기계저널2016. 09., vol. 56, no. 09

Journal of the KSME

커버스토리-테마기획 액체로켓엔진-초임계 난류유동 현상

기계공학 전공 CEO와의 인터뷰

즐거운 감동, 음악

전문가 연재 한국기계공업사

인터뷰 파동에너지극한제어연구단 이학주 단장

ISSN

122

6-72

87

기 계

저 널

20

16

. 09

테마

기획

액체

로켓

엔진

-초

임계

난류

유동

현상

9

초임계 난류연소 모델링

초임계 조건 분사기 난류유동

축소형 연소기 노즐유동

막냉각 및 재생냉각 난류유동

연소불안정 예측과 안정화 기술

*본 액체로켓엔진 테마기획은 관련 기관으로부터 기초자료를 제공받아 정리하였음을 밝힙니다.

THEME 01

THEME 02

THEME 03

THEME 04

THEME 05

액체로켓엔진-초임계 난류유동 현상● 담당위원 : 박태선 교수(경북대)

기계저널2016. 09., vol. 56, no. 09

Journal of the KSME

커버스토리-테마기획 액체로켓엔진-초임계 난류유동 현상

기계공학 전공 CEO와의 인터뷰

즐거운 감동, 음악

전문가 연재 한국기계공업사

인터뷰 파동에너지극한제어연구단 이학주 단장

ISSN

122

6-72

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기 계

저 널

20

16

. 09

테마

기획

액체

로켓

엔진

-초

임계

난류

유동

현상

9

현대중공업

뉴질랜드서 30년 만에 함정 수주

현대중공업이 뉴질랜드 해군으로부터 30년 만에 군수

지원함을 수주했다.

현대중공업은 지난 7월 25일 뉴질랜드 웰링턴에서 김

정환 조선 사업대표와 헬렌 퀼터(Helene Quilter) 뉴질

랜드 국방부 차관 등이 참석한 가운데 뉴질랜드 해군과

배수량 2만 3,000톤급의 군수지원함 1척에 대한 건조 계

약을 체결했다고 밝혔다.

이번에 현대중공업이 수주한 군수지원함은 지난 1987

년 뉴질랜드 해군에 인도한 1만 2,000톤급 군수지원함

인 ‘엔데버(Endeavor)’호의 후속 함정이다.

현대중공업은 지난해 6월 입찰에 참여해 독일, 스페인

등의 방산전문 조선소와 경합을 펼친 끝에 지난해 12월

우선협상대상자로 선정됐으며, 이후 약 7개월간의 계약

조건 협상 등을 거쳐 최종 계약에 성공했다.

뉴질랜드 해군은 현대중공업이 지난 30여 년간 우수한

성능을 발휘한 엔데버호를 건조했을 뿐 아니라, 현재 우

리나라 해군이 운용 중인 군수지원함 3척과 차기 군수지

원함 1척도 건조하는 등 군수지원함 분야에서 풍부한 경

험을 갖춘 데 높은 점수를 준 것으로 알려졌다.

현대중공업이 수주한 군수지원함은 길이 166미터, 최

고 속력 17노트(31.4km/h)로, 1만 톤의 보급 유류와 20

피트(feet) 컨테이너 12개를 적재할 수 있다.

한국남동발전

한국남동발전-LS산전, 해외에너지사업 공동개발 나서

한국남동발전(이하 ‘남동발전’)과 LS산전(주)이 해외

에너지사업 개발에 공동으로 나선다.

남동발전은 지난 달 9일 경기도 안양시 LS산전 본사에

서 허엽 남동발전 사장, 구자균 LS산전 회장 등 양사 임

직원들이 참석한 가운데, LS산전과 온실가스 감축 및 지

속발전 가능한 신성장 동력 확보를 위한 에너지신산업과

해외 발전·송배전사업 공동개발을 위한 양해각서

(MOU)를 체결했다고 밝혔다.

이에 양사는 우호관계를 뛰어넘어 에너지신산업 및 해

외사업 공동개발 파트너로서 지속적인 상생협력을 통해

실질적이면서 구체적인 상호발전방안을 모색할 방침이

다.

구체적으로 에너지신사업 및 해외발전·송배전사업의

공동개발에 있어 남동발전은 사업화구조 수립, 금융, 운

영관리 등 전반적인 사업영역을 담당하고, LS산전은 대

상사업 확보 및 사업개발에 대한 기술력 등을 제공하게

된다.

한국동서발전

전력그룹사 최초 모바일 전자결재 시스템 구축

한국동서발전(이하 ‘동서발전’)은 전력그룹사 최초로

모바일 기기를 이용해 전자문서를 결재하는‘모바일 전자

결재 시스템’을 구축하여 한층 고도화된 스마트워크 환

경을 조성하였다고 밝혔다.

그동안 전자결재는 전산망으로 연결된 PC에서만 가능

했으나 모바일 전자결재 시스템 도입으로 모바일 기기를

이용하여 시간과 장소에 제약없이 업무관련 결재를 할

수 있어 업무생산성 향상에 기여할 수 있게 된다.

동서발전은 2014년 본사를 울산으로 이전함에 따라

서울 및 세종시 출장 등 이동 근무시간이 많아져 모바일

전자결재시스템이 더욱 유용하게 사용될 수 있을 거라

예상된다.

모바일 전자결재 시스템은 업무편의성뿐만 아니라 해

킹과 같은 사이버공격 등에 대한 보안성까지 고려하여

△ 모바일 업무망 분리 △ 키패드 및 데이터 암호화 △

모바일기기에 자료저장 금지 △ 이중 인증 후 결재 등의

철저한 보안체계를 갖췄다.

동서발전은 공기업 최초로 스마트오피스를 성공적으

로 도입·정착시킴으로써 공기업은 물론 민간기업 사이

에서도 스마트오피스 열풍을 불러일으키고 있으며, 이번

모바일 전자결재 시스템 구축으로 선진 IT기술과 기기의

융합을 통해 언제 어디서나 효율적으로 일할 수 있는 스

마트오피스 환경을 한층 고도화 시켜 정부 3.0의 기본 가

치인 개방·공유·소통·협력에 한발 더 다가갈 수 있는 계

기가 됐다.

한국서부발전

국내 최초 태안 IGCC 상업운전 개시

한국서부발전(이하 ‘서부발전’)은 지난 달 19일 태안

IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle) 상업

운전을 개시했다고 밝혔다.

온실가스 저감 및 청정석탄 활용기술을 확보하기 위해

정부연구과제인 “한국형 실증플랜트 기술개발 사업”으

로 추진된 태안 IGCC 발전소 건설은 서부발전을 비롯해

두산중공업, 국내 연구기관, 대학 등이 참여하는 국내 최

대 규모의 국가 연구 사업이다.

태안 IGCC 실증플랜트는 2011년 11월 착공 이후 57

개월 동안 건설장비 4만 9,000대, 연인원 61만 명의 건

설인력이 투입되어 작년 4월 천연가스를 이용한 가스터

빈 발전 개시, 9월 가스화플랜트 최초 점화에 이어, 종합

적인 시험운전 및 법정검사를 완료하고 드디어 상업운전

을 시작하게 되었다.

IGCC 발전기술은 합성가스를 생산한 후 연소하기 전

에 공해물질을 쉽게 제거할 수 있어 석탄화력의 주오염

물질인 황산화물, 질소산화물 및 먼지를 천연가스 수준

까지 크게 줄일 수 있다.

그리고 향후 CO2 포집설비와 연계될 경우 기존 석탄화

력보다 훨씬 적은 비용으로 온실가스를 포집할 수 있으

며, 설비 대용량화와 고성능 가스터빈 개발 시 효율

48~50% 달성이 가능한 미래형 발전기술이다.

한국수력원자력

한국수력원자력-전라북도 방사선보건 체험기술 개발·

설치 협약 체결

한국수력원자력(이하 ‘한수원’)은 전라북도와 지난 달

8일 전북도청에서 국민의 안전문화 확산과 방사선보건

안전에 대한 대국민 수용성 증진 등을 목적으로 방사선

보건 체험기술 개발, 설치 및 시범운영에 대한 상호협력

협약을 체결했다.

방사선보건 체험기술 개발 범위는 우리 주변에 실존하

고 있는 자연방사선을 가상현실과 증강현실 등 최첨단

▲ 지난 달 8일 전북도청 회의실에서 방사선보건 체험시설 개발, 설치

업무협약식 기념촬영을 하고 있다.(오른쪽 조석 한수원 사장, 왼쪽

송하진 전라북도 도지사

특별회원사 동정

24 ● 기계저널 2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 25

인터뷰 파동에너지극한제어연구단 이학주 단장

대담 : 유동현 편집이사(포항공대 교수)

정리 : 양회관 사무국장

파동에너지극한제어연구단 이학주 단장

직원 수 등 귀 연구단의 현황을 간단히 소개하여 주십시오.

파동에너지극한제어연구단은 미래창조과학부 ‘글로벌프런티어사업’의

10번째 연구단으로서 한국기계연구원에 위치하고 있습니다. 2014년 9월

에 발족한 연구단은 총 9년의 사업기간 동안 약 950억 원의 예산을 지원받으며

독립법인으로 운영됩니다.

연구단에는 총 22곳의 산학연에 소속된 345명의 연구 인력이 참여하고 있으며,

전자기파와 역학파 등 관련 분야의 국내 최고 전문가들로 구성되어 있습니다.

특히 국외에서는 2000년부터 연구가 시작되어 신기술 개발과 제품화 개발이

진행되고 있으나, 연구단에서는 다학제간 융합연구 수행과 복합기능 구현 기술

개발로 연구 차별화를 모색하고 있습니다. 이를 위해 총 3개의 핵심과제(‘극한물

성시스템 플랫폼 기술’, ‘전자기 파동에너지 제어기술’, ‘역학 파동에너지 제어기

술’)와 14개의 세부과제로 나누어 연구단을 운영하고 있습니다.

연구단은 극한물성시스템의 이론정립과 제조, 측정, 평가 플랫폼을 구축하여

파동과 매질의 상호작용을 극한 제어하는 극한물성시스템을 구현하는 것을 목

표로 하고 있습니다. 이를 바탕으로 기계, 정보통신, 에너지, 바이오/의료 융합

화를 통한 실용화로 6T(NT, IT, ET, BT, CT, ST)분야의 신산업을 창출하고 지

식재산권 확보, 기술사업화 등을 통해 창조경제를 견인해 나아갈 것입니다.

이학주

QA

6 ● 기계저널 2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 7

ISSN 1226-7287 Vol. 56, No. 9

2016 9c o n t e n t s

COVER

8(목) 연구소 운영위

9(금) 회장단 회의, 제8차 이사회

26(월) 학생설계경진대회 최종보고서

제출(~10. 7)

27(화) KSME-SEMES 서류심사 합격자 통보

9월의 주요 일정

03 화보 Joint 18th IHPC and 12th IHPS 등

06 인터뷰 파동에너지극한제어연구단 이학주 단장·유동현

11 기계공학 전공 CEO와의 인터뷰 (주)인바디 차기철 대표·이 훈

15 생활 한의학 모낭염·백윤희

16 스마트폰 어플리케이션 소개 스마트폰을 CCTV처럼 사용한다고? 히트다 히트!

[집사 알프레드] 어플·서민교

18 신기술 정보 스마트 워치를 이용한 ATM 비밀번호 유출·노유정

20 즐거운 감동, 음악 디지털 시대의 새로운 악보 시스템·김윤곤

23 신제품 LG전자–가정용 초저온 냉동고, A255WD·학회 사무국

24 특별회원사 동정 현대중공업–뉴질랜드서 30년 만에 함정 수주 등·학회 사무국

32 초임계 난류연소 모델링·박태선

38 초임계 조건 분사기 난류유동·박태선

44 축소형 연소기 노즐유동·박태선

49 막냉각 및 재생냉각 난류유동·박태선

54 연소불안정 예측과 안정화 기술·박태선

58 전문가 연재 한국기계공업사-65·김천욱

67 엔지니어와 글쓰기 공과대학 학생들이 배워야 하는 글쓰기·권성규

70 특허 소식 전 세계 특허정보 활용 전략을 한 눈에 등·학회 사무국

72 대한기계학회 2016년도 주요일정

73 논문집 목차 대한기계학회논문집 A·B·C, JMST·학회 사무국

76 게시판 행사안내·학회 사무국

77 학회 소식 2016년도 제7차 이사회 개최 완료 등·학회 사무국

테마기획 액체로켓엔진-초임계 난류유동 현상

7

제56권 제9호, 2016년(통권 430호) 발행일 2016년 9월 1일 발행인 김윤영 편집인 이승엽·고한서·유동현

주소 (06130) 서울시 강남구 테헤란로 7길 22, 신관 702호 전 화 (02)501-3646 팩 스 (02)501-3649 등록번호 강남, 라 00776 등록일자 2015년 2월 23일

Web site http://www.ksme.or.kr e-mail ksme@ksme.or.kr·edit@ksme.or.kr·member@ksme.or.kr·ksmepco@ksme.or.kr

대체계좌 013583-31-000091 은행지로 7519743 편집디자인·인쇄 (주)동국문화[☎ (02)718-5011]

25 31

이 달의 화보

○ Joint 18th IHPC and 12th IHPS[2016. 6. 12.(일)~16.(금), 라마다플라자 제주호텔]

▼ Opening Ceremony

▼ Welcome Reception

이 달의 화보

▼ Keynote Lectures

▼ Conference Banquet

▼ Conference Tour

▼ Conference Banquet

인터뷰 파동에너지극한제어연구단 이학주 단장

대담 : 유동현 편집이사(포항공대 교수)

정리 : 양회관 사무국장

파동에너지극한제어연구단 이학주 단장

6 ● 기계저널

직원 수 등 귀 연구단의 현황을 간단히 소개하여 주십시오.

파동에너지극한제어연구단은 미래창조과학부 ‘글로벌프런티어사업’의

10번째 연구단으로서 한국기계연구원에 위치하고 있습니다. 2014년 9월

에 발족한 연구단은 총 9년의 사업기간 동안 약 950억 원의 예산을 지원받으며

독립법인으로 운영됩니다.

연구단에는 총 22곳의 산학연에 소속된 345명의 연구 인력이 참여하고 있으며,

전자기파와 역학파 등 관련 분야의 국내 최고 전문가들로 구성되어 있습니다.

특히 국외에서는 2000년부터 연구가 시작되어 신기술 개발과 제품화 개발이

진행되고 있으나, 연구단에서는 다학제간 융합연구 수행과 복합기능 구현 기술

개발로 연구 차별화를 모색하고 있습니다. 이를 위해 총 3개의 핵심과제(‘극한물

성시스템 플랫폼 기술’, ‘전자기 파동에너지 제어기술’, ‘역학 파동에너지 제어기

술’)와 14개의 세부과제로 나누어 연구단을 운영하고 있습니다.

연구단은 극한물성시스템의 이론정립과 제조, 측정, 평가 플랫폼을 구축하여

파동과 매질의 상호작용을 극한 제어하는 극한물성시스템을 구현하는 것을 목

표로 하고 있습니다. 이를 바탕으로 기계, 정보통신, 에너지, 바이오/의료 융합

화를 통한 실용화로 6T(NT, IT, ET, BT, CT, ST)분야의 신산업을 창출하고 지

식재산권 확보, 기술사업화 등을 통해 창조경제를 견인해 나아갈 것입니다.

