□ 터보팬 항공엔진 인코넬 718 초내열합금 주·단조품 개발사업 신규지원 대상과제 품목요약서

품목번호	2023-차세대항공-통합-01	산업 기술 분류	중분류Ⅰ	중분류Ⅱ
품목유형	□ 원천기술 ■ 혁신제품	항공/우주시스템	-
융합유형	□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 ■ 해당없음
해당여부	□ IP R&D연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 R&D □ 국제공동 □ 안전과제 □ 챌린지 트랙 □ 복수형 R&D □ 대형통합형 □ 서비스형 □ 국가핵심기술 □ 탄소중립
R&D 샌드박스 유형	□ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
총괄 품목명	(총괄) 터보팬 항공엔진 인코넬 718 초내열합금 주·단조품 개발	품목코드 (HSK10)	류	호	소호	통계부호
(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)	8	8	0	7	1	0	0	0	0	0
	1세부품목명	(1세부) 터보팬 주요 구조물 인코넬 718 마스터 잉곳/주조품 제조 및 평가 기술
	2세부품목명	(2세부) 터보팬 정지부 소재부품 인코넬 718 잉곳/단조품 제조 및 평가 기술
	3세부품목명	(3세부) 터보팬 회전체 디스크용 Premium급 인코넬 718 잉곳/단조품 제조 및 평가 기술
1. 개념 및 산업동향
▣ 개념 ㅇ 항공엔진 사업은 초기 설계부터 극한 운용조건에서의 부품 신뢰성 확보까지 많은 투자와 장기간의 개발기간이 소요 - 해외 엔진 OEM사의 경우도 독자적으로 항공엔진 개발 사업을 진행하기 어려워 민수사업의 경우 국제공동협력 프로그램으로 다수 국적의 회사들이 참여하는 형태로 진행 중이며, 군용 사업은 정부 지원 하 개발 사업 진행 ㅇ 터보팬 가스터빈의 엔진개발을 위해서는 소재부품 국산화 개발이 우선 필요하며 이렇게 구축된 국산소재 데이터베이스는 부품/모듈/엔진의 설계 및 해석에 필수 ㅇ 터보팬 항공엔진에 적용되는 니켈기 초내열합금인 인코넬 718은 가스터빈에 가장 많이 사용되는 합금소재(조성: Ni-Cr-Fe-Mo-Nb)로 가스터빈의 주요 구조물, 정지부 케이스 및 회전체 디스크 등의 부품에 주조품 및 단조품의 형태로 사용 - 인코넬 718의 주조품, 단조품 국산화 제조공정/평가기술의 개발 및 데이터베이스구축은 항공엔진의 국산화를 위한 필수적인 요소 ㅇ 또한, 제조된 소재부품의 동등성을 평가하는 시험계획 수립, 평가절차 개발과 소재 데이터 프로세싱 등의 MMPDS와 연계한 체계적인 물성정보시스템 구축, 원소재 및 부품공급자의 생산자격 확보를 위한 항공품질시스템(AS9100 /NADCAP) 인증, 최종 사업화를 위한 엔진제조사의 승인 확보 기술 등이 매우 중요 ▣ 산업동향 ㅇ 항공엔진산업은 장기적으로 투자하는 대형 자본산업으로 기술보유국에서는 국가주도 전략산업으로 육성하고 있으며 폐쇄적으로 관련 핵심기술을 보호 - 민수항공엔진 시장규모는 `24년 $1,027억→`29년 $1,220억로 연평균 3.5% 성장 전망되며, 연평균 3.5% 성장률 적용 시 `50년 민수엔진 시장규모는 $2,500억 - 현재 민수 완제엔진 시장은 GE(General Electric), P&W(Pratt&Whitney), RR(Rolls Royce) 등 주요 엔진 OEM 3사가 75% 점유, Safran 등 기타 업체는 25% 차지 - 전 세계 항공산업 초내열합금 시장은 `20년 $19.8억에서 `27년 $30억 이상으로 연평균 9.2% 이상 꾸준한 성장 예상 ㅇ 국내 항공엔진 가스터빈 부품 수입액은 지속적으로 증가하고 있고 특히 마스터 잉곳 제조는 전무 - 원소재 국산화 시도를 하고 있으나 개발 재원/인증체계/제조 경험 및 기술 부족 - 국내 장수명 항공엔진 관련 소재부품은 해외업체로부터 100% 수입에 의존, 관련 생산 인프라 및 기술력은 해외 대비 50~60% 수준을 유지하고 있으나 항공품질시스템 인증(AS9100/NADCAP) 등 대부분 업체 미보유
