 품질을 유지 할 수 있는 제작 공법을 개발 적용 중 ㅇ 비행조종면(플랩/에일러론/스포일러) 메커니즘 설계/해석/제작/성능입증 기술 - Part 25급 항공기의 비행조종면을 비행성능에 맞게 구동할 수 있도록 설계/해석/제작/성능입증(구성품 구동 테스트) - 기능품 자체의 변형, 상대 변위에 따른 마찰, 구동 부위 간 간격 영향성 고려, SW 프로그램을 활용한 시뮬레이션/구조 기능시험으로 메커니즘 신뢰성 입증 ㅇ 비행조종면 조류충돌 성능입증 기술 - 조류충돌(Bird Strike) 시나리오 수립 및 구조 취약부위의 설계/해석 적용으로 실제 조류충돌 시험과 상호검증을 통한 비행조종면에 대한 조류충돌 안전성 입증 ▣ 산업동향 ㅇ 최신 항공기들의 복합재 적용 비율이 점차 증가하면서 최근에는 50% 이상 복합재 부품으로 제작 진행 - 특히 선진업체들은 비행조종면 구조물에 대해서 대형 금형을 활용하여, 복합재 *SQRTM/RTM 공정을 적용해서 제작 중 *SQRTM(Same Qualified Resin Transfer Molding) : 동일 품질의 액상 수지 공법 *RTM(Resin Transfer Molding) : 액상 수지 공법 ㅇ 선진업체는 항공기 개발/제작/운영 전 과정에 대한 디지털화를 위한 중장기 전략 수립 및 개발 진행으로 친환경 고효율 항공기 및 전기/수소항공기 기술개발 중 - 유럽 에어버스社는 항공기 구성품 및 전기체 대상으로 버츄얼테스트(Virtual Test)를 적용하여 원가 절감과 개발 기간 단축 * A350 날개 굽힘 시험을 Multi Body Simulation 기반의 버츄얼테스트로 대체하여 감항인증을 받아 인증 절차 4개월 단축 및 300백만 유로 절감 ㅇ 개발 예정 터보프롭 항공기는 기존 터보프롭 항공기 대비 15% 이상 운영비용(COC)을 절감하기 위해 비행조종면에 복합재 일체형 구조물 적용 예정 - 국내에서는 항공기 조종면 개발 관련, 각각의 금속재 부품 제작 및 조립을 통해 조종면 구조물을 완성 * 국내는 현재 정부 과제를 통해 복합재 일체형 구조물을 시제품으로 제작하는 수준에 불과 - 반면, 해외 선진업체는 복합재 일체형 제조 공법을 통해서 조종면을 최소 조립으로 생산하여 실제 항공기에 적용 중
2. 지원 범위
▣ 대형 경량화 복합재 일체형 비행조종면(플랩/에일러론/스포일러) 개발 ㅇ 비행조종면 액상수지 제작 공법 및 공정기술 - 비행조종면 최적화 설계 및 해석 - 유한요소해석(FEA) 기반 복합소재 성형(경화) 예측 및 분석 - 비행조종면에 대한 고품질, 저비용 기반 제작을 위한 복합재 구조물 공정용 금형 설계 및 제작 ㅇ 복합재 일체형 비행조종면의 허용손상 및 수리한계 - 복합재 일체형 비행조종면 수리방법 및 절차 수립 - 구조물 허용손상 및 수리한계 평가 및 정의 기술 - 허용손상 및 수리한계에 대한 정비/검사 기준 수립 ▣ 비행조종면(플랩/에일러론/스포일러) 메커니즘 설계/제작/성능입증 기술 ㅇ 비행조종면 메커니즘 테스트 - 복합재 일체형 비행조종면 메커니즘 해석 프로세스 수립 - 복합재 일체형 비행조종면 메커니즘 성능 시험평가 - 구조 동역학 해석 결과와 실제 시험 상호검증 및 보정 ▣ 비행조종면(플랩/에일러론/스포일러) 조류충돌 성능입증 기술 ㅇ 비행조종면(플랩/에일러론/스포일러) 조류충돌 테스트 - 비행조종면 조류충돌 건전성 입증을 위한 취약부 선정 - 비행조종면 조류충돌 해석 프로세스 수립 - 비행조종면 조류충돌 시험평가 - 비행조종면 유한요소해석 결과와 실제 시험 상호검증 및 보정
3. 지원 필요성
ㅇ 국내에서 KC-100 소형항공기 및 T-50, KT-1 등 군용 항공기의 주익 개발 경험은 있으나 Part 25급 중형항공기 주익 개발 경험 부재 ㅇ Part 25급 요구도 충족을 위해서 설계-해석-제작-시험-인증-운용 단계별로 다양한 기술개발 필요하여 지원 필요 ㅇ 선진업체의 경우 비행조종면 조류 충돌 및 구동부 메커니즘 시험들의 비용을 절감하기 위해 FEA 해석 결과의 DB화로 실제 시험 최소화를 통한 개발비 절감 ㅇ 원가 경쟁력이 있는 최신 설계/제작 기술 확보를 통해서 국제 공동 개발 기회 확대, 제조 및 수주 경쟁력 강화 ㅇ 복합재 설계/제작 단계는 기존 경험이 있으나 구조물 기능시험 및 Part 25급 인증에 대한 경험은 전혀 없어 지원이 필요 ㅇ 복합재 일체형 비행조종면 개발을 통한 생산 자동화 및 인프라 구축 가능
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 총 지원기간 : ’23.4.1~’27.12.31(57개월 이내) - 1차년도 수행기간은 9개월(4월~12월), 2차년도 이후는 각 12개월(1월~12월) ㅇ 총 정부출연금 : 116.4억원 (1차년도 정부출연금 12.9억원, 2차년도 35.1억원, 3차년도 29.5억원, 4차년도 22.5억원, 5차년도 16.5억원) - 지원기간 및 정부출연금은 정부의 예산사정 또는 사업추진계획 등에 따라 변경 가능 - 기업의 경우 민간부담금은 관련 규정에 따라 별도 매칭 ㅇ 세부주관연구개발기관/공동연구개발기관 : 기업/제한 없음(산․학․연, 누구나 참여 가능) ㅇ 기술료 징수 여부 : 징수

□ 단일통로 민수항공기용(Part 25급) 13m급 순수주익 체계 개발사업 신규과제 실무작업반 명단

구분	우선 순위	과 제 명	실무작업반
			성명	소속	직위
신규		(총괄)단일통로 민수항공기용 (PART25급) 13m급 순수주익 체계 개발 (세부1)고강성 경량화 순수주익 구조물 및 체계 개발 (세부2)일체형 복합재 비행조종면 및 구동 메커니즘 기술개발	노진호 남영우 이동규 이훈희 김태욱	한국항공대학교 경상국립대학교 국립한국교통대학교 한국생산기술연구원 한국항공우주연구원	교수 부교수 부교수 선임연구원 팀장

* 과제기획전담팀 참여 전문가는 기획에 참여한 해당과제 참여 제한