[방위사업청]국방과학연구소, 세계 최초로 우주 발사체에 적용 가능한 리오셀계 탄소섬유 개발

ㅇ 국방과학연구소(국과연, 소장 박종승)는 세계 최초로 연속식 초고온 열처리 기술을 적용해 리오셀계 탄소섬유 제작 기술을 개발했다. 이는 우주발사체 및 유도무기체계의 추진기관에 핵심 요소인 내열재료를 국내 기술력으로 확보한 성과다.

ㅇ 리오셀계 탄소섬유는 목재 펄프 기반의 셀룰로오스계 섬유를 탄화 공정을 통해 개발한 결과물로 3000℃ 이상의 고온 및 고압, 고속 조건에서 뛰어난 단열 및 열 구조 기능을 갖추고 있으나 국내 기술력의 부재로 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다.

ㅇ 이를 극복하고자 국과연은 ‘17년부터 발사체 추진기관 운용에 필수적인 리오셀계 탄소섬유를 국내 기술로 독자적으로 개발하는 연구에 착수하여 리오셀계 탄소섬유 제조에 필요한 촉매 화합물 함침 및 초고온 연속식 흑연화 열처리 기술을 ’21년에 개발하는 데 성공했다.

ㅇ 촉매 화합물 합침 및 초고온 연속식 흑연화 열처리 기술은 목재 펄프에서 추출한 리오셀계 섬유가 고온을 가하는 과정 중에 타버리지 않도록 화합물 처리를 한 후, 섬유의 탄소 함유율이 99% 이상 되도록 2200℃ 이상의 고온에서 불순물을 제거하는 열처리 과정을 거치는 제조 공정을 말한다.

ㅇ 이번에 국과연이 개발한 기술은 우주발사체 및 유도무기체계의 추진기관에 적용되는 내열 부품인 리오셀계 탄소섬유의 기술적 독립을 이루어낸 성과로 향후 세계 우주 발사체 사업을 겨냥한 해외 수출에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

ㅇ 앞으로도 국과연은 발사체 추진기관에 적용되는 모든 내열재료의 완전한 국산화를 목표로 연구를 지속하고 있으며, 핵심 장비의 국산화와 초단열 내열 부품 개발을 통해 세계 최고 수준의 기술력을 확보하는데 연구를 집중해 나갈 예정이다.