2. 지원 범위
▣ 총괄과제의 역할 및 기능 ㅇ 세부과제 종합 관리 및 사업 추진 방향 조정 ㅇ 연구개발을 통해 획득된 유‧무형의 성과물 관리, 사업화 전략 수립 지원 ㅇ 사업성과(실적) 관리 및 보고 총괄 등 ▣ (1세부) 터보팬 주요 구조물 인코넬 718 마스터 잉곳/주조품 제조 및 평가 기술 ㅇ 인코넬 718 마스터 잉곳 제조기술개발 - 인코넬 718 마스터 잉곳 소재요구도 설계 - 마스터 잉곳 공정 설계/제작/평가/개선 - 마스터 잉곳 엔지니어링 승인 확보 ㅇ 터보팬 주요 구조물 주조 공정기술개발 - 주조품 및 품질요구도 설계 - 터보팬 주요 구조물 주조품 제조/평가 기술 개발 - 주조품 엔지니어링 승인 확보 ㅇ 설계/수명 평가를 위한 소재 데이터베이스 구축 ▣ 2세부: 터보팬 정지부 소재부품 인코넬 718 잉곳/단조품 제조 및 평가 기술 ㅇ 인코넬 718 잉곳/빌렛 제조기술개발 - 인코넬 718 단조용 잉곳/빌레 소재요구도 설계 - 고청정 잉곳/빌렛 제조공정 및 평가기술 개발 - 단조용 잉곳/빌렛 엔지니어링 승인 ㅇ 터보팬 정지부 부품용 링롤링 단조공정 기술개발 - 형상 링롤링 단조 시작품 개발/평가/개선 (Containment 시험평가 포함) - 정지부 단조품 엔지니어링 승인 ㅇ 설계/수명평가를 위한 소재 데이터베이스 구축 ▣ (3세부) 터보팬 회전체 디스크용 Premium급 인코넬 718 잉곳/단조품 제조 및 평가 기술 ㅇ Premium급 인코넬 718 잉곳/빌렛 제조기술개발 - Premium급 인코넬 718 소재요구도 설계 - 3차용해공정(Triple Melting) 잉곳/빌렛 제조공정 및 평가기술 개발 - Premium급 인코넬 718 잉곳/빌렛 엔지니어링 승인 ㅇ 터보팬 회전체 디스크 단조품 제조공정기술개발 - 회전체 디스크 형상 설계 - 디스크 근사정형 형단조 형상 예측/제어/평가 기술 - 고신뢰성 디스크 소재부품 엔지니어링 승인 확보 ㅇ 설계/수명평가를 위한 소재 데이터베이스 구축
3. 지원 필요성
ㅇ 항공엔진은 군항공 무기체계와 민항기, 선박 발전으로 기술파급이 높은 국가 전략자산이며, 항공엔진 산업은 개별 기업이 독자적으로 생태계를 구축하거나, 세계 시장 진입이 매우 어려우므로 정부의 전략적 육성 필요 ㅇ 항공산업은 국가 전략산업이나, 현재 해외 미국/유럽/일본 등에 종속되어 있으며, 선도국가에서 항공엔진 원소재 전략 물자화시 소재 수급이 불가하여 국내 항공산업에 경제적 타격 발생 예상되어 국내 제조 및 평가기술의 개발 시급 ㅇ 원소재 국산화가 되지 않을 경우, 글로벌 항공엔진 소재부품 시장에 진입이 어려우므로 국방·항공 분야에서 정부 지원 하 개발 절실 ㅇ 항공엔진 소재부품 국산화 성공 시 현재 국내 엔진부품 수입 시장을 대체하는 큰 효과를 발생할 수 있으며 글로벌 시장 진출을 위한 교두보 구축 가능 ㅇ 항공엔진 중 가장 산업적 파급효과가 높고 소요량이 많은 니켈기 합금인 인코넬 718 제조 및 평가 기술 확보를 통해서 국내 타 산업 육성 및 기술적 파급효과 예상
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 총지원기간 : `23.4.1~`26.12.31(45개월 이내) - 1차년도 수행기간은 9개월(`23.4.1~`23.12.31), 2차년도 이후는 각 12개월(1월~12월) ㅇ 총 정부출연금 : 2억원 (각 연도별 0.5억원) - 지원기간 및 정부출연금은 정부의 예산 사정 또는 사업 추진 계획 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 ■ 해당없음