이학주

QA

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 7

인터뷰 파동에너지극한제어연구단 이학주 단장

파동에너지극한제어연구단의 극한물성시스템이란 무

엇인지 비전문가들께서도 알기 쉽게 설명해 주실 수

있겠습니까?

파동에너지는 공간이나 물질의 한 부분에서 생긴

에너지가 주위로 퍼져나아가는 현상으로 우리가

생활하는 데 필수적인 요소인 빛과 소리로 대변됩니다.

그러나 연구현장에서는 자연계 파동에너지의 고유 물성

(장애물을 만났을 때 반사되거나 투과하려는 특성)의 활

용만으로는 현재 기술의 한계를 넘어서는 데 많은 어려

움이 있었습니다. 연구단에서는 자연계 파동에너지의

물성을 극복하고 원활한 제어를 위해, 극한물성을 가진

매질을 구현하여 기존 기술로는 구현이 불가능했던 새

로운 기술의 패러다임을 제시했습니다.

극한물성시스템이란 파장보다 작은 창의적인 인공구

조물을 통해 파동을 제어하는 기술을 말하며, 이를 적용

해 파동에너지의 물성을 자유롭게 조절할 수 있습니다.

파동 에너지의 완전반사, 완전투과, 음의 굴절 등의 변

화를 만들 수 있게 되는 것입니다.

극한물성시스템 기술을 활용하면 우리 생활에 도움이

되는 다양한 기술의 개발이 가능합니다. 젤을 바르지 않

고도 뛰어난 성능을 보여주는 초음파 검사 장비, 암 조

기 진단이 가능한 광학현미경, 적의 레이더에 감지되지

않는 ‘스텔스 전투기’ 등이 그 예라 할 수 있습니다.

연구단은 앞으로 전문적인 연구역량과 경험을 바탕으

로 의료·국방·재난사고 방지와 관련된 성과를 도출하

고, 국민의 삶을 향상시킬 수 있도록 노력하겠습니다.

방금 말씀하신 극한물성시스템 기술과 관련된 여러

성과가 있었을 것 같은데요. 그간의 대표적 성과 소개

부탁드립니다.

연구단은 2년간의 연구기간 동안 세계적 수준의

기술 개발을 이뤄냈고, 실제로 우리 생활에 활용

가능한 연구 성과들을 도출해 내고 있습니다.

대표적 성과로 연구단 사업에 참여하고 있는 송경준

박사팀이 극한물성시스템을 활용한 인공구조물을 제작

하여 전기 없이도 기존 음향 시스템의 송·수신을 최대

10배 이상 키울 수 있는 기술을 개발했습니다. 지그재

그 형상으로 제작된 구조물을 통해 음향 증폭률과 공진

주파수를 자유자재로 조절 가능한 음향증폭기를 설계했

고, 국내 특허등록과 국외 특허출원을 마쳤습니다. 앞으

로 초음파, 의료기기, 비파괴검사를 비롯해 수중통신 분

야와 플랜트 안전진단 분야에 활용이 가능할 것으로 예

상됩니다.

또한, 박규환 교수팀에서 주도하여 인체의 장기나 피

부의 조직 속 세포의 미세한 변화를 고해상도로 볼 수

있는 광학현미경을 개발했습니다. 이 연구결과는 광학

및 포토닉스 분야의 권위 있는 국제 학술지인 ‘Nature

Photonics’와 ‘Optics Express’에 게재되었고 다수의

국내 언론매체에도 소개되었습니다. 개발된 기술은 기

존의 수십 마이크론(μm)에 그쳤던 광학현미경의 성능

을 개선하여 1μm의 해상도로 피부의 1mm 이상의 깊

이까지 생체조직의 세포 영상정보 확인이 가능한 것으

로, 특히 암세포가 덩어리로 발달하기 훨씬 이전 단계에

세포핵이 커지는 것을 확인할 수 있어서 암과 같은 질병

의 조기 진단 시기를 획기적으로 앞당길 수 있습니다.

기술융합 세미나와 같은 관련 기술 교류 활동도 연구

단 활동의 중요한 부분으로 생각됩니다. 진행해 오신

교류 활동 소개 부탁드리며, 향후 계획도 함께 소개 부

탁드립니다.

우리 연구단은 극한물성시스템 기술의 저변 확대

와 글로벌 네트워크 강화를 통한 연구 향상을 위

해 다양한 교류 활동을 수행하고 있습니다.

먼저 극한물성시스템 기술의 개발현황을 공유하고 공

동연구를 활성화하기 위해 2014~2016 ‘한일메타포럼’

을 공동주관 했습니다. 특히 ‘Nano Korea 2015’ 행사에

서는 Nanophotonics와 세계 빛의 해 특별 세션을 주관

하였고, ‘Nano Korea 2016’에서 일리노이대학의 John

A. Rogers 교수와 하버드 대학교 Federico Capasso 교

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8 ● 기계저널

수를 초청해 관련 연구의 세계적 동향을 알 수 있는 뜻

깊은 자리를 마련했습니다. 또한 저는 내년 우리나라에

서 개최될 ‘META 2017’ 공동조직위원장과 ‘Nano

Korea 2017’ 프로그램 위원장으로서 역할을 수행할 예

정입니다.

여기에 더해 기술의 활용 가능성이 큰 국방 분야 연구

역량 강화를 목적으로 2015년 11월 한국 군사과학기술

학회에서 “메타물질의 국방응용”을 주제로 특별세션을

추진했고, 국방 관련 전문가 초청 세미나(스텔스, 센서,

안테나 관련)를 진행했습니다. 최근에는 국방고등기술

원(국방과학연구소)과 기술협력 협약을 체결하여 양 기

관의 연구 활성화를 위해 함께 노력하기로 했습니다. 이

외에도 2015년 10월 ‘미국 해군 연구국(ONR)’의 일본

부지부장 초청 세미나, 올해 4월 미국 공군과학연구실

(AOARD) 아시아지부 소장의 간담회, 미국 해상전투연

구소(NSWC: Naval Surface Warfare Center) 방문을

통해 국외 관련 기관과의 연구네트워크를 강화하고 기

술개발의 목표를 구체화할 수 있는 계기를 마련했습니

다.

앞으로도 세계적인 과학자의 초청 강연은 물론 관련

기관과의 MOU 체결, 국제 학술대회 개최를 통해 연구

단 홍보와 기술협력 방안을 모색할 계획입니다.

향후 계획으로는 올해 7월부터 2단계 사업을 시작하

며 2년 동안 개발한 원천기술을 토대로 실용화 플랫폼

을 구축하고, 우수성과의 조기 실용화를 이루고자 합니

다. 이를 위해 ‘글로벌프런티어’ 사업의 운영 철학인

4G(Ground-breaking, Growth & Sustainability,

Global, Group Approach)에 파동에너지극한제어연구

단의 사업추진을 위한 세부 전략인 Uniqueness

(Design for Manufacturing, Innovation Platform,

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 9

Multi-functional)와 Grand Challenges(Loss,

Bandwidth, Ultrathin)를 접목하여 연구를 구체화하겠

습니다. 또한 기술 간의 융합을 통해 큰 시너지효과를

낼 수 있고 조기실용화 가능성이 높은 아이템을 Killer

Application으로 선정하여 이를 전략적으로 개발하기

위한 Task Force Team을 운영할 계획입니다.

우리 연구단은 사업기획 초기부터 원천기술을 통해

새로운 시장을 개척하겠다는 목표로 설립되었습니다.

앞으로 명확한 연구방향 정립과 목표 관리를 통해 연구

자 간, 핵심 과제 간 원활한 융합연구에 온 힘을 다하겠

습니다. 여기에 더해 향후 연구소 기업을 설립하고 지속

적인 연구를 통해 세계 시장을 선도할 수 있는 글로벌

경쟁력도 키워가겠습니다.

끝으로 하시고 싶은 말씀, 또는 후배들에게 격려의 말

씀 부탁드립니다.

파동에너지극한제어연구단을 설립한 지도 벌써

2년이 되었습니다. 먼저 연구단을 운영하는 데

큰 도움이 되어주신 분들께 감사의 인사를 전하고 싶습

니다.

저희 연구단은 미래창조과학부의 글로벌프런티어 사

업에 선정되어 세계 최고 수준의 원천기술을 개발하고

신산업을 창출하겠다는 목표로 설립되었습니다. 그동

안 짧은 기간에도 불구하고 3건의 기술이전 성과를 이

뤄냈으며, 97건의 특허를 출원하였고 한국특허정보원

특허평가시스템(K-PEG)에 7건이 상위 25% 이내의 특

허로 분석되어 그 권리성을 확인하였습니다. 이는 세계

최고의 기술을 만들겠다는 참여 연구원들의 의지와, 밤

낮으로 연구하며 노력한 열정이 있었기에 가능했습니

다. 앞으로 연구단은 2년 동안 만들어낸 연구의 결실에

더해 우수성과의 조기 실용화와 기술이전으로 연구단의

목표를 이뤄낼 것입니다.

최근에 연구현장에서는 ‘융합연구’를 강조합니다. 연

구단에서도 전자기파와 역학파의 국내외 최고 전문가들

이 모여 기존 기술을 뛰어넘는 훌륭한 성과를 만들어내

고 있습니다. 이러한 연구 트렌드에 비추어 후배님들께

‘프로끼리 만나야 한다.’는 말을 전해드리고 싶습니다.

꾸준한 노력과 인내로 자기분야의 전문가가 되어야 다

른 분야의 전문가와 만났을 때 본인의 능력을 발휘하고

큰 시너지를 낼 수 있을 것입니다.

연구단은 국가연구개발사업을 성공적으로 완수하기 위

해 설립되었고, 정부출연금을 재원으로 운영되는 연구기

관입니다. 그만큼 우리나라 경제성장 발전과 새로운 먹거

리 창출에 이바지해야 한다는 책임감을 크게 느끼고 있습

니다. 앞으로 초심을 잊지 않고 제 자리에서의 역할과 책

임을 다하여 연구단을 운영해 나아가겠습니다.

인터뷰 파동에너지극한제어연구단 이학주 단장

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10 ● 기계저널

(주)인바디(InBodyCo., Ltd.)

차기철 대표

대담/정리 : 이 훈 편집위원(차세대융합기술연구원)

이 훈 ㅣ 서울대학교 차세대융합기술연구원 자동차에너지연구실

선임연구원 hoonlee@snu.ac.kr

기계공학 전공 CEO와의 인터뷰

㈜인바디의 차기철 대표(w w w.inbody.com,

kccha@inbody.com)는 연세대학교와 한국과학기술원

(KAIST)에서 기계공학 학사(1980)와 석사(1982) 학위

를 취득한 후, 국내 건설 업체에서 재직하던 중, 기계공

학 지식을 활용하여 개개인의 참신한 아이디어를 더 손

쉽고 신속하게 구현할 수 있는 융합 연구를 해보고 싶어

유학을 결정, 미국 유타대학교(University of Utah)에

서 생체공학 박사(1992) 학위를 취득하였다. 이후, 하버

드대학교(Harvard University) 의과대학에서 박사후

연구원 과정을 밟고 귀국하여 ㈜인바디의 전신인 ㈜바

이오스페이스를 창업(1996)하였으며, 지난 20년간 국

내외 체성분 측정기 시장을 개척하며 괄목할 만한 성장

을 이루어 냈다. 현재 미국, 일본, 중국에 설립한 현지법

인을 비롯, 70여 개국에 달하는 글로벌판매 네트워크를

통해 수출되고 있는 ㈜인바디의체성분 측정기 ‘인바디

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 11

(InBody)’ 제품군은 전세계 체성분

측정기 시장에서 약 80%에 달하는 독

보적인 시장 점유율을 기록하고 있으

며, 이러한 실적을 바탕으로 2015년

연결매출 기준 689억 원을 달성, ‘

2015년 제6회 생생코스닥’ 대상(산업

통상자원부 장관상) 수상 및 정부의

글로벌 성장단계 사업인 ‘2016년

World Class 300’ 프로젝트에 선정되기도 했다. 금번 “

기계공학 전공 CEO와의 인터뷰”에서는 대한민국은 물

론 세계적인 의료기기 제조업체로 성장하고 있는 ㈜인

바디의창업자 차기철 대표를 만나본다.

Q. 안녕하세요, 귀사에 대한 간략한 현황 및

소개를 부탁드리겠습니다.

안녕하세요. ㈜인바디는 1996년에 설립된 의료기기

제조업체입니다. 현재 해외 지사 직원 150명을 포함, 총

350명이 근무하고 있구요. 체성분분석기인 ‘인바디

(InBody)’를 주력으로, 혈압계, 신장계 등의 헬스케어

제품을 개발하고 있고, 작년에는 웨어러블 기기인 ‘인바

디밴드(InBodyBAND)’도 출시하였습니다. 지난 20년

동안 연 20~30%씩 꾸준히 성장해온 결과, 해외 법인

실적을 포함한 연결 매출의 경우 2015년 기준으로 689

억 원을 기록했는데 이중 약 74%가량이 미국, 일본, 중

국, 유럽, 호주, 남미를 포함한 전 세계에서 골고루 발생

하고 있습니다.

Q. 기계공학에서 생체공학으로 박사학위 전공

을 변경하신 이유와 각각의 학문이 제품 개

발과정에 어떤 영향을 미쳤는지 궁금합니다.

제가 KAIST에서 기계공학 석사 과정을 밟을 때는 태

양열을 이용한 주택 난방 공급 시스템을 세부 전공으로

하였습니다. 그런데 대형 건물이나 기계장치 같은 경우

에는 산업 규모자체가 크다 보니 개개인이 아무리 참신

한 아이디어를 갖고 있더라도 그것을현실에 직접 반영

시키는 데에는 여러 제약과 한계가 있었습니다. 그래서

규모가 작더라도 나만의 아이디어를 제품에 바로바로

적용해볼 수 있는 분야를 전공하기로 결심하고 생체공

학을 선택했습니다. 박사학위 과정 중, 당시 외국의 체

성분 분석기들을 들여다보니 개선의 여지가 아주 많다

는 점을 알게 되었고,이에 점점 더 관심을 갖다보니 곧

구체적인 저만의 아이디어들을 가지게 되었구요. 저는

바로 이 부분이 학사와 석사 때 제가 기계공학을 전공했

던 덕분이 아닌가 합니다. 체성분을 측정하는 원리가 기

본적으로 인체에 미세 전류를 흘렸을 때 발생하는 전기

전도도의 차이를 이용하는 것인데, 이런 눈에 보이지 않

는 부분을 머리로 상상하며 제품을 개발하는 것이 타 전

공자들에 비해 기계공학을 전공한 저에게는 다소 수월

하지 않았나 하는 생각을 합니다.

Q. 공학 분야 연구원 출신으로 제조 업체의

경영인이 되시는 과정에서 힘든 점은 없으

셨는지요?

