“스텔스기 외형검증 단 25분”!
대한항공-국과연, 제작 정밀도
‘퀀텀 점프’ 달성!
수일이 걸리던 스텔스기 외형 검증이 이제 단 25분 만에 완료되는 시대가 열렸습니다.
대한항공과 국방과학연구소(ADD)가 항공기 실측 데이터를 자동 분석하는 도구를 개발해, 스텔스 성능의 핵심이라 할 수 있는 ‘제작 정밀도’의 한계를 사실상 돌파했습니다.
전문가들은
“한국형 스텔스기 개발의 병목이 해소되며, 국산 항공기 제작 체계가 한 단계 도약했다.”
고 평가하고 있습니다.
■ 수일 걸리던 작업, 25분 만에 완료
이번 성과는 방위사업청 재원으로 진행된 ‘CATIA 오토메이션 기법을 이용한 저피탐 비행체 외형 검증 자동화 도구 개발’ 공동 연구의 결과입니다.
연구팀은 기존 수작업 분석 과정을 완전 자동화 시스템으로 전환함으로써,
검증 시간이 수일에서 25분으로 단축되는 획기적 효율 향상을 이루어냈습니다.
스텔스 항공기는 레이더 반사를 최소화하기 위해 극도로 정밀한 기하학적 형상을 유지해야 합니다.
문제는 이 설계가 실제 기체 조립 단계에서 얼마나 정확히 구현됐는지를 확인하는‘외형 검증’ 작업이었습니다.
전폭 10m급 항공기 한 대를 점검하려면 4,000~5,000개의 실측 좌표 데이터가 필요하며,그동안은 엔지니어가 이를 수동으로 분석해야 했습니다.
이 때문에 인적 오류가 불가피했고, 전체 제작 기간을 지연시키는 병목 요인으로 작용해 왔습니다.
■ CATIA와 엑셀의 ‘지능형 결합’
기존 도구로 혁신 구현
대한항공과 국과연은 이 문제를 해결하기 위해 새로운 고가 시스템을 도입하지 않고, 현장에서 널리 사용하는 표준 도구를 지능적으로 결합했습니다.
핵심은 항공우주 설계용 프로그램 CATIA V5와 데이터 처리용 MS 엑셀(Excel 2016)을 비주얼 베이직(VBA) 언어로 실시간 연동한 아키텍처입니다.
이 시스템에서 엑셀은 실측 좌표 데이터를 저장하고분석 결과를 보고하는 사용자 인터페이스 역할을 담당합니다.
CATIA는 VBA 스크립트의 제어를 받아3D 모델 생성, 형상 구현, 각도 및 이격 거리 산출 등모든 핵심 검증 과정을 자동으로 수행합니다.
결과적으로 데이터 분석부터 3D 형상 비교, 편차 시각화까지 전 과정이 자동화되었습니다.
엔지니어가 직접 수치를 입력하던 과정은 사라지고,CATIA가 수천 개의 좌표 데이터를 3차원 모델로 즉시 재현합니다.
■ 스텔스 성능까지 고려한 ‘영역별 정밀도 검증’
이번 자동화 도구의 가장 큰 강점은
단순한 형상 검증을 넘어 스텔스 성능 요소까지 반영했다는 점입니다.
CATIA는 설계 외형면(OML)을 불러온 뒤,
동일 좌표계에 수천 개의 실측 포인트를 생성합니다.
이후 각 포인트와 설계면 간의 외표면 이격 거리(Deviation)를 자동 산출하고,
오차가 허용 범위를 벗어난 구역을 색상으로 표시합니다.
특히 주목할 점은,레이더 반사에 민감한 전방 날개 영역과 상대적으로 덜 민감한 후방을 구분해영역별로 상이한 정밀도 기준을 적용한다는 것입니다.
이 알고리즘에는 복잡한 스텔스 설계 규칙이 내장돼 있어실제 탐지 저감 특성을 반영한 현실적인 품질 판별이 가능해졌습니다.
또한 기체 자중에 따른 날개 끝 처짐 등물리적 변형을 자동 보정하는 ‘베스트 핏(Best-Fit)’ 기능을 수행해가짜 불량 판정을 최소화하고,실제 제작 오차만을 정밀하게 구분합니다.
■ 인적 오류 ‘제로화’, 후속조치까지 실시간 대응
무엇보다 주목할 부분은 신뢰도의 비약적 향상입니다.
과거에는 사람이 데이터를 직접 조작하면서 해석 실수나 입력 오류가 발생할 여지가 있었지만, 이제는 기계가
전 과정을 일관되게 처리합니다.
분석 결과는 수치 목록이 아닌 3D 모델로 시각화되어,엔지니어는 초록색(정상)·빨간색(이탈)으로 표시된 영역을 즉시 확인할 수 있습니다.
대한항공·국과연 공동 연구팀은
“검사 결과의 실시간 3D 시각화 덕분에
결함 부위를 한눈에 파악하고 빠르게 조치할 수 있게 됐다”
“이 기술은 제작 기간 단축과 품질 향상을 동시에 이루는 국내 항공우주 제작 기술의 새로운 전환점이 될 것”
이라고 밝혔습니다.
■ 한국형 스텔스 개발, 정밀 제작 시대 개막
전문가들은 이번 기술이 국산 스텔스기와 무인 편대기 개발의 핵심 기반 기술로 자리 잡을 것으로 전망하고 있습니다.
대한항공이 개발 중인 저피탐 무인 편대기(LOWUS)를 비롯해 향후 한국형 스텔스기 제작 과정에서도 이 자동화 시스템이 정밀도 검증의 표준이 될 가능성이 높습니다.
국방 분야 관계자들은
“25분 검증 체계는 단순한 효율 개선이 아니라,한국형 스텔스 항공기 제작 공정의 ‘퀀텀 점프(Quantum Jump)’”
“한국이 이제 진정한 정밀제작 기반의 항공 선진국 반열에 올랐다”
고 평가했습니다.