해당여부	□ IP R&D연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 R&D □ 국제공동 □ 안전과제 □ 챌린지 트랙 □ 복수형 R&D □ 대형통합형 □ 서비스형 □ 국가핵심기술 □ 탄소중립
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
총괄품목명	(총괄) 터보팬 항공엔진 인코넬 718 초내열합금 주·단조품 개발
세부 품목명	(1세부) 터보팬 주요 구조물 인코넬 718 마스터 잉곳/주조품 제조 및 평가 기술					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
	(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)						8	8		0	7	1	0	0	0	0	0
1. 개념 및 산업동향
▣ 개념 ㅇ 항공부품의 경량화를 위해 터빈 프레임은 얇은 케이싱 구조를 이루고 있으며, 기존 대비 주조방안 설계, 왁스조립기술, 결함 제어 및 주조기술 등 중요 - 터보팬 경량화를 위해 고난이도 복잡형상 구현이 필요하며, 터빈 프레임 소재부품들은 엔진 미들부에 위치하여 주요 응력하중을 견디는 중요한 역할 수행 ㅇ 항공엔진용 초내열합금 원소재 잉곳은 공정 재현성 및 동등성 검증을 위해 다수의 Heats 재현성 및 검증 기술 확보가 필수적이며, 승인된 공정은 확정 공정으로 관리되어 OEM 엔지니어링 승인 필수 ㅇ 항공엔진 부품소재 요구도 설계는 재질/공정/품질 규격화를 통해서 진행되어야 고품질 및 고신뢰성 부품소재 설계 및 제조 가능 ※ 소재의 밀도, 응고특성, 상온/고온 인장특성 등이 고려되어야하며, 시편의 기계적 특성 평가와 더불어 해외 선진 기관으로부터 직접 정보를 수집하거나 또는 문헌조사를 통해 정보를 수집하고 특성을 조사하여 종합적인 기술 개발 필요 ※ 품질 평가는 주조품의 내부결함, 표면결함, 결정립 특성 분석과 주조품으로부터 기계적 특성 평가를 통해 수행 ㅇ 첨단 가스터빈 엔진은 소재설계/규격시스템/엔지니어링 승인시스템 등 소재개발 플랫폼을 통한 수요 기업과 연계 개발 필요 ㅇ 첨단 가스터빈 엔진은 수천 시간 또는 수만 시간의 운용이 가능해야 하며, 운영 중 발생하는 열화 및 피로강도 저하, 노치 임팩트에 대한 물성 검증 필요 - 고온 Creep / LCF(Low Cycle Test) / TMF(Thermo-Mechanical Fatigue) / FCGR (Fatigue Crack Growth Rate) 시험 방식을 통한 수명 검증 필수 ㅇ 해당 부품소재가 항공용 부품으로 사용되기 위해서는 외산 소재와의 동등성 입증과 신뢰성 검증을 위한 소재 평가 데이터베이스 필수 ▣ 산업동향 ㅇ (미국) 초내열합금 연구와 생산 분야를 실질적으로 주도하고 있는 미국의 경우 정밀주조 합금 개발 관련 초내열합금의 온도수용성 향상을 위한 많은 연구 수행 - NASA와 같은 연구기관은 물론이고, GE, P&W 등 대표적인 가스터빈 제조회사들과 Special Metal, CM 등의 소재 전문기업들에서 Global Top 수준으로 개발 - CM, PCC, Howmet, CAPI 등 글로벌 기업들이 GE, P&W 등과 정밀주조/주조용 초내열합금의 모합금 시장을 독점 지배 ㅇ (유럽) 수요기업인 Siemens, Anasaldo, RR 등을 중심으로, 모합금 제조사인 Doncaster, Firth Rixon, Precicast 등이 정밀주조산업 주도 ㅇ (아시아) 수요기업인 MHPS, Toshiba, IHI와 소재기업인 히타치금속, 다이도금속, ICC, IMM, Howmet Japan 등이 시장 주도 ㅇ (국내) 국내 항공엔진용 부품소재의 마스터 잉곳 제조는 현재 전무한 상황