제가 사업을 시작하던 때는 ‘벤처’라는 단어조차 생소

하던 시절이었습니다. 미국에서 10년 가까이 공부를 하

고 와서 당연히 교수가 될 줄 알았는데 갑자기 사업을

하겠다고 하니 가족들의 반대도 만만치 않았었지요. 하

지만 제 마음 속에는 체성분 측정 분야에서 당시의 일

제, 미제 기계들보다 더 좋은 기계를 만들 수 있다는 자

신감이 있었고, 일단 프로토 제품만 만들어내면 이런 제

품의 용도와 필요성을 누구보다 잘 알고 있는 일선의 의

료진들이 반드시 우리 기계를 선택해줄 것으로 생각했

습니다. 하지만 너무 생소한 분야였던 까닭에 아무리 사

업설명을 해도 투자 유치가 쉽지 않았고 결국은 얼마 되

기계공학 전공 CEO와의 인터뷰

12 ● 기계저널

지 않는 개인 자금으로, 창업멤버도 없이, 지하 창고를

개조한 사무실에서 시작을 했습니다. 그렇다보니 어렵

게 채용한 직원 3명과 함께 일했던 첫 2년 동안 자금 부

족으로 제품 개발을 하지 못하던 시간이 대부분 이었습

니다. 그러던 중 당시 한국생산기술연구소의 창업 지원

사업에 세번의 도전 끝에 가까스로 선정이 되어 가뭄의

단비 같은 초기 자금 1억여 원을 마련할 수 있었구요.

이를 십분 활용해서 만든 첫 제품을 전시회에 출품했을

때는 저희 예상보다 훨씬 많은 관람객들의 호응을 이끌

어 냈고, 그 때 이 사업의 전망을 더 확신하게 되었던 것

같습니다. 이렇게 힘겹게 사업을 시작했던 때문인지 그

뒤로는 리스크가 높은 투자 자본이나 대기업의 인수합

병 제의에는 한번도 귀를 기울이지 않았고 오직 내실을

다지고, 규모가 작더라도 스스로 자립할 수 있는 견실한

기업 구조를 이룩하는 데에만 매진해왔습니다.

제가 엔지니어 출신이기는 하지만 지금까지 경영에

관해 특별히 공부를 해본 적은 없습니다. 다만, 기업을

운영하면서 저한테 사업에 대한 남다른 감각이 있다는

점을 느낀 적이 많이 있는데요. 가령 현재 회사의 상황

이 어떤지, 잘되고 있는 것인지, 어려우면 얼마나 어려

운 것인지, 시간과 노력을 어디에 얼마나 기울여야 하는

지 등을 직감적으로 파악하고 판단해서 대처하는 능력

이 남들보다 조금 더 낫지 않았나 하는 생각을 합니다.

바둑을 예로 들 수 있는데요. 바둑을 잘 모르는 사람이

볼 때는 아마추어나 프로기사나 두는 수가 비슷비슷해

보이지만 실제로는 한수 한수

에 담긴 의미와 그것을 결정하

는 과정에는 아주 큰 차이가

존재하지요. 즉, 기업을 얼마

나 잘 경영하느냐와 같은 문제

역시말로 정량화시켜 이야기

하기 어려울뿐, 바둑의 급수와

실력처럼 겉으로 보이는 아주

작은 차이 속에 실로 어마어마

한 큰격차가 숨어있는 것이라

고 생각합니다.

Q. 현재 국내외 경쟁 업체 현황 및 귀사의 시장

점유율은 어느 정도 인지요?

약 10년 전쯤부터 국내에 많은 중소 경쟁사들과 카피

제품이 등장하기 시작했습니다. 하지만 포화된 작은 시

장에서 업체 간 경쟁이 치열해짐에 따라 지금은 저희를

제외한 타 경쟁사들의 실적은 미진한 상황입니다. 다만,

아직까지는 이쪽 시장의 규모 자체가 크지 않아 대기업

이 진출 하지 않고 있으나, 향후 약 2,000억~3,000억

정도 규모로 시장 규모가 확대되면 이전보다 더욱 치열

한 경쟁이 일어날 수도 있다고 생각합니다. 시장 점유율

의 경우에는 사실 시장 자체를 처음 개척한 것이 바로

저희이기 때문에 논하기 조금 어려운 부분이 있습니다

만, 체성분 측정기 시장만을 놓고 본다면 글로벌 시장에

서는 저희가 약 80% 정도를 점유하고 있는 것으로 파악

되고 있고, 나라별로는 미국 같은 경우 거의 100%,일본

과 국내 같은 경우 약 70% 수준입니다. 초창기에는 체

성분 분석기 시장에 오직 일본과 미국 제품만 존재했던

점을 감안한다면 이는 상당히 고무적인 성과이며 이를

이룰 수 있었던 데 대해 모든 직원들에게 늘 감사하고

또 자랑스럽게 생각하고 있습니다.

Q. 귀사의 당면과제와 이를 극복하기 위한 전

략, 그리고 장·단기적 목표에 대해 한 말씀

부탁드립니다.

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 13

중소기업은 영업은 물론 인재 채용 등을 할 때에 항상

그 브랜드의 가치, 즉 기업의 인지도에 비례한 결과를

얻게 됩니다. 저희도 이 부분을 개선하기 위해 2년 전

사명을 제품명인 ‘인바디’와 동일하게 하는 전략을 수립

하여 홍보를 강화했는데 이 점이 적중하여 여러 면에서

큰 성과를 보았습니다.

제품 개발 면에 있어서는 원래 저희가 보유하고 있던

손목시계를 응용한 체성분 분석기에 관한 특허를 실용화

한 ‘인바디 밴드’라는 제품을 작년에 시장에 내놓아 예상

이상의 좋은 반응을 얻었습니다. 다만, 개인적으로는 이

것이 최근 전 세계에 불어닥친 웨어

러블 기기와 스마트폰 열풍에 힘입은

바가 크다고 생각하기 때문에 이러한

아이템이 반짝 인기 이후에 사장되지

않게 하려면 해당 분야의 전문 인력

을 확보하는 것이 반드시 필요하다고

생각하고 있습니다.

또한, 미국, 중국 같이 땅이 넓고

인구가 많아 시장이 큰 나라들의 경

우체성분 측정기가 아직 잠재적인

전체 시장의 약 5% 정도밖에 진출하

지 못했다고 보고 있기 때문에 향후

에도 지속적으로 영업망을 확충하면

서 미개척된 시장을 넓혀나가고 점

유율을 높여나가는 것이 저희의 단기적 목표이구요. 장

기적인 목표라면 여러 가지 체성분 중 체지방이나 골격

근이 아닌 체수분을 정밀하게 측정하고 분석하는 기술

을 개발하는 것이라고 말씀 드릴 수 있습니다. 이는 그

기술적 어려움이 큰 만큼 의학적 효용도 대단히 크기 때

문에 국민 건강 증진 차원에서라도 이를 반드시 이루고

싶습니다. 앞으로도 지금까지 해온 것처럼 내실있는 경

영과 지속적인 기술 개발을 통해 수십년 후에도 영속하

는 기업이 되도록 노력하겠습니다. 감사합니다.

기계공학 전공 CEO와의 인터뷰

14 ● 기계저널

생활 한의학

백윤희 위원 : sunnylotus@hanmail.net

모낭염

모낭염은 세균 감염 혹은 여러 가지 자극에 의해 모낭에 염증이

생긴 상태를 말합니다.

면도와 같은 물리적 자극이나 피부에 통기가 안 되는 옷, 혹은

땀이나 기름, 화장에 의해 모공이 막혔을 때에 발생할 수 있습니다.

특히 모낭염은 스트레스나 과로, 수면 부족 등에 의해 면역력이 약

해져 있을 때, 혹은 습윤하고 따뜻한 환경, 당뇨병, 항생제 치료, 그

리고 부신피질 호르몬제 치료 등이 유발인자로 작용한다고 알려져

있습니다. 그러므로 자가면역 질환과 같은 면역계에 이상이 있는

경우에 더 호발하기도 합니다.

모낭을 중심으로 붉은 반점이 생기면서 가렵고 통증이 있으며

안에 농이 차 있어 보통 여드름과 혼동되기도 하나, 여드름처럼 짜

내도 치료가 되지 않고 오히려 악화될 수 있으므로 짜지 않는 것이

좋습니다. 심한 경우 발열, 오한이 있거나 위장 장애를 동반하기도

하고 탈모를 유발하기도 합니다.

최근에 모낭염의 주요 발병 원인으로 주목받고 있는 것이 스테

로이드인데, 국소 혹은 전신에 도포 후 보통 2개월 후 발생하며, 빠

르면 1주일, 길게는 2년 후에 발하는 경우도 보고되고 있습니다.

여러 가지 약제 중 코르티코스테로이드(corticosteroid)에 의한 발

진이 가장 흔하며, 원인균의 종류에 따라 피지선이 발달된 부위에

주로 발병하는 경우도 있습니다.

한의학적으로는 습열(濕熱)

이나 과도한 열(熱), 담음(痰飮),

어혈(瘀血)과 같은 체내의 독소

가 원인이 되어 발생하는 것으

로 여기며, 폐(肺)가 피부를 주

관하기 때문에 폐의 기능이 떨

어지고, 신체 면역력이 부족해

지면 내, 외부의 자극을 신체가

적절하게 조절하지 못해 피부 건조증이나 염증, 각종 피부 질환이

유발된다고 봅니다. 그러므로 체내 독소를 제거하고, 폐의 기능을

향상시키며 면역력을 증가시키는 치료를 해주어야 피부 재생이 촉

진되고, 모낭염의 잦은 재발을 방지하며 효과적으로 깨끗한 피부

상태로 호전될 수 있습니다.

◦ 관리

- 운동 후 혹은 화학 물질 주변에서 일을 한 후에는 가볍게 샤워

를 해줍니다.

- 다른 사람과 타월이나 개인 용품을 함께 사용하는 것은 피하

는 것이 좋습니다.

- 포진은 긁지 않는 것이 좋습니다.

- 오일류는 모공 안에 세균을 가두어 모낭염을 유발할 수 있으

므로 사용을 피하는 것이 좋습니다.

- 체내에 독소를 유발할 수 있는 인스턴트 식품, 인공 화학 조미

료, 외식을 삼가는 것이 좋습니다.

백 윤 희 한의사

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 15

스마트폰 어플리케이션 소개

스마트폰을 CCTV처럼 사용한다고?

히트다 히트![집사 알프레드] 어플

서 민 교

㈜한화 방산종합연구소, 주임연구원

설정하고 동일한 Gmail 계정을 등록하면 사용을 위한

기본 준비가 끝납니다. 제 경우는 사용하지 않는 중고

스마트폰이 한 대 있어 이를 카메라로, 주로 사용하는

스마트폰을 뷰어로 설정했습니다.

모션 감지 기능을 활성화하면 카메라에 움직임이 감

지될 경우, 그 순간의 화면을 캡처하여 뷰어용 스마트

여러분은 ‘알프레드’하면 무엇이 떠오

르시나요?

오래전 개그콘서트에서 “알프레도!”하

고 집사를 부르던 세바츠찬이 떠오르는

아재들도 계실 것이고, DC 코믹스의 배트맨에서 주인공

브루스 웨인을 보살피는 집사 할아버지를 떠올리는 저

같은 덕력이 충만한 분들도 계시리라 생각됩니다.

이번에 소개할 어플은 집사의 대명사인 ‘알프레드’의

이름을 딴 것으로, 말 그대로 집을 비울 때 대신 집을

봐주는 집사의 역할을 하는 CCTV 서비스를 제공합니

다. 최근 고가의 가정용 웹캠을 이용한 CCTV 서비스

가 홈 시큐리티 분야에서 화제가 되었는데, 이 어플을

이용하면 스마트폰으로 유사한 기능을 무료로 이용할

수 있다는 것이 큰 장점입니다.

이용에 필요한 준비물은 안드로이드 OS를 사용하는

스마트폰 2대, Gmail 계정 1개입니다.

우선 준비한 두 대의 스마트폰에 알프레드 어플을 설

치합니다. 이후 한 대는 카메라, 나머지 한 대는 뷰어로

장치 설정 화면 계정 등록 화면

모션 감지 기능

저조도 카메라 기능

양방향 오디오 기능

16 ● 기계저널

폰에 문자로 현장 사진을 전송하고, 문자에 있는 버튼

을 클릭하면 바로 어플에 연결되어 현장 화면을 모니터

링 할 수 있습니다.

애완동물을 키우는 분들은 양방향 오디오 기능을 이

용하여 집에 없을 때 혼자 남은 애완동물에게 주인의

목소리를 들려줄 수 있으며, 반대로 현장의 소리도 들

을 수 있습니다. 빛이 약한 저녁에도 사용할 수 있도록

나이트 비전 기능도 제공합니다.

또한, 원격으로 카메라용 스마트폰의 플래시를 ON/

OFF 할 수 있고, 전/후방 카메라 전환도 가능하기에 다

양하게 활용할 수 있습니다.

이미 휴가철은 지났지만, 다가오는 가을 단풍 여행,

겨울 스키 여행 등 집을 비우게 될 경우에 유용하게 사

용되길 기대하며 소개를 마칩니다. 감사합니다.

다운로드: 구글 플레이스토어 ‘알프레드’ 검색

사진출처: 알프레드 어플 소개 홈페이지(https://alfred.

camera/intro)

작성자: ㈜한화/방산 종합연구소 서민교 주임연구원

서민교 위원 : oneofsoka@daum.net

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 17

센서가 부착된 신발과 인터넷에 연결된 안경 등의

제품을 통해 시작된 웨어러블 디바이스(Wearable

devices)들은 최근 많은 업체들이 스마트 워치(Smart

watch)가 출시되면서부터 대중적인 인기를 얻기 시작

하였고 길거리나 통근 지하철 내에서 시계를 통해 간단

한 메세지를 전달하거나, 기상 예보를 접하고 혹은 게임

을 하는 모습이 생소하지 않은 시대가 되었다. 이러한

웨어러블 디바이스들은 5G가 도래할 가까운 미래에 더

빠르고 소형화된 인터넷 장비들을 통해 사물인터넷

(Internet of Things)이라는 패러다임 속에서 더욱 큰

시장을 형성하게 될 것으로 예상되고 있다. 하지만 이러

한 편리함의 홍수 속에서도 잊어선 안 될 것이 있으니

바로 보안에 대한 경각심이다.

빙햄턴 대학(Binghamton University)과 스티븐스

기술연구소(Stevens Institute of Technology)의 과학

자들이 스마트 워치와 피트니스 트래커(Fitness

tracker) 등의 웨어러블 디바이스의 내장 센서로부터 얻

은 데이터에 패스워드 크랙(crack)용 컴퓨터 알고리즘

을 적용하여 분석한 결과 대략 80% 이상의 확률로 첫

번째 시도에 의해 패스워드가 유출되는 것으로 알려졌

다. 세 번의 시도를 할 경우에 패스워드가 유출되는 확

률은 거의 90%에 육박한다고 한다.

전기컴퓨터공학 전공의 잉잉 첸(Yingying Chen)

교수와 그녀의 대학원생 3명은 빙햄턴 대학에 현재 교

수이자 스티븐스 랩의 졸업생인 얀 왕(Yan Wang) 교수

의 도움으로 위 실험을 수행하였다. 국립과학재단

(NSF: National Science Foundation)에서 여러 번 수

상을 했던 첸 교수는 “이 분야에서 오랜 연구를 해왔던

우리들에게도 놀라운 일이었다. 범죄자들이 제대로 된

기술을 사용하여 우리의 웨어러블 디바이스로부터 비밀

정보를 얻는 것은 우리가 생각하는 것 이상으로 쉬운 일

일지 모른다.” 고 말했다.

