SKF, 차세대 항공기 엔진을 위한 새로운 베어링 강 공개

SKF가 혁신적인 신형 강재 ‘ARCTIC15’를 개발했다고 10일 밝혔다. [사진=SKF]

[이뉴스투데이 김재한 항공·방산 전문기자] 스웨덴의 글로벌 베어링 전문기업인 SKF가 차세대 항공기 엔진용으로 내열성과 내부식성이 우수한 신형 강재인 ‘아틱15(ARCTIC15)’를 공개했다고 10일 밝혔다. 

SKF에 따르면, 항공우주 산업이 2050년까지 탄소 중립 배출 목표 달성을 위해 노력하는 가운데 차세대 제트 엔진 설계는 현행 설계 규정을 초월하는 수준의 고출력 밀도 및 고속 성능을 갖춘 롤링 베어링을 요구하는 획기적인 아키텍처로 진화하고 있다.

SKF의 고객사들은 연료 사용량을 20%에서 25%까지 절감하고, 나아가 배출가스까지 저감하는 것을 목표로 하는 신형 엔진을 설계하고 있다. 이러한 신규 설계를 지원하기 위해 SKF의 새로운 강재는 항공 분야 엔진의 새로운 아키텍처를 구현해 줄 베어링 솔루션을 제공한다.

그레고리 A 짐머만 SKF 항공우주사업부 이사는 “항공 산업이 연료 소비를 최대 25%까지 절감해 배출가스를 대폭 줄이는 엔진 설계를 향해 나아가는 가운데 SKF 역시 이러한 목표에 부응하기 위해 혁신을 진행하고 있다. 당사의 새로운 강철 합금인 아틱15는 더 높은 하중을 처리할 수 있는 더 작고 콤팩트한 베어링 솔루션을 구현하는 획기적인 소재로 개발됐다. 이 소재는 새로운 엔진 아키텍처를 구현하고 정비성을 핵심 동인으로 전체 수명주기에 걸쳐 효율성을 견인한다. 이 혁신적인 강재는 개발 주기를 단축하고 미래 산업의 지속가능성 목표를 지원할 것”이라고 말했다.

이러한 성능 향상을 달성하기 위한 첫 번째 단계는 강재 구름 요소를 세라믹 구름 요소로 대체하는 것이다. 두 번째 단계는 세라믹 구름 요소를 기존 강재 대비 향상된 하중 및 온도 수용력을 갖춘 첨단 항공기 엔진용 베어링 강재와 결합하는 것이다. 이러한 차별화된 특성들은 향상된 효율성을 갖춘 새로운 엔진 아키텍처를 향한 문을 열어준다.

한스 란딘 특수산업 솔루션 담당 사장은 “우리는 글로벌 메가트렌드 및 산업 수요에 발맞춘 부서간 협업과 지속가능성 중심 프로그램을 통해 기후 전환을 적극적으로 추진하고 있다. SKF는 공급사이자 고객으로서 깊이 있는 통찰력을 마찰 감소, 배출가스 절감, 장비 수명 연장을 실현하는 스마트하고 실용적인 솔루션으로 전환하고 있다. 이는 산업계가 보다 지속가능한 운영 방식으로 나아갈 수 있도록 돕는다”라고 말했다.

새로 특허를 획득한 이 강재 기술은 상업적으로 출시될 예정이며, SKF가 ‘페이턴트 베이(Patent Bay)’를 통해 공유한다. 베이턴트 베이는 엄선된 특허를 타사에 무상으로 제공함으로써 지속 가능성을 발전시킬 잠재력이 있는 기술을 가속화하려는 기업들에게 개방된 새로운 플랫폼이다.

이를 통해 SKF는 아틱15의 개발을 가속화한다는 계획이다. SKF의 고객사들이 EU의 지원을 받는 클린 스카이(Clean Sky) 이니셔티브에 따라 연료 소비 절감에 초점을 맞춘 차세대 엔진 설계를 시작한 이래로 SKF팀은 거의 10년에 가까운 기간 동안 항공 엔진용으로 혁신적인 표면 침탄 처리 스테인리스 스틸을 개발하고 성공적으로 테스트해 오고 있다.

테스트는 원소 수준부터 현행 실규모까지 광범위한 재료 및 마찰, 마모 및 윤활 테스트가 수행됐으며, 이는 개발된 베어링 재료 기술의 성능을 입증한다.

SKF 항공우주 공장들은 이 첨단 강재와 세라믹 볼을 결합해 실증기 및 실규모 베어링 시제품을 제조했다. 이를 통해 내구성과 오일 공급 중단 시와 같은 가혹한 운전 조건에 대한 저항성을 모두 검증했다. 

특히 실제 지상 테스트 시연은 기술 준비 수준 프로세스의 일환으로 업계를 선도하는 항공기 엔진 제조사(OEM) 중 한 곳과 함께 2026년 초에 실시될 예정이다.