2. 지원 범위
▣ 터보팬 주요 구조물 인코넬 718 마스터 잉곳/주조품 제조 및 평가 기술 ㅇ 인코넬 718 마스터 잉곳 제조기술개발 - 인코넬 718 마스터 잉곳 소재요구도 설계 - 인코넬 718 마스터 잉곳 제조/평가 기술 개발 - 마스터 잉곳 공정 설계/제작/평가/개선 - 마스터 잉곳 엔지니어링 승인 확보 - 마스터 잉곳 공정 재현성 및 일관성 검증 - 소재 데이터베이스 구축 및 정밀주조 개발용 소재 제작 ㅇ 터보팬 주요 구조물 주조 공정기술개발 - 주조품 및 품질요구도 설계 - 터보팬 주요 구조물 주조품 제조/평가 기술 개발 - 터보팬 주요 구조물 주조품 공정 제작/평가/개선 - 주조품 엔지니어링 승인 확보 - 소재 데이터베이스 구축용 별주/부착/부품절취 채취 시편 제작 ㅇ 설계/수명 평가를 위한 소재 데이터베이스 구축 - 인코넬 718 주조 Material Characterization Plan 설계 - 정밀주조용 인코넬 718 별주/부착/부품절취시편 소재 데이터베이스 시험 수행 - 소재 데이터 통계처리 및 데이터베이스 구축
3. 지원 필요성
ㅇ 미래 주력산업으로 유망한 항공산업 경쟁력 제고를 위해 고품질 항공기 엔진용 소재, 부품 산업 육성 필요 - 항공엔진 중 가장 소요량이 많은 니켈기 초합금인 인코넬 718 제조 및 평가 기술 확보를 통해서 국내 타 산업 육성 및 기술적 파급효과 예상 ㅇ 국내 항공엔진 소재부품 국산화 후 품질/납기/가격 경쟁력 확보를 위해서는 원소재 마스터 잉곳 국산화가 필요하며, 특히 국산화된 마스터 잉곳을 활용한 정밀주조 제조기술 개발 필요 ㅇ 이를 위해 국내 항공 소재 산업의 취약한 기반을 고려한 정부 지원 필요 - 항공엔진 정밀주조 소재부품의 국내 공급사슬 구축을 위한 마스터 잉곳 국산화 - 국산화 마스터 잉곳의 주조품 시제품 제작 검증 - 터보팬 구조물 대상 감항인증을 위한 소재부품 평가 및 검증 데이터 확보 ㅇ 항공엔진 소재부품 관련 초내열합금 용해/단조/주조 소재 제조기술들은 국방 항공엔진 소재부품으로 기술이전 가능하여, 향후 국내 장수명 유인기 항공엔진 국산화시 제조기술 및 소재 데이터베이스로 활용 가능
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 총지원기간 : `23.4.1~`26.12.31(45개월 이내) - 1차년도 수행기간은 9개월(`23.4.1~`23.12.31), 2차년도 이후는 각 12개월(1월~12월) ㅇ 총정부출연금 : 80억원(1차년도 정부출연금 11억원, 2차년도 25억원, 3차년도 22억원, 4차년도 22억원) - 지원기간 및 정부출연금은 정부의 예산 사정 또는 사업 추진 계획 등에 따라 변경 가능 - 기업의 경우 민간부담금은 관련 규정에 따라 별도 매칭 ㅇ 세부주관연구개발기관/공동연구개발기관 : 중소·중견기업/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 ■ 해당없음
해당여부	□ IP R&D연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 R&D □ 국제공동 □ 안전과제 □ 챌린지 트랙 □ 복수형 R&D □대형통합형 □ 서비스형 □ 국가핵심기술 □ 탄소중립
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
총괄품목명	(총괄) 터보팬 항공엔진 인코넬 718 초내열합금 주·단조품 개발
세부 품목명	(2세부) 터보팬 정지부 소재부품 인코넬 718 잉곳/단조품 제조 및 평가 기술	품목코드 (HSK10)	류	호	소호	통계부호