얀 왕 교수에 따르면 공격자는 센서에 기록된 피해

자의 손 움직임 궤적을 복원하여 ATM이나 도어록의 비

밀번호를 알아낼 수 있게 된다고 한다. 연구팀은 20명

스마트 워치를

이용한 ATM

비밀번호 유출

노 유 정

부산대학교 기계공학부 교수

신기술 정보

18 ● 기계저널

의 성인이 11개월 넘게 사용했던 웨어러블 디바

이스에 포함된 위치 센서, 가속도 센서, 자력계

등의 수많은 센서를 통해 녹화된 데이터를 분석

한 결과 사용자의 손동작을 밀리미터 단위까지

세밀하게 구분할 수 있었다고 한다. 연구팀은 이

데이터를 통해 손의 이동 방향과 거리를 예측해

연속적인 키 누름을 놀라울 만큼 정확히 파악해

내는 알고리즘을 이끌어내기도 하였다.

첸 교수는 웨어러블 디바이스는 쉽게 해킹을

당하지 않지만, 해킹을 당할 수 있다는 것 역시

사실이므로 이러한 문제점을 해결하기

위한 대책을 강구하기 위한 연구를 진

행할 계획이라고 덧붙였다.

이번 연구 결과는 올해 중국 시안에

서 열린 Asia Conference on Computer

and Communications Security

(ASIACCS) 컨퍼런스에서 “Friend or

Foe?: Your Wearable Devices Reveal

Your Personal PIN”라는 타이틀로 발표

되었다.

* 최근 Fitbits, Jawbones, Nike+, Apple

Watches and the like 등 웨어러블 디바이

스에 대한 인기가 높음. 현재 약 14억 달러

의 규모로 성장하고 있으며 4년 내에 2배 이상, 약

30억 달러 규모로 성장할 것으로 기대함.

스마트 워치

출처 : KISTI NDSL 해외과학기술동향 2016년 7월 6일

원문출처 :

http://phys.org/news/2016-07-smartwatch-atm-

pin.html

노유정 위원 : yoonoh@pusan.ac.kr

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 19

즐거운 감동, 음악

전통적인 악기의 연주는 종이로 된 악보를 사용하여

연주를 하는 것이 기본으로 수백년간 그 방법 이외의 다

른 방법은 사실상 존재하지가 않았다. 음악의 기본정보

인 높낮이와 박자, 그리고 강약 등의 표현 방법을 종이에

기록함으로써 악보의 내용을 독해할 수 있는 사람이라면

음악에 대한 동일한 정보를 전달받을 수 있게 하는 일종

의 암호문 같은 것으로 사용되는 것이 악보이다.

수천년 전 파피루스로부터 시작된 종이가 발명된 이

후로 지금까지 정보의 저장에 있어서 사실상 종이가 유

일한 미디어의 역할을 수행해 왔으며 종이를 대체할 수

있는 다양한 미디어가 개발된 현재에도 종이의 유용성

은 가히 절대적이라고 말할 수 있다. 멀티미디어, 사이

버미디어 등 과거에는 상상조차 하지 못했던 다양한 미

디어의 개발로 많은 정보들이 종이대신 좀더 향상된 저

장 방법을 택하고 있지만 역시 종이가 가지는 장점은

무시못할 정도의 중요도를 가진다.

특히 무엇보다도 종이라는 미디어는 그 물리적 수명

이 다할 때까지 충실히 저장된 정보를 전달한다는 점과

재생을 위하여 별도의 물리적 방법이 필요하지 않다는

것이 장점이라고 할 수 있다. 멀티미디어나 사이버미디

어 같은 컴퓨터나 인터넷을 기반으로 하는 새로운 방식

은 매우 뛰어난 것임에는 틀림없으나 그 정보를 다시

재생하는 데 특별한 방법이나 장치를 필요로 하는 문제

점이 발생한다. 게다가 그 정보를 재생하는 과정에서

사용되는 장치의 시대적 버전에 의한 재생여부 차이가

발생하는데 이를 ‘하위호환성’이라 부르고 이 문제는

새로운 미디어에 있어서 큰 단점으로 지적된다.

즉, 불과 20여 년 전 사용되었던 5.25인치 플로피 디

스켓에 저장된 정보는 현재의 컴퓨터에서는 읽을 방법

이 없다는 것이다. 플로피 디스켓의 물리적인 성능만

본다면 분명히 종이보다 더 오래 정보를 저장할 수는

있겠지만 그 내용을 재생하는 과정에서 하위호환성 문

제가 발생하는 것이다.

필자도 과거 고등학교시절에 사용하다가 보관해 놓

은 악보 파일들이 있는데 지금의 컴퓨터로는 읽을 방법

이 없어서 사용하지 못하고 있다. 게다가 5.25인치 플

로피 디스켓 드라이버를 구한다 하더라도 악보를 저장

했던 프로그램을 구하지 못해서 이 역시 보관된 정보를

사용할 수 없게 된다. 그래서 전통적으로 종이를 사용

하는 것이 이러한 하위호환성 문제를 해결하는 어쩌면

유일한 방법일지도 모른다. 이러한 문제점을 강조하지

않는다고 하더라도 악보를 종이에 기록하여 사용하는

것은 반론의 여지가 없는 거의 유일한 방법이었다. 최

소한 불과 10여 년 전까지만 하더라도 말이다. 그러나

최근에는 이러한 전통적인 방법이 빠른 속도로 변화하

고 있다.

컴퓨터를 기반으로 수많은 산업과 환경이 변화하듯

이 음악의 영역도 매우 많은 부분이 변화하고 있다. 전

디지털 시대의 새로운 악보

시스템

김 윤 곤

용호엔지니어링 대표 ㅣ yongho_eng@naver.com

20 ● 기계저널

자악기인 신디사이저를 음원으로 활용한 일렉트로닉

음악은 이미 음악의 한 장르로 자리 잡은 지 오래이고

단순히 전자악기의 소리만을 사용하는 일렉트릭 음악

역시 대중음악에서는 친숙한 모습이 되어 버렸다. 이러

한 것들 중에서 가장 중요한 변화는 바로 종이 악보를

컴퓨터가 빠르게 대체하고 있다는 것이다.

아니, 악보를 종이로 보지 않는다고? 그렇다. 이제

많은 연주자들이 악보를 종이로 보지않고 바로 컴퓨터

화면을 보고 연주를 하고 있다. 단순히 종이에 표현된

내용을 컴퓨터 화면으로만 옮긴 것이 아니다. 컴퓨터

악보 전용 프로그램을 이용하여 종이 악보에서는 불가

능했던 다양한 기능을 손쉽게 사용할 수 있게 하고 있

다.

우선 가장 뛰어난 기능은 바로 박자의 자동 지시 기

능이다. 음악에 있어서 높낮이 즉 멜로디보다도 더 중

요한 것이 바로 박자인데, 이 중요한 박자를 자동으로

카운터 해주는 기능을 기본적으로 가지고 있다. 이 기

능은 음악을 하는 사람들에게 있어서는 거의 혁신적인

기적 같은 기능으로 과거에는 이런 기능을 인간의 감각

에 의존했기 때문에 박자감각을 가진 사람과 그렇지 않

은 사람과의 실력차이가 발생하곤 했었다.

과거 어렸을적 피아노 학원을 다녀본 경험이 있는 분

이라면 작은 시계추 같이 생긴 똑딱이 일명 ‘메트로늄’

이라는 것을 기억할 것이다. 이 메트로늄을 사용하여

음악의 속도를 정확하게 맞추는 연습을 거의 평생에 걸

쳐서 갈고 닦아야만 하는 매우 중요한 부분이다. 이러

한 부분을 자동으로 컴퓨터가 처리해서 화면에 아주 보

기 쉬운 방법으로 실시간으로 표현해주니 이 얼마나 현

신적인 일이 아닌가 말이다. 그것도 아주 보기 편한 방

법을 사용해서 보여주는데 연주 중에 악보를 보면서 박

자를 세는 것이 아니라 노래방에서 가사에 색깔이 변하

는 것을 보는 것처럼 길다란 막대기가 연주해야 할 음

표를 실시간으로 표시하면서 진행하는 방식으로 직관

적으로 연주자에게 박자정보를 전달한다. 자동으로 박

자를 카운트해주는 기능은 초보 연주자들에게는 아주

쉽게 음악을 접할 수 있게 하는 계기가 되었고, 이는 컴

퓨터 악보가 보급되기 시작하는 시점에서 아마추어 악

기 연주자들이 폭발적으로 늘어나게 된 시기와도 일치

한다.

비교적 고가의 가격임에도 불구하고 과거 전문 연주

자들만이 구입하던 컴퓨터 악보시스템(이하 반주기)은

현재는 아마추어 연주자들의 필수품이 되어 버렸고, 반

주기를 제작하는 회사도 수십군데에 이를 만큼 시장도

비약적으로 성장하였다. 반주기의 장점 중에 하나는 바

로 키의 손쉬운 이조기능이라고 할 수 있다.

우리가 알고 있는 “도레미파솔라시도”의 음은 피아

노를 기준으로 만든 음으로써 모든 악기의 “도”가 다

같은 것이 아니다. 예를 들면 알토색소폰으로 “도”를

소리내면 피아노의 “도”와는 전혀 다른 음이 나온다.

심지어는 같은 색소폰이지만 크기만 다른 테너색소폰

전통적인 연주회에서의 종이악보의 사용 필자의 개인 음악 녹음실 –여러 대의 모니터에 자동반주기를

사용하고 있다

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 21

즐거운 감동, 음악

으로 “도”를 소리내면 피아노와 다른 것은 물론

이고 같은 색소폰인 알토색소폰과도 전혀 다른

소리가 나온다. 색소폰뿐만이 아니라 거의 모든

악기가 피아노와는 다른 자기만의 음역대를 가지

고 있다.그 수많은 악기의 서로 다른 음역에 기준

이 되는 것이 바로 피아노이고, 모든 악기의 기준

음으로 사용되며 어떤 악기가 피아노보다 몇음

높다, 또는 몇음 낮다 식으로 구분하고 불리고 있

다.

우리가 흔히 볼 수 있는 기타도 피아노와 같은

음역대의 악기이고, 입으로 불어서 소리내는 악

기 중에는 특별히 플룻 정도가 피아노와 같은 음

역대의 악기일 뿐 다른 거의 모든 악기가 다 고유

의 음역대를 가지고 있다.피아노의 “도”를 기준으로 C

메이저라고 부른다면 색소폰은 E플렛, 또는 B플렛 등

으로 구분해서 사용하는 것이다. 이 음역대의 차이는

실제로 연주할 때 엄청나게 복잡한 문제를 야기하는데

한 마디로 한 개의 악보를 가지고는 서로 다른 악기가

같이 연주하지 못한다는 것이다. 즉, 악기마다 고유의

음역대를 반영한 수정된 악보가 반드시 필요하다.

이러한 음역대의 수정작업을 이조라고 부르고 이조

악보를 만들기 위해서는 일정 수준 이상의 음악 이론이

필요하며 곡 한곡을 악기별로 이조하여 새로 악보를 작

성하는 편곡작업은 실제로 상당한 시간과 노력을 요구

하는 어려운 작업이다. 특히 모든 악기 연주자들이 이

조작업을 할 수 있는 것이 아니고, 작곡, 편곡 공부를

한 사람들에 한해서 이러한 작업이 가능할 정도로 상당

히 난이도가 있는 작업이다.

그렇게도 어려웠던 악보의 이조 작업이 이제는 반주

기만 있으면 버튼 하나로 순식간에 그것도 아주 손쉽게

가능하게 되었다는 사실은 악기 연주자들에게 거의 기

적과도 같은 일이 아닐 수 없다. 필자도 반주기라는 것

이 출현하기 이전에는 노래 한 곡을 연주하기 위해서는

몇 시간에 걸친 이조작업을 하나하나 손으로 작업한 적

이 있었다. 그렇게 완성된 이조 작업은 가끔씩 틀리기

도 하고, 실력의 한계로 원곡의 느낌을 그대로 살리지

못하는 경우도 있었으나 현재는 아주 간단하게 버튼 하

나만 누르면 자동으로 이조를 해 버리게 되었다.

이러한 반주기의 혁신적인 기능 덕분에 아마추어 연

주자들은 이전과는 비교도 안될 정도로 편리하고 손쉽

게 고난이도의 연주를 할 수 있게 되었고, 반주기의 성

능을 십분 발휘하게 되면 단시간 내에 상당한 수준의

연주를 가능하게 할 수 있다.

기술은 발전하고, 이것은 음악에 있어서도 예외는 아

니며, 프로 연주자들에 비하여 상대적으로 형식에서 보

다 자유로운 아마추어 연주자들은 신기술인 반주기를

적극적으로 사용하여 어렵게 느껴지는 박자의 감각과

이조의 난해함을 손쉽게 뛰어 넘을 수 있는 기반이 만

들어졌다. 이러한 발전된 기술 덕택으로 보다 손쉽게

음악을 시작하고 연주할 수 있으며 버스킹 공연 같은

어쩌면 전문가들의 영역처럼 느껴지던 공연도 직접 참

여하여 사람들 앞에 나설 수 있는 기반이 만들어졌다.

음악, 지금 시작해야 한다.

반주기라는 최상의 초보자들을 위한 선물이 존재할 때,

하루라도 빨리 컴퓨터를 잘 다룰 수 있을 때,

작은 크기의 복잡한 악보가 잘 보이는 시력이 있을 때,

지금 시작하면 보다 즐겁고 보다 활기찬 취미로서의

음악생활을 즐길 수 있게 될 것이다.

여전히 종이악보가 친숙한 모습인 연주회

22 ● 기계저널

LG전자가 출시한 초저온 냉동고(모델명: A255WD)는, 기존의

가정용 일반 냉동고가 최저 영하 30도(℃) 이상의 온도에서 냉동

할 수 있었던 데 비해, 신제품은 영하 60도까지 냉동할 수 있다.

LG전자는 대형마트에서 한꺼번에 식품을 많이 구매하고 오

랫동안 보관하는 고객들이 증가하는 점을 감안해 신제품을 출

시했다. 특히, 오랫동안 보관하기가 까다로운 고급 식품, 특정

기간에만 구할 수 있는 식품 등을 언제나 신선한 상태로 즐기

기 원하는 고객이 늘어나는 점도 반영했다.

신제품은 영하 60도의 온도로 식품을 구입 초기의 신선한 상

태 그대로 보관한다. 신제품이 일반 냉동고(모델명:

F-A251GDW)보다 약 1.5배 빠른 속도로 식품을 냉동해, 식품 속

에서 얼음 결정이 형성될 수 있는 시간을 줄이기 때문이다. 대

부분 식품은 영하 1도에서 영하 5도 사이에서 얼음 결정을 생

성한다. 이 결정은 조직 구조를 변형시켜 보관 중인 식품의 신

선도를 떨어뜨린다.

