[객원칼럼]군용 항공기 건전성 관리를 위한 기술고도화 필요
[객원칼럼]군용 항공기 건전성 관리를 위한 기술고도화 필요
  • 경남일보
  • 승인 2022.08.24 15:27
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윤근수(폴리텍대학 항공캠퍼스 항공전기전자정비과 부교수)
윤근수


올해 1월, 7월 공군 F-5·F-4전투기 추락사고로 인명피해 등이 발생했고 원인 규명을 하고 있지만 기존 장비의 고장 이력 및 노후화를 기준으로 주기적 점검 및 정비를 수행하는 예방적 관리(Preventive Management)기술은 항공기에 대한 건전성을 진단 가능성 비율을 높이는데 한계점이 나타나고 있다.

항공기건전성 관리 기술 중 하나인 예지적 관리(Prediction Management)기법은 항공기의 운영 데이터들을 분석하고 상태에 따라 위험 요소를 탐지해 대처하는 방법이다. 예지적 관리기법은 항공기의 결함이 발생한 이후처리하는 사후적 관리(Reactive) 혹은 고장 위험요소 파악에 한계점이 명확한 예방적 관리기법의 단점을 보완한 가장 효율적인 항공 건전성 관리 기술이다. 이를 위해 항공기 운영에서 발생하는 빅데이터를 실시간으로 모니터링 및 분석해 위험 요소를 탐지할 수 있는 시스템 기술 개발이 요구된다.

해외민수용 항공기 부분에서 주요 항공기 제조 및 항공 부품 회사들은 2010년부터 항공기 운영 빅데이터를 활용한 클라우드 기반으로 예지적 관리 서비스를 제공하고 있으며, 이는 MRO(Maintenance, Repair, Overhaul) 사업에 중요한 수익모델이 되고 있다. 보잉사는 고객을 위해 비행 중인 항공기 상태를 모니터링하고 고장 예측이 가능한 유지보수 시스템인 AHM(Aircraft Health Monitoring) 서비스를 2010년부터 제공하고 있다. 그리고 2017년 이후 머신 러닝 기반의 데이터 분석 알고리즘을 추가해 예지적 정비 서비스를 강화하고 있다. 항공 엔진 및 부품 회사(GE, Honeywell, Collins등)는 항공전자장비(LRU, Line Replacement Unit)에서 생성되는 데이터를 활용해 부품 단위의 예지적 건전성 관리 서비스를 제공 중이다. 이를 통해 비주기성 장비 교체비율을 30% 이상 줄이는 효과가 있다고 알려져 있다. 에어버스(Airbus)사는 2018년부터 자사 디지털 플랫폼인 스카이와이즈(Skywise)를 통해 항공기의 실시간 상태 정보를 고객에 제공하고 있다. 글로벌 엔지니어링 회사(GE, Siemens, ABB 등)뿐 아니라 빅데이터 플랫폼 회사(IBM, SAP, Microsoft 등)까지 항공 예지적 건전성 관리 기술개발에 박차를 가하고 있다. 군용 항공기 부분에서는 예지적 건전성 관리를 위해 F-15, T-38, C-130의 IMIS(Integrated Maintenance Information System), F/A-18의 AME(Automated Maintenance Environment)가 적용돼 있다.

국내에서도 실시간 건전성 진단 시스템인 HUMS(Health & Usage Monitoring System)가 개발되고 있으나 언제 고장 수준 또는 사용 불능에 도달할지 미리 예지(Prognosis)에 대한 빅데이터 기반 인공지능(AI) 기술의 접목과 상용화가 시급하다고 판단되며 필자가 몸담고 있는 학교에서 미래 성장동력 학과(항공전기전자정비과)로 개편하여 본 기술을 교육 중에 있다. 현재 민수용 항공기 부분에서 산업통상자원부는 2022년도 연구개발과제로 “민간항공기 건전성 진단 인공지능(AI) 시스템 개발” 사업을 통해 항공기 운영 데이터 내 비정상 패턴 탐지 알고리즘, 알고리즘 운영 및 운영체제 가상화, AI 가속기 하드웨어 플랫폼의 개발에 대한 지원을 하고 있다. 

국내 방산 업체들은 19조원(약 145억달러) 이상으로 추정되는 사상 최대 규모의 무기 수출 계약으로 K-방산수출 역사에 신기원을 열고 있다. 한국항공우주산업(KAI)이 개발한 FA-50 경공격기가 폴란드로 수출되고, 향후 1000대 수출의 동력을 확보하기 위해서 군용 항공기에서도 AI 기반 예지적 건전성 관리에 대한 기술 적용 및 상용화가 시급하다고 생각된다. 현재 개발 중인 한국형 전투기(KF-21)에서도 적용된다면 고성능 전투기와 소형 경공격기 사이의 틈새시장에서 기술 및 수출 경쟁력이 강화될 것이라 예상된다.

 


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