(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)	8	8	0	7	1	0	0	0	0	0
1. 개념 및 산업동향
▣ 개념 ㅇ 터보팬 정지부 부품을 제조하기 위한 단련용 니켈기 초내열합금인 인코넬 718의 잉곳/빌렛 및 링형상 단조품 제조기술 및 평가기술 개발과 소재부품 데이터베이스 구축 - 압축기/터빈 케이스는 고온에서 내부 블레이드에 대한 컨테인먼트(Containment) 특성을 가진 정지 구조물로 엔진을 지지하는 중요부품 - 고청정/고품질의 정지부 인코넬 718 항공엔진 부품소재 제조를 위해 잉곳 용해/재용해 기술 확보가 필요하며, 특히 규격 요구도에 따른 주요 성분비율 관리/가스성분 관리/미량원소 관리/비금속 개재물 혼입방지 기술에 대한 제조 기술 필수 - 항공엔진용 초내열합금 원소재 잉곳은 공정 재현성 및 동등성 검증을 위해 다수의 Heats 재현성 및 검증 기술 확보도 필수적이며, 승인된 공정은 확정 공정으로 관리되어 OEM 엔지니어링 승인 필수 - 잉곳은 후속 단조를 위해서 주조조직 파괴 및 원하는 크기의 형상으로 제작하는 빌렛화 공정 필요 - 국산 빌렛의 신뢰성 확보를 위해서는 기존 해외 자재(빌렛)과의 동등성 검증을 통한 인증이 필수적이며, 기계적 물성치 외 금속미세조직까지 검증 필요 - 링 롤링 공정의 경우 재료 및 원가의 절감이 가능하고 기계물성을 높이는데 유리한 공정이나 고난이도의 성형공정으로 선행해석기술에 바탕을 둔 제조공정 기술개발 필수 - 터보팬 정지부 부품은 운항시 운전환경을 고려한 요구특성을 만족해야 하는 등 고품위 청정도를 갖는 미세조직이 제어된 링형상 단조품 특성 요구 - 항공엔진 설계사의 Supplier Approval 확보를 위한 잉곳 원소재 및 빌렛 제조 기술, 링형상 단조품 평가 등 품질시스템 구축 필요 ㅇ 감항인증 당국에서는 승인된 절차/규격으로 부품소재 관련 요구도를 정의하라고 명시(군 감항인증 방사청 고시 Part I, 7.2.3.4항/19항 재료 부분 참조), 이에 부품소재 품질 요구도 정의 및 제조 공정 관리를 위한 규격시스템 개발 필요 ▣ 산업동향 ㅇ 각국 정부 주도의 정책지원 아래 엔진 제작사와 소재부품 Supplier Vendor간의 안정적 생태계 구축 및 RSP 프로그램을 통한 상호 수익 보장 사업모델로 시장 형성 ㅇ (미국) 수요기업인 GE, P&W 등과 연계하여 Wyman Gordon, Special Metal, Haynes International, ATI, Carpenter, Weber Metal 등의 글로벌 기업들이 초내열합금 잉곳-중간재-최종부품 시장을 독점 지배 ㅇ (유럽) Safran, RR사에서는 감항인증 가능한 재료 특성 및 규격시스템 등을 보유하고 718 관련 단조기술 개발을 주도적으로 진행하는 등 관련 기술 보유 ㅇ (아시아) 다이도와 히타치는 초내열합금 소재 생산이 가능한 업체로 초내열합금 생산을 위한 용해/재용해/성형설비를 보유하고 일본 자국 무기체계 엔진 내 필요한 초내열합금 생산 공급 진행 ㅇ (국내) 첨단 가스터빈 엔진 부품소재 소재요구도 설계 기술과 관련하여 국내에서는 항공엔진 부품소재 장수명화 기준으로 연구개발 실적은 미흡하며 해외 수준 대비 40% 내외로 기술 국산화 및 시장 진출을 위한 기술개발 필요
2. 지원 범위
▣ 터보팬 정지부 소재부품 인코넬 718 잉곳/단조품 제조 및 평가 기술 ㅇ 인코넬 718 잉곳/빌렛 제조기술개발 - 인코넬 718 단조용 잉곳/빌렛 소재요구도 설계 - 고청정 잉곳/빌렛 제조공정 및 평가기술 개발 - 단조용 잉곳/빌렛 엔지니어링 승인 - 잉곳/빌렛 공정 재현성 및 일관성 검증 - 소재 데이터베이스 구축 및 정밀주조 개발용 소재 제작 ㅇ 터보팬 정지부 부품용 링롤링 단조공정 기술개발 - 형상 링롤링 단조 금형 설계 기술 - 형상 링롤링 단조 시작품 개발/평가/개선 - Containment 시험평가 - 정지부 단조품 엔지니어링 승인 ㅇ 설계/수명평가를 위한 소재 데이터베이스 구축 - 물성별 설계 허용치 통계처리 절차 개발 - 소재 데이터 통계처리 및 데이터베이스 구축