신제품은 식품의 보관 기간도 늘려준다. 신제품이 영하 60도

의 초저온으로 식품 안에 있는 세포조직, 미생물, 세균 등의 활

동을 정지시키기 때문이다. 또 고등어, 연어, 양고기 등 불포화

지방산이 많은 식품을 중심부까지 냉동할 수 있고, 시금치, 검

은콩, 멸치, 방어 등의 식품에 포함된 철분이 산화하는 것을 막

는다.

LG전자는 건국대학교 식품냉동연구팀과 함께 신제품과 일반

냉동고에서 7개월 동안 보관한 쇠고기, 참치 등의 품질을 비교

하는 연구를 진행했다. 실제로 신제품에서 보관한 쇠고기는 일

반 냉동고에서 보관한 쇠고기보다 육즙 손실과 지방 산성화 정

도에서 각각 33%, 21% 가량 우수했다. 참치도 신제품에서 보관

했을 때 육즙 손실과 지방 산성화 정도에서 각각 40%, 96% 가

량 더 나은 것으로 나타났다.

LG전자는 고유의 냉동 기술을 신제품에 접목시켰다. LG전자는

영하 60도의초저온을 구현하기 위해 부탄, 에틸렌 등을 혼합한

냉매를 개발해 신제품에 최적화했다. 또 세계 최고 수준의 컴프

레서 기술을 활용해 신제품의 소음을 일반 냉동고와 비슷한 수준

인 43데시벨(dB)로 낮췄다. 기존의 상업용 초저온 냉동고는 강한

소음 때문에 가정용으로 사용하기에는 한계가 있었다.

LG전자

가정용 초저온 냉동고, A255WD

신제품

■ 고객들의 생활 패턴을 반영한 초저온 냉동고로 새로운 식생활 문화 선도

■ 영하 60도 초저온으로 식품을 신선한 상태로 장기 보관

■ LG전자 고유의 냉동 기술 접목해 가정용 초저온 냉동고 개발

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 23

현대중공업

뉴질랜드서 30년 만에 함정 수주

현대중공업이 뉴질랜드 해군으로부터 30년 만에 군수

지원함을 수주했다.

현대중공업은 지난 7월 25일 뉴질랜드 웰링턴에서 김

정환 조선 사업대표와 헬렌 퀼터(Helene Quilter) 뉴질

랜드 국방부 차관 등이 참석한 가운데 뉴질랜드 해군과

배수량 2만 3,000톤급의 군수지원함 1척에 대한 건조 계

약을 체결했다고 밝혔다.

이번에 현대중공업이 수주한 군수지원함은 지난 1987

년 뉴질랜드 해군에 인도한 1만 2,000톤급 군수지원함

인 ‘엔데버(Endeavor)’호의 후속 함정이다.

현대중공업은 지난해 6월 입찰에 참여해 독일, 스페인

등의 방산전문 조선소와 경합을 펼친 끝에 지난해 12월

우선협상대상자로 선정됐으며, 이후 약 7개월간의 계약

조건 협상 등을 거쳐 최종 계약에 성공했다.

뉴질랜드 해군은 현대중공업이 지난 30여 년간 우수한

성능을 발휘한 엔데버호를 건조했을 뿐 아니라, 현재 우

리나라 해군이 운용 중인 군수지원함 3척과 차기 군수지

원함 1척도 건조하는 등 군수지원함 분야에서 풍부한 경

험을 갖춘 데 높은 점수를 준 것으로 알려졌다.

현대중공업이 수주한 군수지원함은 길이 166미터, 최

고 속력 17노트(31.4km/h)로, 1만 톤의 보급 유류와 20

피트(feet) 컨테이너 12개를 적재할 수 있다.

한국남동발전

한국남동발전-LS산전, 해외에너지사업 공동개발 나서

한국남동발전(이하 ‘남동발전’)과 LS산전(주)이 해외

에너지사업 개발에 공동으로 나선다.

남동발전은 지난 달 9일 경기도 안양시 LS산전 본사에

서 허엽 남동발전 사장, 구자균 LS산전 회장 등 양사 임

직원들이 참석한 가운데, LS산전과 온실가스 감축 및 지

속발전 가능한 신성장 동력 확보를 위한 에너지신산업과

해외 발전·송배전사업 공동개발을 위한 양해각서

(MOU)를 체결했다고 밝혔다.

이에 양사는 우호관계를 뛰어넘어 에너지신산업 및 해

외사업 공동개발 파트너로서 지속적인 상생협력을 통해

실질적이면서 구체적인 상호발전방안을 모색할 방침이

다.

구체적으로 에너지신사업 및 해외발전·송배전사업의

공동개발에 있어 남동발전은 사업화구조 수립, 금융, 운

영관리 등 전반적인 사업영역을 담당하고, LS산전은 대

상사업 확보 및 사업개발에 대한 기술력 등을 제공하게

된다.

한국동서발전

전력그룹사 최초 모바일 전자결재 시스템 구축

한국동서발전(이하 ‘동서발전’)은 전력그룹사 최초로

모바일 기기를 이용해 전자문서를 결재하는‘모바일 전자

특별회원사 동정

24 ● 기계저널

결재 시스템’을 구축하여 한층 고도화된 스마트워크 환

경을 조성하였다고 밝혔다.

그동안 전자결재는 전산망으로 연결된 PC에서만 가능

했으나 모바일 전자결재 시스템 도입으로 모바일 기기를

이용하여 시간과 장소에 제약없이 업무관련 결재를 할

수 있어 업무생산성 향상에 기여할 수 있게 된다.

동서발전은 2014년 본사를 울산으로 이전함에 따라

서울 및 세종시 출장 등 이동 근무시간이 많아져 모바일

전자결재시스템이 더욱 유용하게 사용될 수 있을 거라

예상된다.

모바일 전자결재 시스템은 업무편의성뿐만 아니라 해

킹과 같은 사이버공격 등에 대한 보안성까지 고려하여

△ 모바일 업무망 분리 △ 키패드 및 데이터 암호화 △

모바일기기에 자료저장 금지 △ 이중 인증 후 결재 등의

철저한 보안체계를 갖췄다.

동서발전은 공기업 최초로 스마트오피스를 성공적으

로 도입·정착시킴으로써 공기업은 물론 민간기업 사이

에서도 스마트오피스 열풍을 불러일으키고 있으며, 이번

모바일 전자결재 시스템 구축으로 선진 IT기술과 기기의

융합을 통해 언제 어디서나 효율적으로 일할 수 있는 스

마트오피스 환경을 한층 고도화 시켜 정부 3.0의 기본 가

치인 개방·공유·소통·협력에 한발 더 다가갈 수 있는 계

기가 됐다.

한국서부발전

국내 최초 태안 IGCC 상업운전 개시

한국서부발전(이하 ‘서부발전’)은 지난 달 19일 태안

IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle) 상업

운전을 개시했다고 밝혔다.

온실가스 저감 및 청정석탄 활용기술을 확보하기 위해

정부연구과제인 “한국형 실증플랜트 기술개발 사업”으

로 추진된 태안 IGCC 발전소 건설은 서부발전을 비롯해

두산중공업, 국내 연구기관, 대학 등이 참여하는 국내 최

대 규모의 국가 연구 사업이다.

태안 IGCC 실증플랜트는 2011년 11월 착공 이후 57

개월 동안 건설장비 4만 9,000대, 연인원 61만 명의 건

설인력이 투입되어 작년 4월 천연가스를 이용한 가스터

빈 발전 개시, 9월 가스화플랜트 최초 점화에 이어, 종합

적인 시험운전 및 법정검사를 완료하고 드디어 상업운전

을 시작하게 되었다.

IGCC 발전기술은 합성가스를 생산한 후 연소하기 전

에 공해물질을 쉽게 제거할 수 있어 석탄화력의 주오염

물질인 황산화물, 질소산화물 및 먼지를 천연가스 수준

까지 크게 줄일 수 있다.

그리고 향후 CO2 포집설비와 연계될 경우 기존 석탄화

력보다 훨씬 적은 비용으로 온실가스를 포집할 수 있으

며, 설비 대용량화와 고성능 가스터빈 개발 시 효율

48~50% 달성이 가능한 미래형 발전기술이다.

한국수력원자력

한국수력원자력-전라북도 방사선보건 체험기술 개발·

설치 협약 체결

한국수력원자력(이하 ‘한수원’)은 전라북도와 지난 달

8일 전북도청에서 국민의 안전문화 확산과 방사선보건

안전에 대한 대국민 수용성 증진 등을 목적으로 방사선

보건 체험기술 개발, 설치 및 시범운영에 대한 상호협력

협약을 체결했다.

방사선보건 체험기술 개발 범위는 우리 주변에 실존하

고 있는 자연방사선을 가상현실과 증강현실 등 최첨단

▲ 지난 달 8일 전북도청 회의실에서 방사선보건 체험시설 개발, 설치

업무협약식 기념촬영을 하고 있다.(오른쪽 조석 한수원 사장, 왼쪽

송하진 전라북도 도지사

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 25

과학기술을 활용하여 재미있게 배워보는 체험콘텐츠가

포함된다.

양 기관은 ▲ 맞춤형 방사선보건 체험기술 개발 ▲ 전

라북도 119 안전체험관내 체험시설 설치·운영 ▲ 전문

인력 및 기술정보 교류협력 등에 대하여 적극적으로 협

력하게 된다.

방사선보건 체험기술 내용은 ▲ 가상현실(Virtual

Reality)과 증강현실(Augmented Reality)을 이용한 보

이는 자연방사선 및 실시간 나의 방사선량 측정 체험기

술 개발 ▲ 방사선측정 장비를 활용한 보이는 방사선방

호 체험기술 개발(보이는 방사선 차폐 및 방사능 제염 체

험) ▲ 체험시설 및 태도변화 연구를 반영한 체험시설 개

선운영 등이 포함된다.

한국중부발전

제주상명풍력 발전소 상업운전 개시

한국중부발전(이하 ‘중부발전’)은 지난 달 22일 제주도

한림읍 금악리에 위치한 ‘상명풍력 발전소'의 상업운전

을 개시하였다.

제주상명풍력 발전소는 중부발전이 자체 건설한 첫 번

째 풍력 발전소로, 총사업비 약 549억 원, 설비용량

21MW(3MW×7기) 규모의 건설 사업이다.

지난 2009년 기본계획을 시작으로 제주특별자치도로

부터 경관 심의와 풍력단지 지구지정 획득을 거쳐 2013

년 5월 발전사업 허가를 받았으며, 착공 후 16개월, 총 7

년여간의 노력 끝에 상업운전을 개시하였다.

상명풍력 발전소는 연간 4만 4,150㎿h의 친환경 신재

생에너지 전력을 생산하여 제주도의 에너지 자립에 기여

할 뿐만 아니라 ‘Carbon Free Island 제주’ 조성에 큰 역

할을 할 것으로 기대되며, 전력 공기업으로서 이행해야

할 신재생에너지 공급 의무량 달성에 큰 도움이 될 것이

다.

중부발전은 제주도내 전력 계통 안정화를 위하여 상명

풍력과 연계한 에너지저장장치(ESS) 6㎿h급을 설치 중

에 있으며, 이를 통해 정부의 에너지신사업 중 핵심사업

인 에너지저장장치(ESS) 보급 확대 정책에도 적극 부응

할 것이다.

LG전자

스타일러, 美 바이어 평가 ‘최고’

LG전자 신개념 의류

관리기 스타일러(모델

명: S3RERB)가 미국

바이어들로부터 최고

의 평가를 받았다.

미국 가전 전문 유력

매 체 인 < 트 와 이 스

(TWICE)>는 지난달

23일(한국시간) ‘VIP 어워드(VIP Award)’를 발표하고

‘고효율 세탁기(High-Efficiency Washers)’ 부문에서

스타일러를 최고 제품으로 선정했다.

<트와이스>는 2013년부터 매년 ‘VIP 어워드’를 발표하

며 최고의 가전 제품을 선정하고 있다. 특히 현지 유통업

계 바이어들로 평가단을 구성해 ‘VIP 어워드’의 전문성

과 신뢰도를 높이고 있다.

LG전자는 이번 선정으로 4년 연속 ‘VIP 어워드’ 최고

제품을 배출하는 쾌거를 이뤘다.

LG전자는 지난해 올레드 TV, 냉장고 등 2개 제품,

2014년에는 세탁기, 냉장고 등 2개 제품, 2013년에는 세

특별회원사 동정

26 ● 기계저널

탁기, 냉장고, 스마트 TV 등 3개 제품이 각각 최고 제품

에 선정됐다.

최고 제품으로 선정된 스타일러는 한 번만 입고 세탁

하기에는 부담스러운 양복, 블라우스, 교복 등을 항상 깨

끗하게 관리할 수 있는 의류관리기다. 특히 세탁기의 스

팀 기술, 냉장고의 온도관리 기술, 에어컨의 기류 제어

기술 등 주요 가전의 핵심기술을 모두 적용한 융복합 제

품이다.

스타일러는 옷을 흔들어 주는 무빙행어(Moving

Hanger)와 물로 만든 스팀 살균으로 생활 구김, 냄새 등

을 줄여준다. 또 의류에 묻은 대장균, 황색포도상구균 등

의 세균과 집먼지 진드기를 99.9% 제거한다. 옷에 남아

있는 황사와 미세먼지도 없애준다.

POSCO

고망간강 바닥판, 장영실상 수상···방진성능 높아 호평

포스코가 개발한 ‘고망간(Mn)강 Z클립을 사용한 공동

주택 층간소음 저감용 바닥판(PosCozy)’이 지난 달 17

일 ‘장영실상’을 수상했다.

매일경제 미디어센터에서 진행된 시상식에는 미래부

홍남기 차관 등 관계자 150명이 참석했으며, 포스코 철

강솔루션마케팅실 이덕락 전무와 유영동 전문연구원이

각각 기업대표와 개발자 대표로 수상의 영광을 안았다.

기존 비철강 소재인 스티로폼 단열재와 고무 재질 완

충재를 사용하는 바닥재 시장과 달리 포스코 고망간강

바닥판은 방진 성능이 일반강보다 4배 높은 고망간강 Z

클립을 포스코의 용융아연도금강판과 결합 제작돼 층간

소음을 한층 줄일 수 있다. 바닥에 가해지는 진동에너지

를 알파벳 Z 모양의 고망간강 Z클립이 흡수하면서 층간

소음을 잡는 원리다. 포스코 고망간강 바닥판은 시험 결

과, 최우수 등급인 1등급 기준(경량충격음 43㏈ 이하, 중

량충격음 40㏈ 이하)보다 낮은 소음레벨 수치를 나타냈

다.

고망간강 바닥판은 포스코가 2014년 6월부터 포스코

건설 등과 함께 공동개발했다. 포스코는 지난해 11월 국

가공인 성능인정서를 취득해 공동주택을 대상으로 프로

모션을 진행 중이며, 현장 시범사업을 통해 프리미엄 주

택의 시장점유율을 확대해 아나갈 예정이다.

현대자동차

신형 i30 티저 이미지 세계 최초 공개

올 하반기 최고 기대주로 손꼽히는 현대자동차의 신형

i30가 처음으로 모습을 드러냈다.

현대자동차는 내달 국내 시장에 출시 예정인 준중형

해치백 신형 i30의 외관 티저 이미지를 지난 달 11일 세

계 최초로 공개했다.

