연비효율성 향상 위해 항공기 경량화 추세

- 보잉과 에어버스, 신소재 도입해 동체경량화 노력-

- 항공기 경량화 대세로 가벼운 부품 수요 증가할 것 -

□ 기업들, 신소재 도입해 항공기 가볍게

 ○ 첨단기술로 만들어진 복합재료 비중 늘려

  - 1919년부터 알루미늄 합금으로 만들어진 항공기가 도입된 이후 최근까지 알루미늄 및 티타늄, 강철(Steel)이 항공기 주재료로 사용됨.

  - 1974년 에어버스가 자사 항공기인 A300에 탄소섬유(Carbon Fiber)와 플라스틱의 복합재료(Composite)를 꼬리날개(Tail Structure)에 탑재한 이후 항공기 제조업체들은 가볍고 내구성이 강하며 부식이 덜 되는 신소재의 사용을 늘려왔음.

  - 월스트리트 저널에 따르면 최근에는 탄소섬유 복합재료(Carbon Fiber Composite)가 전체 항공기 동체에서 차지하는 비중이 크게 확대됨.

 ○ 탄소섬유 복합재료 사용해 항공기 연비 높이고 유지비용 줄여

  - 신소재 전문 온라인 매체 AZoM.com에 따르면, 복합재료가 기존 알루미늄 등의 금속재료에 비해 가볍고 강하며 높은 온도를 견딜 수 있음.

  - 이러한 장점 때문에 탄소섬유 복합재료는 항공기 동체를 가볍게 해 연료비를 절감할 수 있음. 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 동체에 사용된 알루미늄의 10%를 탄소섬유 복합재료로 대체하는 경우, 시간 당 150갤런의 가솔린을 절약할 수 있음.

  - 또한, 장기적으로 부품 부식속도를 늦출 수 있음. 그 결과 탄소섬유 복합재료는 기존 금속재료에 비해 아직까지 가격이 비싸지만 장기적으로는 유지비용을 줄일 수 있기 때문에 항공기 제작업체들이 항공기 날개, 기체표면(Skin), 방향타 등에 사용을 늘리고 있음.

  - 보잉과 에어버스는 차세대 항공기에 알루미늄과 티타늄, 강철의 사용을 줄이는 대신 탄소섬유 복합재료 비중을 전체의 50% 이상으로 크게 늘려 항공기 경량화를 실현함.

보잉 787 드림라이너와 에어버스 A350 재료 성분 비중

자료원: 월스트리트저널

□ 업체 동향

 ○ 보잉(Boeing)

  - 2011년 보잉은 상용기로는 처음으로 복합재료를 알루미늄 합금보다 높은 비중으로 사용해 항공기를 제작한 보잉 787 드림라이너(Boeing 787 Dreamliner)를 선보임.

  - 보잉은 787 드림라이너의 경우에 전체 재료 중 50%의 비중으로 탄소섬유 복합재료를 사용해 날개 부분과 방향타를 제작함. 이를 통해 비행기 전체의 강도를 높여 안전성을 강화했으며 무게를 줄여 연비도 높임.

  - 드림라이너에는 새롭게 개발된 GE의 GEnx 엔진과 롤스로이스 트렌트(Rolls-Royce Trent) 엔진을 사용해 연료비를 경쟁사의 유사한 크기의 상용기에 비해 20% 절감함.

보잉 787 드림라이너

자료원: 보잉 웹사이트

 ○ 에어버스(Airbus)

  - 에어버스는 2005년 선보인 세계에서 가장 큰 상용기 A380에 탄소섬유 복합재료를 사용함. 꼬리부분에만 복합재료를 사용한 기존 A300과 다르게 날개 전체에 복합재료가 사용돼 보잉의 대형 장거리 상용기 보잉 747-400에 비해서 연료비를 17% 절감할 수 있었음.

  - 이번 2013년 파리 에어쇼에서 선보인 A350 XWB는 보잉 787 드림라이너보다 복합재료를 3% 많은 53%나 사용했으며 이번 6월 14일 첫 시험비행을 성공적으로 마침.

  - A350 XWB는 보잉에서도 도입한 고연비의 롤스로이스 트렌트 XWB(Rolls-Royce Trent XWB) 엔진을 사용함.

  - 경량화와 신형엔진 도입을 통해 경쟁사 장거리 상용기에 비해 약 25%가량 연료비를 낮춤.

A350 XWB

자료원: 에어버스 웹사이트

□ 시사점

 ○ 복합재료 지속적으로 도입량 늘어날 전망

  - 가솔린 가격이 지속적으로 상승하고 불안정한 상황에서 항공기 제조업체들은 항공기를 최대한 경량화시키려는 노력을 하고 있으며 이러한 노력의 일환으로 탄소섬유 복합재료 사용을 늘리고 있음.

  - 보잉 및 에어버스의 최신 상용기들이 모두 복합재료를 50% 이상 사용하고 있으며 이러한 신소재는 연비효율성뿐만 아니라 부품부식방지, 동체 및 날개 강도 강화 등의 장점도 가지고 있어 추후 사용비중이 더 늘 것으로 보임.

 ○ 국내 업계 이러한 항공기 제작재료 트렌드 따라가야

  - 항공기 경량화 및 고연비 추세에 따라 경량화된 항공기 부품 수요가 증가할 것으로 보임.

  - 이에 따라 국내 관련 부품 제조업체들은 새로운 제작재료 도입을 서두르고 신제품 개발에 노력해야 함.

  - 부품 경량화를 통한 연비 상승은 친환경 이미지를 부각시킬 수 있는 장점이 있기 때문에 항공기 부품 조달 시 긍정적으로 작용할 수 있음.

자료원: 보잉 및 에어버스 웹사이트, NASA 웹사이트, WSJ, LA Times, IBD 등 현지언론, AZoM.com, GE Aviation 웹사이트, KOTRA 로스앤젤레스 무역관 자체 보유자료 및 분석