3. 지원 필요성
ㅇ 항공엔진 단조품은 전량 수입에 의존하고 있으며, 항공산업은 각 국가 전략산업으로 미국/유럽/일본 등 해외 국가에서 항공엔진 원소재 전략 물자화시 소재 수급이 불가하여 국내 항공산업에 경제적 타격 발생 예상 - 소재 조달 불가 시 후방 공정(가공/특수공정/조립) 위주인 국내 항공 부품산업 존립 위기 - 소재 국산화되지 않을 경우, 해외 수입 100% 의존되어 국내 항공엔진 부품산업의 근원적 가격/품질/납기 경쟁력 확보되지 않아 점진적 경쟁력 저하 ㅇ 미래 주력산업으로 유망한 항공산업 경쟁력 제고를 위해 고품질 항공기 엔진용 소재, 부품 산업 육성 필요 ㅇ 장수명 항공엔진 부품소재 요구도 설계 및 엔지니어링 인증/승인 절차 개발은 부품소재의 감항인증(Airworthiness) 확보를 위한 기본 요구사항 ㅇ 국내 항공엔진 부품소재들은 체계적 규격시스템 및 엔지니어링 승인 인증 시스템/절차 등이 구축되어 있지 않아 감항인증에 어려움이 있어 해당 기술 개발 필요 ㅇ 극한 운용조건에서 운용되는 항공엔진용 잉곳/빌렛은 산업용 대비 고품질 및 고청정도 확보가 필수적이며, 잉곳 품질 요구도 제조/평가 기술은 민수 RSP 시장 진입 및 장수명 고성능 군용 항공엔진 개발을 위해 반드시 필요 ㅇ 국내 항공엔진 소재부품 국산화 후 품질/납기/가격 경쟁력 확보를 위해서 원소재 잉곳 국산화 및 빌렛 제조기술 확보 필수, 고품위의 빌렛을 활용한 단조공정 제조기술 개발 필요 ㅇ 항공엔진 소재부품 제조 및 평가 기술들은 우주항공/발전/조선/자동차 등으로 파생하여 활용성이 높으며, 관련된 원소재 부품 제조기술 국산화를 통해 정치/무역 마찰을 대비한 국내 자급 제조 기술 확보 필요
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 총지원기간 : `23.4.1~`26.12.31(45개월 이내) - 1차년도 수행기간은 9개월(`23.4.1~`23.12.31), 2차년도 이후는 각 12개월(1월~12월) ㅇ 총정부출연금 : 80억원(1차년도 정부출연금 11억원, 2차년도 25억원, 3차년도 22억원, 4차년도 22억원) - 지원기간 및 정부출연금은 정부의 예산 사정 또는 사업 추진 계획 등에 따라 변경 가능 - 기업의 경우 민간부담금은 관련 규정에 따라 별도 매칭 ㅇ 세부주관연구개발기관/공동연구개발기관 : 중소·중견기업/제한 없음(산․학․연, 누구나 참여 가능) ㅇ 기술료 징수 여부 : 징수

품목번호	2023-차세대항공-통합-04	산업 기술 분류	중분류Ⅰ	중분류Ⅱ
품목유형	□ 원천기술 ■ 혁신제품	항공/우주시스템	-
융합유형	□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 ■ 해당없음
해당여부	□ IP R&D연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 R&D □ 국제공동 □ 안전과제 □ 챌린지 트랙 □ 복수형 R&D □대형통합형 □ 서비스형 □ 국가핵심기술 □ 탄소중립
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
총괄품목명	(총괄) 터보팬 항공엔진 인코넬 718 초내열합금 주·단조품 개발
세부 품목명	(3세부) 터보팬 회전체 디스크용 Premium급 인코넬 718 잉곳/단조품 제조 및 평가 기술	품목코드 (HSK10)	류	호	소호	통계부호