이와 함께 현대·기아자동차의 디자인을 총괄하는 피

터 슈라이어 사장이 신형 i30의 디자인 콘셉트를 직접 소

개하는 영상도 유튜브(https://www.youtube.com/

▲ 철강솔루션마케팅실 이덕락 전무(맨 오른쪽)와 유영동 전문연구원

(오른쪽에서 두번째)이 수상을 하고 있다.

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 27

user/AboutHyundai)를 통해 선보였다.

피터 슈라이어 사장은 소개 영상에서 “신형 i30는 간결

하면서도 역동성이 느껴지는 디자인으로 한 단계 진보한

현대자동차 디자인의 비전을 보여준다”며, “매끄러운

선, 정제된 면, 조각 같은 형상을 통해 보다 많은 사람들

에 의해 시간이 지나도 인정받을 수 있는 디자인으로 완

성됐다”고 밝혀 신형 i30에 대한 기대감을 높였다.

지난 2011년 출시된 2세대 모델 이후 5년 만에 새롭게

선보이는 신형 i30는 현대자동차의 글로벌 전략 해치백

모델로, 특히 유럽 시장에서 큰 인기를 얻으며 현지 공략

의 첨병 역할을 하고 있다.

기존의 스포티하고 역동적인 디자인을 더욱 발전시킨

신형 i30는 간결하면서도 세련된 면처리와

대우조선해양

100번째 LNG운반선 인도

대우조선해양이 100번째 LNG운반선을 건조해 인도

하는 데 성공했다.

대우조선해양은 회사가 건조한 100번째 LNG운반선

인 ‘마란 암피폴리스(Maran Amphipolis)’ 호가 지난 7

월 23일 옥포조선소를 떠나 선주 측에 인도됐다고 25일

밝혔다. 대우조선해양이 100척의 LNG운반선을 건조한

것은 지난 1995년 첫 번째 LNG운반선을 인도한 이후

20여 년 만에 세운 대기록이다.

친환경 연료인 LNG를 운반하는 선박이 처음 만들어

진 1959년 이후 현재까지 총 456척이 건조됐다. 현재 전

세계에서 운영 중인 LNG운반선은 422척으로(클락슨 리

포트 7월 25일자 기준)이다. 대우조선해양은 이 중 약

1/4에 가까운 선박을 건조해 그 경쟁력을 인정받고 있

다. 현재는 50척의 LNG운반선 수주잔량을 보유하고 있

어 ‘세계 최다 LNG운반선 건조 조선소’등극이 초읽기에

들어갔다.

타 조선소보다 늦은 1989년부터 LNG운반선 건조 분

야에 뛰어든 대우조선해양이 시장의 선두자로 자리매김

할 수 있었던 것은 기술 개발과 혁신을 지속했기에 가능

했다.

한국지엠

상반기 내수판매, 회사 출범 이래 최대 실적 기록!

한국지엠주식회사(이하 한국지엠)가 올해 상반기 내수

시장에서 총 8만 6,779대를 판매, 전년 동기 대비 21.6%

증가를 기록했다. 이는 회사 출범 이래 지난 14년간의 한

국지엠 상반기 실적 중 가장 좋은 결과이다.

6월 한 달간 한국지엠은 총 5만 5,077대(완성차 기준 –

내수 1만 8,058대, 수출 3만 7,019대)를 판매했으며, 이

가운데 내수판매는 전년 동월 대비 47.6%가 증가해 회

사 출범 이래 최대 6월 실적 및 올해 들어 월 기준 최고

실적을 기록했다.

특별회원사 동정

▲ 대우조선해양이 건조한 100번째 LNG선인 그리스 마란가스

(M a ra n Ga s) 사의 마란가스 암피폴리스(M a ra n Ga s

Amphipolis)호의 운항모습

28 ● 기계저널

특히, 한국지엠이 출시한 신차에 대한 고객의 호응이

계속되는 가운데 쉐보레 스파크와 말리부의 판매가 크게

상승하며 6월 실적을 이끌었다.

쉐보레 스파크는 경차를 뛰어넘는 우수한 상품성을 인

정받으며 6월 한 달간 총 5,648대가 판매돼 전년 동월 대

비 27.3% 증가했다. 스파크는 최근 신규 트림과 함께 새

로운 바디 컬러를 적용하고 안전 및 편의 사양을 한층 업

그레이드한 2017년형 스파크를 출시해 고객들의 큰 호

응을 얻고 있다.

쉐보레 말리부의 지난달 내수판매는 총 6,310대로, 전

년 동월 대비 무려 360.2%가 증가한 실적을 기록했다.

차급을 뛰어넘는 크기와 우수한 주행성능, 첨단 안전 및

편의사양은 물론 가격 경쟁력을 갖춘 신형 말리부에 대

한 고객의 뜨거운 호응에 힘입어 판매가 큰 폭으로 증가

했다. 이것으로 말리부는 지난 2011년 10월 국내시장에

출시 이후 최대 판매량을 달성하게 됐다.

쉐보레 트랙스, 올란도, 캡티바 등 RV의 판매가 올해

들어 꾸준히 상승하는 가운데 트랙스는 지난 한달 간 총

1,086대가 판매돼 전년 동월 대비 13.5% 증가했으며, 올

란도는 올해 들어 처음으로 1,500대를 돌파하는 등 긍정

적인 모멘텀을 이어가고 있다.

한국전력기술

독일로부터 원전해체 연구용역 국내 최초 수주

회사는 독일 프로이센일렉트라(PreussenElektra

GmbH, PEL : 구 E.ON GmbH) 사와 ‘원전해체 연구용

역’ 해외계약을 국내 최초로 체결했다.

한국전력기술은 ‘원전 해체 시 에너지와 비용 최적화

를 위한 계통 변경에 대한 연구’를 수행하며 원전 해체

준비단계에서 해체작업에 필요한 장비 및 계통의 추가나

개조 시, 이로 인한 비용 이득을 중점적으로 분석할 예정

이다.

이번 계약은 지난 2014년부터 양사가 추진 중인 ‘독일

원전해체 사업경험의 국내 기술전수’, ‘원전해체 국제공

동 연구개발’, ‘독일 원전해체 사업참여’의 협력관계의

일환이다.

독일 최대의 전력회사 E.ON사는 지난 7월 1일부로

PEL과 UNIPER로 분리되었으며 PEL사는 독일 내 원전

운영 및 해체를 포함한 재생에너지, 송배전 등의 업무를

담당하고 있다.

PEL사는 뷔르가센(Wu..rgassen)원전과 스타데(Stade)

원전의 해체를 완료하였고 이외에 영구정지된 3기의 원

전들에 대한 해체계획을 수립하고 있다.

회사는 이번 원전해체 연구용역을 수주한 것을 계기로

독일 및 미국 등 해외 원전 해체시장 진출을 통해 국내

원전해체에 대비한 완벽한 기술개발 및 사업경험을 준비

할 계획이다.

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 29

초임계 난류연소 모델링

초임계 조건 분사기 난류유동

축소형 연소기 노즐유동

막냉각 및 재생냉각 난류유동

연소불안정 예측과 안정화 기술

*본 액체로켓엔진 테마기획은 관련 기관으로부터 기초자료를 제공받아 정리하였음을 밝힙니다.

THEME 01

THEME 02

THEME 03

THEME 04

THEME 05

액체로켓엔진-초임계 난류유동 현상● 담당위원 : 박태선 교수(경북대)

32 ● 기계저널

박태선 경북대학교 기계공학부 교수 ㅣ e-mail : tsparkjp@knu.ac.kr

초임계 유체의 고유한 물리적 특성변화와 난류유동을 결합하여 성능을 높이는 데 활용하고 있는 가장 대표적인

시스템 중의 하나는 연소기이다. 이때 연료와 산화제의 연소반응은 저압조건과 다른 고유한 특성을 가지고 있어

기존의 연소모델에 의해서는 정확한 분석이 어렵게 된다. 따라서 초임계 압력조건에 대한 연소과정을 분석할 수

있는 연소모델이 필요하고 이러한 연소과정이 난류유동조건에서 발생하기 때문에 최근 많은 연구가 초임계

난류연소모델 개발에 집중되어 왔다. 이 글에서는 특히 액체로켓엔진 관련 초임계 연소모델 개발 분야의

연구동향을 살펴보고자 한다.

초임계 난류연소 모델링01THEM

E

로켓엔진은 고속의 제트를 분출하여 반작용으로

비행체를 추진하는 분사추진기관의 일종이다. 항공

기용 제트엔진과 달리 외부공기를 흡입하지 않고 그

림 1에서 보는 것처럼 탑재되어 있는 추진제를 사용

하여 제트유동을 발생시키는 특징이 있다. 이러한 추

진기관은 제트유동의 에너지원과 발생 메커니즘 또

는 추진제의 종류에 따라 분류된다. 그 중 액체추진제

를 연소시켜 고온가스를 생성하고 노즐을 통해 가속

시켜 초음속의 제트유동을 만들어주는 화학로켓엔진

이 가장 보편적으로 상용화된 형태이다.

연료와 산화제의 연소를 통해 얻어진 고온고압의

연소가스는 노즐부에서 팽창과정을 통해 에너지를

Initial ground test Thrust(lbf, sea level) Engine Developer

1923 40~100 Experimental Goddard

Up to 1939 150~2000 Sounding rockets Goddard

1936 3,000 A-3, A-5 test vehicle German Army

1939 54,300 German V-2 engine and missile German Army

1947 57,800 Soviet RD-100/R-1 SRBM Energomash

1948 81,900 Soviet RD-101/R-2 SRBM Energomash

1948 99,000 Soviet RD-103/R5-M MRBM Energomash

1953 120,000 Navaho G-26/Boost-glide missile Rocketdyne

1955 135,000 Early Atlas booster/ICBM Rocketdyne

1955 184,000 Soviet RD-107/R-7 ICBM Energomash

1960 320,000 Soviet RD-111/R-9A ICBM Energomash

1963 1,520,000 U.S. F-1/Saturn V Booster Rocketdyne

1977 1,640,000 Soviet RD-170/Energiya Energomash

표 1 액체로켓의 추력변화 역사

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 33

THEME 01

얻게 된다. 연소가 시작되는 위치에서 비압축성

(incompressible) 난류혼합(turbulent mixing)과 연

소(combustion)가 발생되고 노즐부에 접근하면서

연소는 거의 종료되고 압축성 난류유동(com-

pressible turbulent flow)에 의해서 지배되게 된다.

이러한 유동특징을 바탕으로 개발되어온 로켓엔진

및 추력의 변화를 표 1에 나타내었다. 고다트에 의해

서 로켓엔진이 개발된 이래 제2차 세계대전 시기부터

달탐사가 이루어지는 시기까지 추력이 비약적으로

발전해 왔음을 알 수 있다. 이후 냉전시대가 종료되고

우주개발은 주춤하였지만 최근 우주공간에 대한 상

업적 수요증가로 재도약하고 있는 실정이다.

위상발사수요의 증가에 따라 높은 추력성능의 액

체로켓에 대한 요구로 다양한 형태로 로켓시스템의

성능을 높이기 위한 연구가 진행되고 있다. 역사적으

로 펌프에 의해서 연소실 압력으로 높여왔다. 이런 방

법에 의해서 설계조건에 따라 다르겠지만 비

추력(Specific Impulse)을 4~8% 증가시킬

수 있다. 고다트(1920s)의 엔진은 50~100

psi(3.4~6.8기압) 정도로 낮은 압력에서 작

동되었지만 펌프공급시스템에 의해서 1939

년 350psi(23.8기압)가 얻어졌다. 그 후

1950년대 1000psi(68기압), 1970년대 5000

psi(340기압)가 달성되었다. 참고로 우주왕

복선의 주엔진 SSME는 3319psi(225.8기압)

이다. 압력을 높이거나 노즐면적 팽창비를

크게 설계하면 비추력을 높일 수 있다. 높은

연소실 압력은 높은 노즐면적 팽창비를 요구

하지만 작동되는 고도가 낮을 경우 노즐내부

에 유동박리(Flow Separation)가 발생된다.

이러한 유동현상은 설계의 큰 장애중 하나이

다. 또 다른 어려운 점은 연소실에서 발생되

는 난류열유속(turbulent heat flux)이 연소

실 압력에 거의 선형적으로 증가한다는 것이

다. 압력을 높이는 만큼 열유속이 증가하기

때문에 안정적인 엔진설계는 적절한 냉각시스템에

크게 의존하게 된다. 이외에도 압력을 높이기 위해 사

용되는 펌프가 극저온에서 작동되고 완벽한 단열처

리가 되지 않을 경우 이상유동조건에서 작동되어야

한다. 일반적으로 단열처리가 되었어도 유동 내에 압

력이 증기압보다 작아질 수 있기 때문에 극저온유체

를 다룰 경우 이상유동에 대한 고려는 자연스러운 것

이라 할 수 있다.

최근에는 많은 어려움이 존재함에도 불구하고 로

켓엔진의 성능을 좌우해왔던 연료의 미립화

(Atomization), 연료/산화제 난류혼합(Turbulent

Mixing), 액적의 증발(Vaporization)에 의한 손실이

감소되고 연소온도를 높여줌으로써 노즐팽창 에너지

를 크게 얻을 수 있는 초임계 압력 연소반응에 대한

연구가 큰 주목을 받고 있다. 초임계조건에서는 그림

2에서 보는 바와 같이 표면장력이 사라지게 되어

그림 1 로켓 중요부품 개념도

그림 2 초임계조건에서 제트유동 특성

34 ● 기계저널

THEME 01 초임계 난류연소 모델링

액체와 기체의 구분이 모호해진다. 액체연료가 분사

될 때 아임계(subcritical pressure)조건에서는 액체

와 기체의 구분이 명확하여 연료의 액적생성에 의한

혼합유동이 연소기 성능을 크게 좌우하게 된다. 이 경

우 연료/산화제의 난류혼합(turbulent mixing)은 분

사기의 형상특징에 크게 의존한다. 초임계조건에서

는 표면장력과 증발잠열이 사라지고 난류혼합특성은

밀도차이에 의한 확산성질에 크게 변하게 된다. 그렇

지만 아임계조건에서 미립화, 증발, 혼합, 연소과정이

복잡하여 난류해석에 대한 일반성을 얻기 어려웠지

만 초임계조건에서는 미립화와 증발과정이 없는 농

도차이에 의한 확산과정이 지배되어 단상유체로 해

석의 용이함이 존재하게 된다. 그렇지만 열역학/전달

물성의 비이상성을 고려해야 하며, 밀도차이가 약

1,000배 나는 조건으로 일반적인 알고리즘을 적용하

기 어려운 점이 있다. 이러한 난류연소과정은 선택되

는 추진제에 따라 매우 다르게 나타난다. 추진제는 로

켓의 목적에 따라 다른 연료/산화제가 사용되고 있고

다양한 요소들이 고려되어 연소기가 개발된다. 액체

로켓엔진에 보편적으로 적용되어져 온 초임계 수소-

산소, 메탄-산소, 케로신-산소 연소에 대한 연구동향

을 살펴보기로 한다.

