K9용 디젤엔진 국산화 사업

자주국방 구현을 위한 기술자립 및 방위산업 생태계 활성화를 위한 부품 국산화 기술개발 지원 시급. 현재 K9자주포용 엔진 및 구동부 주요 핵심부품은 독일 등 외부 부품에 의존 중. 한정된 수요 대비 높은 초기 투자 비용 및 고신뢰성·체계적합성·운용 실적 등이 요구되는 방위산업의 특성 상, 국가 R&D 지원이 필수.

엔진 설계/응용 기술의 내재화 및 산업 기반 기술 구축을 통한 수출 장벽 해소와 전문 부품업체 발굴·육성 및 수입 대체효과 기대. 엔진 부품의 설계/해석 및 제작 기술 확보를 통한 국내기업 기술력 향상. K9 자주포, K77 사격지휘장갑차, K10 탄약운반장갑차 등 수출 장벽 해소 및 수입대체효과(외화절감)와 동시에 미래 무기체계 적용 기대. 중동지역 등 수출 기대(현 독일 MTU 엔진으로는 수출 제한).

개발기간

57개월 내외 (1차년도 : 9개월 내외, 2~5차년도 : 12개월 내외)

개발예산

250.9억원 내외 (1차년도 : 39.7억원 내외, 2~5차년도 : 52.8억원 내외)

* 체계적합성 시험수행을 위하여 최소 80억원을 총 개발비용에 산정 필수

- 총괄주관 사업비 : 1억원 내외

K9자주포용 1,000마력급 엔진 부품 국산화 개발

1,000마력급 이상 성능의 엔진 부품 국산화 개발 및 단품/체계적합성 시험. 엔진 출력 및 기동성 강화를 위한 고효율 연소 성능 국산화 개발. 엔진 부품(크랭크 샤프트, 메인베어링, 피스톤, 댐퍼 등) 국산화 개발을 통한 기술 자립도 및 품질 안정화 확보

필요성

자주국방 구현을 위한 기술자립 및 방산수출 확대 필요. 높은 초기 투자 비용 부담 해소 및 시제품 엔진 장착 시험 평가 비용 지원. 높은 시장 진입 장벽으로 개발 부품의 엔진 장착 운용 실적이 요구됨. 엔진 주요 핵심 부품의 해외 기술 의존성(면허생산) 해소하여 기술자립 필요. 엔진 설계, 개발 및 시험 등에 수반되는 비용에 대한 국가 R&D 지원 필요

기대효과

엔진 핵심부품의 설계, 해석 및 제작 기술 개발을 통한 수출제한 품목의 글로벌 시장 진출 및 확대 기반 마련. 엔진 핵심부품 설계, 제작, 조립 및 시운전 적용을 통한 부품의 신뢰성 평가기술 확보. 핵심부품 설계/개발 기술을 활용한 타 장비 부품개량설계와 응용 설계 기술 확보.

엔진 핵심 부품인 연료분사용 인젝터, 메인베어링 등 수출제한 품목의 기술개발을 통한 글로벌 시장 진출 및 확대 기반 마련. 국내 수입대체는 물론 일부 국가가 독점하고 있는 세계시장 진출.

최종목표

K9자주포용 1,000마력급 엔진 및 핵심부품류 개발. 현 적용 엔진 대비 동등 이상의 성능 보유 및 1:1호환운용이 가능한 엔진 및 핵심부품류 개발. K9 동력장치 및 체계장비 부품과 조립되는 엔진부 동일개발 원칙. 흡/배기, 냉각장치, 연료라인, 전기장치 등 연결부 동일개발 원칙.

실린더 헤드, 흡/배기 밸브 트레인, 과급시스템, 분사시스템 등 핵심부품 및 엔진 개발. 엔진블럭, 크랭크 샤프트, 컨넥팅 로드(컨로드) 등 정밀 가공 설계 기술. 연료, 실린더 용량, 형상 등을 고려한 연료 분사, 연소 압력데이터 예측 및 적용기술. 엔진성능 및 체계장착 운용시험 평가 기술. 연료량 및 연료 분사 시기 제어를 통한 Smoke 감소.

엔진 자체설계 및 개발하여 실차에 탑재/주행성능까지 확인. 엔진 성능 최적화 및 내구성 검증, 체계/기능/환경 적합성 확인 등.

K9자주포용 엔진제어장치 부품 국산화 개발

K9 자주포용 국산 고성능(고속/고출력) 디젤엔진의 핵심 제어장치 부품 국산화 개발 및 단품/체계적합성 시험. 개발제품에 대한 시뮬레이션, 부체계 및 체계시험, 신뢰성시험을 통한 검증실시. 직접 연료분사 방식의 디젤엔진 성능 향상. 엔진 제어 기반기술 획득. 인젝터의 연료분사량 및 압력의 최적화(연료소비율 개선, 유해물질배출 저감, 출력 향상). 부품 수입의존도 감소 및 안정적 공급선 확보.

※ 유관기관 협의를 통하여 개발목표를 만족하며 1:1 호환운용이 가능한 별도분사방식 적용 가능

필요성

국내 차량용 연료공급시스템 모두 해외업체의 라이선스로 생산(면허생산)하고 있으며 연료공급시스템의 기술자립화를 위해서는 엔진 제어/진단 및 차량과 인터페이스를 제공하는 제어기의 국산 개발이 반드시 요구됨.

연료공급시스템과 제어기는 서로 연동하여 운용되므로 일체형으로 국산화 개발 추진. 주요 부품의 해외 기술 의존성(면허생산) 해소하여 기술자립 필요. 엔진제어장치 설계, 개발 및 시험 등에 수반되는 비용에 대한 국가 R&D 지원 필요.

기대효과

디젤엔진 엔진제어 기술 확보와 관련 국내 산업 육성을 통한 기술자립 및 동력장치 엔진 제어기술의 적용 분야 확대 기대. 현재 독일 및 미국에 의존하고 있던 엔진 주요 기술을 국산화 기술로 대체.

엔진제어장치 기반 기술 확보를 통한 향후 사업 간 기술파급 가능. 육군 주력전투차량, 장갑차 등 기동무기체계 동력장치 뿐만 아니라 군/민수용 운송장비, 산업용장비, 건설기계 등의 동력장치 전반에 걸쳐 수평 전개 적용 가능. 수륙양용장갑차, 차량 무인화, 하이브리드 등 동력장치 개발 시 국내 엔진 제어기술 응용/확대 적용 가능.

최종목표

K9 자주포용 엔진 제어장치 개발. 엔진 개발목표 성능을 충족하도록 엔진을 원활히 제어하는 제어장치 개발. 엔진 주변 감지기 정보에 따른 엔진 연료분사시스템 최적 제어 알고리즘.

엔진 및 조종수 보호를 위한 고장진단 및 안전기능 구현. 8~12기통 / CAN 2채널 / 외부 엔진 데이터 저장장치 / 제어기 모니터 및 교정. 엔진 동력계 시험, 체계영향성 시험, 야지 주행시험 기준 충족.

무기체계 소프트웨어 신뢰성시험(정적/동적) 기준을 충족하는 상위/하위 소프트웨어 구현. 전자파 적합성시험 및 환경시험 기준을 충족하는 전자회로 보드 개발. K9 자주포 전장품과의 동일한 전기/통신 인터페이스 제공 등

출처

2021년도 소재부품기술개발사업 신규지원(1차) 대상과제

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