(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)	8	8	0	7	1	0	0	0	0	0
1. 개념 및 산업동향
▣ 개념 ㅇ 항공엔진의 디스크는 고온/고속으로 운영되며 이를 제조하기 위한 단련용 니켈기 초내열합금인 Premium급 인코넬 718의 잉곳/빌렛 및 단조품 제조기술과 평가기술 개발 그리고 소재부품 데이터베이스의 구축 - 고청정/고품질의 디스크용 Premium급 인코넬 718 항공엔진 부품소재 제조를 위한 잉곳 용해/재용해(Triple Melting) 기술 확보 - 규격 요구도에 따른 주요 성분비율 관리/가스성분 관리/미량원소 관리/비금속 개재물 혼입방지 기술에 대한 제조 기술 - 잉곳은 후속 단조를 위해서 주조조직 파괴 및 원하는 Size의 형상으로 제작하는 빌렛화 공정 - 형단조 소재 성형 시 상하 및 제품 전방향의 균질한 소재가압으로 인한 연속적인 결정립 유동성(Grain Flow Line)을 얻을 수 있기 때문에 고강도 디스크 소재 부품 생산가능 - 디스크 소재의 경우 초음파 검사를 통한 내부 결함 검증 및 균열성장 등에 대한 부품소재 운용조건에 맞는 특성평가가 필수적이며 관련 기술 개발을 통한 부품소재 검증이 중요 - 항공엔진 설계사의 Supplier Approval 확보를 위한 잉곳 원소재 및 빌렛 제조 기술, 단조품 평가 등 품질시스템 구축이 필수 ㅇ 항공엔진용 초내열합금 원소재 잉곳은 공정 재현성 및 동등성 검증을 위해 다수의 Heats 재현성 및 검증 기술 확보도 필수적이며, 승인된 공정은 확정 공정으로 관리되어 OEM 엔지니어링 승인이 필수 ㅇ 감항인증 당국에서는 승인된 절차/규격으로 부품소재 관련 요구도를 정의하라고 명시(군 감항인증 방사청 고시 Part I, 7.2.3.4항/19항 재료 부분 참조), 이에 부품소재 품질 요구도 정의 및 제조 공정 관리를 위한 규격시스템의 개발 필요 ▣ 산업동향 ㅇ 각국 정부 주도의 정책지원 아래 엔진 제작사와 소재부품 Supplier Vendor간의 안정적 생태계 구축 및 RSP 프로그램을 통한 상호 수익 보장 사업모델로 시장 형성 ㅇ (미국) 수요기업인 GE, P&W 등과 연계하여 Wyman Gordon, Special Metal, Haynes International, ATI, Carpenter, Weber Metal 등의 글로벌 기업들이 초내열합금 잉곳-중간재-최종부품 시장을 독점 지배 ㅇ (유럽) Safran, RR은 감항인증 가능한 재료 특성 및 규격시스템 등을 보유하고 718 관련 단조기술 개발을 주도적으로 진행 ㅇ (아시아) 다이도와 히타치는 초내열합금 소재 생산이 가능한 업체로 초내열합금 생산을 위한 용해/재용해/성형설비를 보유하고 일본 자국 무기체계 엔진에 필요한 초내열합금 생산 공급 진행 ㅇ (국내) 항공엔진용 니켈기 초내열합금 관련 장수명화 기술이 부족하며, 설계/제조/평가 기술 모두 부족하여 조기 개발 착수를 통해서 국내 항공엔진 소재부품 기술 활용을 위한 연구개발 필요
2. 지원 범위
▣ 터보팬 회전체 디스크용 Premium급 인코넬 718 잉곳/단조품 제조 및 평가 기술 ㅇ Premium급 인코넬 718 잉곳/빌렛 제조기술개발 - Premium급 인코넬 718 소재요구도 설계 - 3차용해공정(Triple Melting) 잉곳/빌렛 제조공정 및 평가기술 개발 - Premium급 인코넬 718 잉곳/빌렛 엔지니어링 승인 - 잉곳/빌렛 공정 재현성 및 일관성 검증 - 빌렛 데이터베이스 구축 및 단조품 개발용 빌렛 제작 ㅇ 터보팬 회전체 디스크 단조품 제조공정기술개발 - 회전체 디스크 형상 설계 - 디스크 근사정형 형단조 형상 예측 기술 - 디스크 형단조 성형 및 조직 제어 기술 - 피로 수명 향상 위한 공정 요소 기술 개발 - 터보팬 회전체 디스크 단조품 평가기술 개발 - 고신뢰성 디스크 소재부품 엔지니어링 승인 확보 ㅇ 설계/수명평가를 위한 소재 데이터베이스 구축 - 3차용해공정 인코넬 718 단조 Material Characterization Plan 설계 - 트리플 멜팅 인코넬 718 고난이도 시험 절차 및 시험장치 개발 - Premium급 인코넬 718 소재 물성 데이터베이스 구축 - 소재 데이터 통계처리 및 데이터베이스 구축