초임계 수소-산소 연소

표 2에서 보는 바와 같이 수소-산소 추진제는 높은

비추력(추진제 무게당 추력)을 가지고 있고 연소생성

물로 물이 발생되기 때문에 초창기 많은 로켓 이론가

들은 가장 깨끗하고 경이로운 추진제로 믿어왔다. 수

소는 일반적인 조건에서 부피가 크다. 따라서 가벼운

비행체에서는 보통 극저온액체로 저장되어 사용된

다. 이러한 저장기술은 1950년대 초에 수소폭탄 개발

의 일환으로 완성되었다. 1950년대 말과 1960년대

초 Centaur와 Saturn의 상단엔진에 수소연료가 적용

되어졌다. 액체로서 수소는 낮은 밀도를 가지고 있어

서 큰 탱크와 펌프가 요구되는데 탱크단열에 매우 큰

어려움이 발생된다. 이러한 장치에 의한 무게부담은

로켓에 적재가능한 연료의 양이 적어지게 되거나 무

게를 감소시키기 위하여 탱크를 가압화(pressuriz-

ation)할 필요가 있다. 수소연료를 이용한 로케엔진

은 대부분 상단엔진에 사용되고 따라서 우주왕복선

Main engine, Ariane 5, Delta IV, Ares I, Saturn V,

Saturn IB, Saturn I, Centaur, H-II, H-IIA, H-IIB,

CE-7.5 등에 사용되어 왔다. 러시아의 경우 구소련

에서 자체기술개발의 어려움으로 인해 1980년대

Energiya가 개발될 때까지 사용되지 않았다.

현대적인 고성능엔진(Ariane 5, Vulcain II)은 100

bar의 초임계 압력에서 작동되고 있다. 이러한 고압

조건에서 작동하는 엔진은 점화, 화염안정화, 벽면으

로 열전달, 외부교란에 대한 안정성 및 연소불안정 등

많은 중요한 기술적 난제들을 가지고 있다. 이러한 문

제들의 대부분은 화염구조의 이해를 요구한다. 그렇

지만 로켓연소실에서 발생되는 평균적인 에너지는

원자력발전소의 에너지 크기와 비슷한 Gigawatt의

크기를 가지고 있다. 따라서 실험적 연구는 매우 제한

적이라 할 수 있다.

Propellant Vacuum Isp (s) Effective exhaust velocity (m/s)

liquid oxygen/liquid hydrogen 455 4462

liquid oxygen/kerosene (RP-1) 358 3510

nitrogen tetroxide/hydrazine 344 3369

표 2 추진제와 비추력

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 35

THEME 01프랑스의 Juniper는 수소와 산소

의 화염에 대하여 해상도가 0.15nm

인 Spectroscopy를 이용하여 수소화

염에 대한 기초적인 연구를 수행하였

다. 이러한 실험연구는 100bar 이상

의 압력과 3,600K 정도의 고온에서

직경이 수 m에 달하는 실제 로켓엔

진을 대상으로 하기 어렵다. 따라서

실제 로켓엔진에 장착이 되는 500~

600개의 분사기 중 1개에 대한 연구

가 주로 이루어지고 있는 실정이다.

실험의 어려움을 극복하기 위하여 오

히려 해석연구가 많은 주목을 받고

있다. 이 경우 유체의 상태를 나타내

는 방정식을 새롭게 고안하여야 한

다. 보통 실제유체상태방정식(Real-

Fluid Equation of State)이라 한다.

실제유체 방정식은 Pe n g a nd

Robinson, Soave-Redlich-Kwong

등의 방정식이 보편적으로 많이 적용

되고는 있지만 가장 큰 문제점은 기

존의 유동해석 알고리즘(SIMPLE,

Fractional Step Method, PISO

algorithm, dual-time approach

등)을 적용하여 안정적인 해를 얻을

수 없다. 기존의 유동해석과 매우 다

른 특징을 보여주고 있다.

초임계 케로신-산소

2차 세계대전 당시 개발된 가솔린

을 이용한 V2로켓 이후 1950년대 로

켓연료로서 완성된 RP-1은 항공유

처럼 고도로 정제된 등유를 말한다.

보통 액체산소와 함께 사용되고 독성그림 4 초임계압력 수소-산소 연소해석(Masquelet, 2006)

그림 3 카메라를 이용한 측정 및 OH와 H2O 농도(Juniper, 2001)

36 ● 기계저널

THEME 01 초임계 난류연소 모델링

이 없다. 미국로켓과 미사일 등에 가장 보편적으로 사

용되고 있는 추진제이고 Saturn V, Zenit rocket,

R-7, Soyuz, Saturn I, Atlas rocket, Falcon 1,

Falcon 9 등에 채택되었다.

고탄화수소 연료인 케로신은 가솔린, 디젤 등 자동

차 연료와 같이 단일 화학종이 아닌 혼합물로 구성되

어 있기 때문에 화학반응특성을 유사하게 모사할 수

있는 Surrogate fuel chemistry를 사용하는 것이 타

당하다. 주어진 반응과정을 잘 모사하는 탄화수소계

연료들의 적절한 조합을 찾고 이들의 핵심적인 화학

반응 단계의 조합을 통해 케로신의 화학반응을 대체

할 수 있는 모델을 확립하여야 한다. 예를 들면

n-decane, n-propylcyclohexane, n-propyl-

benzene으로 구성하여 케로신 대체 연료모델을 확

립하고 초임계조건에서 상태방정식을 적용하여야 한

다. 이러한 상태에서 유동해석 알고리즘이 적용되어

야 하지만 물성치의 변화가 일반적이지 않기 때문에

해석의 안정성이 화학종의 변화에 매우 민감하게 나

타난다.

초임계 메탄-산소

액체수소 엔진은 고성능화가 가능하기에 우주왕복

선에 주로 사용되고 있으나, 그 물성 때문에 엄청난

크기의 저장탱크가 필요하다. 한편 케로신 엔진은 연

소 때 생기는 검댕(soot)으로 인해 내부 관 유로의 막

힘 현상 등이 생겨 재사용하기에 상당히 곤란하다. 이

러한 관점에서 미국 등 선진국에서는 액체메탄

(liquid methane, CH4)을 미래의 로켓용 추진제로

판단하여 많은 연구를 시작하였다.

메탄 로켓엔진의 가장 큰 장점은 액체산소와 액체

메탄의 특징에 기인한다. 즉, 산소와 메탄이 만나 연

소하면 이산화탄소와 물이 생성된다. 기존의 로켓엔

진이 매연을 발생시킨 것에 비해 소량의 이산화탄소

와 물을 발생시키기 때문에 친환경적이라고 할 수 있

고, 매연이 발생되지 않아 로켓엔진의 내부가 깨끗하

므로 재사용에 따른 문제가 없다. 액체수소 엔진의 경

우 산소와 수소 물성의 차이가 커서 크기가 큰 저장탱

크가 필요했으나 액체메탄 엔진의 경우 산소와 메탄

물성이 유사하여 저장탱크를 소형화할 수 있다. 또한

메탄 연료는 현재 많이 사용되고 있는 케로신이나 액

체수소보다 가격이 훨씬 저렴해 기존 엔진 비용의

그림 5 케로신 연료 특성(Edwards and Maurice, 2001)

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 37

THEME 01

10% 정도로 운용이 가능하다.

초임계 조건 연소기 해석

아임계 조건에서 분사된 액체 분무는 명확한 기상/

액상 경계면을 통해 일련의 미립화/액적분열/증발 과

정을 거치게 된다. 반면 초임계 압력에서는 상의 경계

가 모호해지고 액체 미

립화 과정을 난류확산이

지배적인 단상의 고밀도

유체 혼합층(single-

phase dense-fluid

mixing layer)이 대신하

게 된다. 지난 10여 년간

초임계/천이임계 난류

화염에 대한 해석적 연

구도 아임계 조건에서

확립된 이상 분무 모델

(t wo-phase spray

model)에서 벗어나 실

제유체(real-fluid) 특성

을 고려한 난류연소모델

을 기반으로 수행되고 있다. 최근 Sandia National

Lab의 Dahms와 Oefelein은 이론적 연구를 통해 고

전적 분무 구조에서 단상의 유체 혼합 구조로 천이되

는 작동 영역을 도식화하였으며, 액체로켓엔진뿐만

아니라 디젤 엔진과 가스터빈 엔진에서도 난류확산

이 지배적인 혼합 구조가 나타날 수 있음을 밝혔다.

그림 6 액체로켓의 액체분사영역(Dahms, 2015)과 추력시스템(Dahms and Oefelein, 2015)에

대한 온도압력 선도

38 ● 기계저널

박태선 경북대학교 기계공학부 교수 ㅣe-mail : tsparkjp@knu.ac.kr

초임계 난류유동이 활용되고 있는 가장 대표적인 시스템은 액체로켓연소기이다. 액체로켓엔진은 목적하는 임무

에 따라 추력이 결정되고 엔진의 추력이 결정된다. 이러한 추력을 결정하는 핵심부품이 분사기(injector)이다. 실

용 인공위성을 발사하기 위한 액체로켓엔진의 연소기는 수백 개의 분사기를 통해 연료와 산화제가 혼합되는 구조

를 가지고 있다. 따라서 로켓연소기의 연소특성 및 성능은 분사기의 혼합특성에 좌우된다. 그러므로 단일 분사기

의 연료/산화제 혼합특성에 대한 많은 실험과 해석연구가 진행되고 있다. 그런데 초임계압력에서는 액체의 표면

장력이 사라지게 되어 독특한 혼합특성을 가지고 있기 때문에 성능을 높여주기 위하여 초임계 압력을 선택할 경

우 분사기에 대한 연구가 선행되어야 한다. 이 글에서는 이러한 초임계 작동압력에서 분사기에 대한 연구들을 소

개하고자 한다.

액체로켓의 추진제는 단일추진제(m o n o-

propellant)와 이원추진제(bipropellant)로 나뉜다.

단일추진제는 촉매 또는 가열 등에 의해 연소반응이

발생되는 단일물질의 액체이다. 시스템의 설계가 용

이한 장점이 있지만 추진제의 성능이 낮기 때문에 현

대적인 로켓엔진에서는 주엔진의 추진제로

사용하지 않고 있고 과산화수소, 하이드라

진 등이 대표적인 연료이다.

대부분의 액체로켓엔진은 연료(fuel)와

산화제(oxidizer)를 각각 별도로 공급하여

반응시키는 이원추진제 시스템이다. 이때

가장 중요한 장치 중의 하나가 연료와 산화

제를 연소실로 분사하는 분사기이다. 액체

는 일반적으로 액적(droplet)형태로 연소실

로 유입되는데 액적의 직경이 작을수록 부

피에 대한 표면적비의 증가로 외부로부터

액적 내부로 열전달이 빨리 진행하게 된다.

연소실 내에서 연소는 액상 및 기상이 공존

하면서 연소가 발생되고 열, 물질 및 운동량의 이동과

화학반응이 혼재되어 발생하게 된다. 일반적으로 연

소반응은 기체상태에서 진행되기 때문에 공급되는

연료가 빠른 시간 내에 기체로 상변화를 하는 것이 연

소효율에 가장 큰 영향을 주는 요소 중의 하나이다.

초임계 조건 분사기 난류유동02THEM

E

그림 1 동축분사기를 이용한 로켓연소실(Vulcain 2, Airbus defence & space)

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 39

THEME 02따라서 액체로켓엔진 설계에서 미립화를 효과적으로

할 수 있는 분사기 장치에 대한 연구가 로켓연소기 설

계의 핵심요소이다.

액체로켓의 분사기 종류

분사기는 연료와 산화제가 혼합되는 형태에 따라

충돌형(impinging type), 동축형(coaxial type)의 방

식이 있는데 동축형에는 연료와 산화제 유동의 전단

변형률을 이용하는 전단형분사기(shear injector), 와

류형분사기(swirl injector)가 있다. 연소반응은 연료

와 산화제가 화학반응이 이루어지기 위해 반응이 이

루어지는 위치에서 혼합되어 있어야 한다. 이러한 혼

합을 결정하는 요소가 분사기를 통한 난류유동 혼합

이다. 충돌형 분사기는 난류충돌제트(turbulent

impinging jet)의 형태이고 동축형은 평행인 난류제

트유동이 혼합되는 turbulent mixing layer 형태로

서 Kelvin-Helmholtz instability가 혼합특성을 좌

우하게 된다. 와류형분사기는 분사되는 유동에 축방

향의 선회유동이 발생하게 하여 난류혼합이 빨리 발

생되도록 설계한 형태로서 turbulent swirl flow에

의해서 지배되는 특징이 있다. 그렇지만 분사기의 유

동은 밀도가 매우 다른 유동이 혼합되고 연소되는 특

징이 있기 때문에 여러 가지 분석이 매우 어려운 과제

중의 하나이다.

분사기에서 발생되는 유동은 그림 2와 같이 난류혼

합층(turbulent mixing layer), 난류제트(turbulent

jet), 다중제트(multiple jet) 등의 기본적인 유동구조

를 가지고 있다. 따라서 설계시 제트와 혼합유동에 의

한 분석에 기초하여 연소실 특성이 분석되고 설계되

어진다. 그렇지만 난류유동장이 가지고 있는 시간척

도(time scale)와 연소반응의 시간척도는 연소기와

추진제에 따라 매우 다르게 나타난다.

분사기 유동에 대한 해석은 아임계조건에 대해서

는 연료와 산화제의 미립화와 액적들의 혼합과 열전

달 등이 발생되는 과정이 매우 복잡하여 어려움이 존

재하였지만 최근 성능증가에 대한 요구로 연소실 압

력이 초임계조건으로 상승함에 따라 오히려 액체상

태의 미립화와 혼합이 기체상태의 혼합유동조건으로

단순화된 특징이 있다. 따라서 과거의 로켓연소기보

다는 해석과 실험의 연구가 활발하게 진행되고 있는

실정이다.

그림 2 분사기 난류유동의 혼합특징

40 ● 기계저널

THEME 02 초임계 조건 분사기 난류유동

기존의 아임계조건에서는 연료의 미립화와 함께

난류혼합특성을 고려하여 분사기를 설계해야 했지만

초임계조건에서의 분사기는 표면장력이 사라지는 조

건에서 액체연료와 산화제가 분사되어 미립화에 의

한 혼합특성에 크게 의존하지 않게 된다. 결과적으로

분사기 유동 및 연소유동에 대한 연구에서 가장 큰 어

려움 중의 하나인 미립화 과정에 대한 시험이나 해석

이 중요하지 않게 되어 오히려 난류유동 및 난류연소

과정이 분사기 연구에 핵심부분으로 부각된다. 그렇

지만 액체의 밀도크기를 가지면서 기체의 성질을 보

이기 때문에 유동장 내부에서 온도변화와 밀도변화

가 심하게 나타나기 때문에 기존의 접근방법으로는

안정적인 분석에 어려움을 겪게 된다. 따라서 분사기

에 대한 해석연구는 2차원 축대칭 난류해석 - 3차원

난류해석 - 2차원 LES - 3차원 LES 순으로 진행되고

있다. 그림 4에서 보면 해석의 어려움으로 인해 최근

에 RANS기반 2차원 해석에서 상태방정식, 대류항 차

분법, 격자계 등 다양한 해석요소를 검토하고 LES연

구가 진행되어온 분사기에 대한 해석 예를 보여주고

있다.