3. 지원 필요성
ㅇ 미래 주력산업으로 유망한 항공산업 경쟁력 제고를 위해 고품질 항공기 엔진용 소재, 부품 산업 육성 필요 ㅇ 국내 항공엔진 소재부품 국산화 후 품질/납기/가격 경쟁력 확보를 위해서는 원소재 잉곳 국산화 및 빌렛 제조기술 확보가 필수적인 선결요건이며 Premium급의 빌렛을 활용한 단조공정 제조기술 개발 필요 ㅇ 최근 민수 및 국방 무기체계 연계한 장수명 항공엔진 수요가 증가하고 있어 국산 항공엔진의 개발 필요성이 대두되고 있으며, 항공엔진 국산화를 위해서는 부품소재의 기술력 확보 필요 - 미국/유럽/일본 등 해외 선진국에서는 항공엔진 디스크 부품소재에 대해서 수명 등을 고려한 잉곳/빌렛/단조품/특수공정 기술이 상용화 단계 수준이나 국내의 경우 설계/제조/평가 기술 모두 부족하여 연구개발 필요 ㅇ 이를 위해 국내 항공 소재 산업의 취약한 기반을 고려한 정부 지원 필요 - 항공엔진 회전체 디스크 부품의 국내 공급사슬 구축 위한 마스터 잉곳 국산화 - 국산화된 원소재 잉곳을 활용한 빌렛 및 디스크 단조품 제조 및 평가 - 디스크 대상 감항인증을 위한 소재부품 평가 및 검증 Data 확보 ㅇ 항공엔진 소재부품은 소재 데이터베이스 연계 검증 및 원소재 잉곳 개발 관련 투자/개발 비용이 높아, 투자비용 대비 단기간 내 경제성 확보가 어려워 국내 소재부품 중견/중소업체들이 접근이 어려운 시장이며 정부 지원 필요 ㅇ 항공엔진 소재부품 국산화 성공 시 현재 국내 엔진부품 수입 시장을 대체하는 큰 효과를 발생할 수 있기에 항공엔진 소재부품 잉곳/빌렛/단조품에 대한 국산화 필요
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 총지원기간 : `23.4.1~`26.12.31(45개월 이내) - 1차년도 수행기간은 9개월(`23.4.1~`23.12.31), 2차년도 이후는 각 12개월(1월~12월) ㅇ 총정부출연금 : 113.5억원 (1차년도 정부출연금 12.11 억원, 2 차년도 35.0억원, 3차년도 35.0억원, 4차년도 31.39억원) - 지원기간 및 정부출연금은 정부의 예산 사정 또는 사업 추진 계획 등에 따라 변경 가능 - 기업의 경우 민간부담금은 관련 규정에 따라 별도 매칭 ㅇ 세부주관연구개발기관/공동연구개발기관 : 중소·중견기업/제한 없음(산․학․연, 누구나 참여 가능) ㅇ 기술료 징수 여부 : 징수

□ 터보팬 항공엔진 인코넬 718 초내열합금 주·단조품 개발사업 신규과제 실무작업반 명단

구분	우선 순위	과 제 명	실무작업반
			성명	소속	직위
신규		(총괄) 터보팬 항공엔진 인코넬 718 초내열합금 주·단조품 개발 (1세부) 터보팬 주요 구조물 인코넬 718 마스터 잉곳/주조품 제조 및 평가 기술 (2세부) 터보팬 정지부 소재부품 인코넬 718 잉곳/단조품 제조 및 평가 기술 (3세부) 터보팬 회전체 디스크용 Premium급 인코넬 718 잉곳/단조품 제조 및 평가 기술	안종기 이기영 송영석 성효경 성지현 최백규	한화에어로스페이스 ㈜케이피씨엠 ㈜세아창원특수강 국민대학교 한국생산기술연구원 한국재료연구원	수석연구원 연구소장 연구위원 교수 수석연구원 책임연구원

* 과제기획전담팀 참여 전문가는 기획에 참여한 해당과제 참여 제한