이러한 결과를 토대로 초임계조건에서 난류유동

해석을 수행할 때 중요한 요소 중 하나인 상태방정식

그림 3 아임계조건 분사기의 분무패턴 및 수치모형(Bazarov 1998, Candel 2007)

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 41

THEME 02

그림 4 분사기 난류해석 연구(Masquelet, 2013)

축대칭 LES wall refined 축대칭 LES

Merkle 축대칭 URANS 3차원 LES

그림 5 상태방정식 변화에 따른 초임계 분사기 난류연소 해석(Kim et al., 2010)

42 ● 기계저널

THEME 02 초임계 조건 분사기 난류유동

의 영향에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다. 이상기체

상태방정식을 이용할 경우 액체의 밀도에서 열전달

을 받아 기체의 밀도로 급격하게 변하는 Pseudo

Boiling현상이 나타나지 않고 연료와 산화제가 혼합

되면서 제트유동이 급팽창하는 유동현상 등이 잘 예

측되지 않게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 많

은 연구자들은 Peng-Robinson, Soave-Redlich-

Kong 등의 상태방정식 등 실제유체 상태방정식을 이

용하여 다양한 해석결과를 보여주고 있다.

로켓연소기는 연소실 하단에 노즐이 장착된 형태

로 출구가 open된 상태에서 연소가 이루어지고 온도

와 압력이 상승하는 형상특징을 가지고 있다. 또한 요

그림 6 다중분사기 난류유동 및 연소 해석(Park, 2014)

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 43

THEME 02

구되는 추력성능에 따라 다수의 분사기가 설계된다.

실용 인공위성을 궤도에 올릴 수 있는 정도의 로켓엔

진의 경우 약 500개의 분사기에 의해서 연료와 산화

제가 연소실에서 혼합되는 구조를 가지고 있다. 연소

기에서 연료제트와 산화제 제트의 난류유동 혼합은

연소성능을 좌우하기 때문에 적은 수의 분사기로 혼

합을 결정하는 것은 공간적으로 균일한 혼합도를 얻

기가 매우 어렵다. 따라서 다수의 분사기를 공간에 분

포시켜 혼합도의 공간적인 분포에 대한 편차를 작게

가져가는 형태를 보편적으로 이용하는 것이다. 그림

은 이러한 실물형 연소기에 대한 초보적인 연구결과

를 보여주고 있다. 분사기 수의 변화에 따라 연소실

내에 거대 와류유동구조와 다중 제트유동에 의한 난

류운동에너지 발생에 관계되는 Coherent Vortices

를 살펴본 것이다.

수소-산소 분사기에 대한 연구동향은 표1, 2와 같

이 정리된다.

표에서 보는 바와 같이 분사기에 대한 대부분의 실

험적인 연구는 연소안정성과 열유속 측정이 주를 이

루고 있고 해석연구는 RANS에 의한 예측성 검증이

주를 이루고 있다. 실제 로켓 추진제는 수소-산소, 케

로신-산소의 조합이 가장 일반적이지만 케로신과 같

은 고탄화수소 연료는 연소반응이 규명되지 않은 상

태이고 연소기 내부의 측정에 어려움이 존재한다. 또

한 액체연료가 공급되어 연소반응이 이루어지기 때

문에 다양한 장치기 구비되어야 하고 실제시스템과

유사한 형태로 연구를 위한 연소기가 설치되어야 한

다. 따라서 아직 연구용 추진제는 기체상태로도 연소

기를 구성할 수 있는 수소와 산소의 조합이 대부분이

다.

표 1 분사기 실험연구 동향

표 2 분사기 CFD연구 동향

Author Injector type Propellants Key results

Hutt & Cramer (1996)Single element oxidizer-rich

coaxial swirl injectorLOX/GH2 Measurements LOX swirl spray

Preclik (1998)Mul t ip le-e lement coax ia l

injectorLOX-LH2 Wall heat flux

Farhangi et al. (1999) GH2/GH2 Subscale injector

Mayer (2002) Non-reacting jet LN2 Characterization of liquid jet flow

Conlet et al. (2007) Single-element shear coaxial GO2/GH2Wal l heat f lux independent o f

pressure, injection velocity

Author Propellants Grid Turbulence model Summary

Liang et al. (1986) LOX/GH2 Eddy viscosity Three-phase combustion model

Foust et al. (1996) GO2-GH22-D

101×51κ-ε Velocity and species

Cheng et al. (1997)LOX/GH2, GH2/

GH2

Axisym

151×81κ-ε Velocity and species

Ivancic et al. (1999) LOX/GH2Axisym

1.5×105 κ-ε Time/length scale

West et al.(2006) GO2/GH2 (RCM-1)Axisym

1×106 Wilcox κ-ε Heat flux comparison

44 ● 기계저널

박태선 경북대학교 기계공학부 교수 ㅣe-mail : tsparkjp@knu.ac.kr

액체로켓엔진의 설계는 작동압력과 목표추력에 따

라 추진제, 터보펌프, 분사기, 연료탱크, 냉각, 연소불

안정, 노즐형상 등의 다양한 요소가 고려되어야 한다.

이러한 모든 요소를 동시에 설계단계에서 고려하기

는 매우 어렵다. 따라서 핵심구성품에 대한 설계평가

를 실시한 후 엔진전체에 대한 연소시험을 통해 종합

평가를 수행하는 것이 일반적인 설계절차이다. 축소

형 연소기는 분사기 시험평가, 분사기 간섭에 의한 난

류유동 및 연소특징, 재생냉각 또는 막냉각 평가를 위

한 연소기로서 실제크기

의 로켓엔진에서 나타나

는 중요 유동구조 및 열

전달 특징이 포함되도록

설계된다. 그렇지만 실

제 수백 개의 분사기가

수십 개로 간략화되기

때문에 실제 연소기의

연소특징과 축소된 연소

기의 연소특징에 대한

상관성에 대한 검토가

충분히 이루어져야 축소

형 연소기를 통한 연구

결과를 활용할 수 있다.

축소형 로켓노즐 형상설계

축소형 연소기의 경우 분사기에 대한 성능평가가

목적일 경우 노즐부가 없는 연소실에서 평가가 이루

어질 수 있지만 로켓시스템으로서 평가를 수행하기

위해서는 노즐부가 있는 축소형 연소기가 설계된다.

액체로켓엔진의 노즐부는 추진제의 화학적 에너지를

축소형 연소기 노즐유동03THEM

E

실제 크기의 로켓엔진은 수많은 예산이 소요되기 때문에 새롭게 설계된 엔진에 대하여 비행모델의 제작 및

실험연구는 예산과 위험성 때문에 매우 제한적으로 시행된다. 따라서 비행모델의 설계를 확정하기 위한

개발단계에서는 실제 크기의 로켓엔진의 특성을 나타낼 수 있는 소형 액체로켓을 제작하여 시험평가를 수행하게

된다. 이 글에서는 이러한 축소형 연소기 관련 연구동향을 알아보고자 한다.

그림 1 축소형 연소기 노즐

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 45

THEME 03운동에너지로 환원시켜 최대한도의 추력성능을 얻는

데 그 목적이 있다. 따라서 노즐부에 대한 기초설계과

정은 추진제의 연소생성물이 균일한 상태이고 노즐

내부에서 구성성분이 변하지 않고, 이상기체 상태방

정식을 만족하는 연소가스는 정상상태로 생각하여

단열상태에서 1차원적인 등엔트로피과정으로 가정하

여 진행된다. 이러한 조건처럼 연소실에서 추진제가

완전하게 연소반응을 하고, 노즐을 통해 팽창, 가속되

는 유동이 화학평형상태를 유지하면서 1차원 등엔트

로피 과정으로 일어나는 경우에 이론적인 최대추력

이 얻어진다. 이러한 이상적인 조건에서 추력실의 성

능은 추진제 조합과 혼합비, 연소실 압력, 노즐 팽창

비, 그리고 외기 압력만의 함수로 구할 수 있다. 그러

나 실제의 경우 다양한 추력 손실 메커니즘이 존재하

며, 노즐 형상, 분사기 설계, 냉각 시스템, 그리고 배

플 등의 설계에 따라 성능 및 효율이 좌우되므로 각

요소의 최적 설계가 중요하게 된다. 추력실을 설계하

는 경우, 그 목적에 따라 다양한 설계·해석기법이 사

용될 수 있다. 예를 들어 개념설계 단계에서 이론적

추력성능을 예측하고 주요 설계인자(노즐목 지름, 팽

창비 등)를 계산하는 경우에는 NASA Lewis(현

Glenn) Research Center에서 개발한 화학평형 해석

코드인 CEA를 활용할 수 있으나 노즐 형상에 대한

정보는 얻을 수 없다.

반면에 노즐 형상에 대한 상세설계가 요구되는 경우

에는 CFD(Computational Fluid Dynamics) 해석을

통하여 형상변화에 따른 성능을 예측할 수 있다. 이때

사용하는 CFD 코드는 아음속부터 초음속까지 모든 마

하수 영역에 걸쳐 나타나는 압축성 유동을 해석할 수

있어야 하며, 팽창과정을 통해 급격한 온도 및 압력의

변화가 일어나므로 이에 따른 화학적 조성비 또는 열역

학적 물성치(특히 비열비)의 변화를 고려할 수 있어야

한다. 범용 상용해석코드(CFD-ACE, FLUENT)를 사

용할 수 있으나, 어느 정도까지 능숙하게 사용법을 알

고 있어야 한다는 점은 차치하더라도 추력실 형상 변화

에 따라 매번 격자계를 다시 만들어야 하고 한 번 해석

할 때마다 전/후처리 과정을 해야 하므로 몇 가지 설계

파라미터를 한꺼번에 고려하여 최적 형상을 결정해야

하는 경우에는 설계자가 너무 많은 수고를 감수해야 한

다는 문제점이 있다. 미국의 경우, 1960년대부터 액체

로켓엔진 성능예측기법(JANNAF liquid rocket

thrust chamber per formance predict ion

methodology)을 확립하여 왔으며, 이를 이용한 전

용해석코드 TDK(Two-Dimensional Kinetics

computer program)를 개발하여 사용하고 있다. 현

재까지도 TDK 코드의 예측능력을 향상시키려는 노

력들이 진행되고 있으며 로켓엔진, 스크램젯 엔진, 플

러그 노즐, 가스발생기 연소가스의 노즐 내 분사, 노

즐 벽면의 냉각방식(regenerative cooling, barrier/

film cooling, radiation cooling, ablative walls,

slot injection, transpiration cooling)과 같이 다양

한 문제까지 그 적용성을 넓히고 있다. 그러나 TDK

는 E/L(export license) 제한 품목으로 해외로의 반

출을 엄격히 통제하고 있으므로 국내에서는 구매가

불가능하다.

이러한 로켓노즐은 지상조건에서 고고도조건까지

넓은 범위에서 사용된다. 높은 고도에서 성능을 최대

로 하기 위하여 노즐목과 노즐출구의 면적비를 최대로

하는 종형(bell-shaped) 노즐이 보편적으로 사용되고

있다. 발사체의 목적이나 운용조건에 따라 노즐부에서

요구되는 조건이 바뀌기 때문에 형상설계방법은 발사

체 설계과정에서 다르게 적용될 수 있다. Viking, 러시

아의 RD-0120, 일본의 LE-7에는 TIC노즐(Truncated

Ideal Contour nozzle)이 적용되었고 미국 J-2S와

SSME(Space Shuttle Main Engine), 유럽의 Vulcain

엔진에는 TOC 노즐(Thrust-Optimized Parabolic

nozzle)이 사용되었다. 발사체 비행이 이루어지는 동

안 최적의 성능을 얻기 위해서는 연소실압력과 외부 대

기압의 변화의 상관관계가 고려되어 설계되어야 한다.

노즐형상이 외부환경변화에 최적의 조건으로 적응하

46 ● 기계저널

THEME 03 축소형 연소기 노즐유동

여 변하는 경우가 이상적이지만 여러 가지 어려운 점

이 있다. 이상적인 조건은 외부압력이 노즐출구보다

낮을 경우 노즐에서 분출되는 가스는 팽창하게 되는데

이런 팽창에너지는 추력으로 최대한 변환시키기 위해

서 노즐출구부를 크게 하여야 한다. 그렇지만 발사체

가 발사되는 초기조건은 고공조건이 아닌 1기압 조건

이기 때문에 연소가스가 팽창하지 못하고 노즐내부에

유동박리(Flow Separation) 현상과 충격파(Shock

Wave)가 발생하게 된다. 이러한 유동현상은 노즐부 설

계에 커다란 영향을 미치기 때문에 정확한 분석이 이루

어져야 한다. 따라서 많은 난류해석 연구들이 시도되

어 오고 있다. 예를 들면, 노즐은 CTP(Compressed

Truncated Perfect), TOP, TIC 등으로 설정하고 노

즐내부 충격파에 대한 난류연구이다. 노즐유동에 대

해서는, 난류모델(RANS)이 보편적이고 아직 LES와

같은 수치모사는 적용에 한계가 있는 상황이다.

축소형 연소기 시험 및 해석

액체로켓엔진 개발과정은 매우 복잡한 과정을 거

치면서 설계가 확정되는데 실제 엔진에서 발생될 수

있는 문제점이나 설계조건 연소특성, 수력학적인 변

그림 2 연소기 노즐 설계(Kim et al., 2005)

노즐형상 변수

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 47

THEME 03

화, 점화특성, 연소가스의 온도분포나 균일성, 연소안

정성 등에 대한 특성을 파악하기 위하여 문제에 대한

원인을 파악하고 특성변화에 대한

인자를 실험적으로 검토하기 위하여

축소형 엔진이 제작되어진다. 이러

한 특성 및 문제에 대한 파악은 수많

은 시험과 분석을 통해 가능해진다.

따라서 실물형 연소기에 대해서는

많은 연구를 수행하는 것이 어렵다.

액체로켓엔진 연소기의 연소성능에

관계된 인자는 여러 가지가 있는데

연소기 헤드에 장착되는 분사기의

종류, 개수 및 배열 등에 따라 성능

이 달라진다. 즉 연소기 헤드의 설계

가 연소기의 성능을 좌우하는 중요

한 요소가 된다. 실물형 연소기를 개

발하기 위하여 후보 분사기들을 설

계 제작 시험을 통하여 비교분석하고 최종적인 분사

기 설계를 결정하게 된다. 축소형 연소기에 대하여 실

그림 3 노즐 내부 유동특성 및 난류유동 구조(Chaudhuri & Hadjadj, 2016)

그림 4 축소형 연소기 노즐 실험조건에 대한 해석(Lian & Merkle, 2010)

48 ● 기계저널

험을 수행하고 동일한 형상조건에서 해석연구가 병

행되는게 보편적이다.

과거 50여 년 동안 대부분의 우주발사체 액체로켓

엔진에서 연료/산화제 혼합장치로서 가공이 쉽고 높

은 신뢰성과 우수한 성능 때문에 동축분사기가 채택

되어 왔다. 그렇지만 분사기로서 얻을 수 있는 높은

혼합도는 공간적인 제약성을 가지고 있기 때문에 대

부분의 액체로켓은 많은 분사기를 연소실 내에 도입

하여 전체적으로 혼합도의 변화가 작아지도록 설계

하는게 일반적이다. 이러한 과정의 일환으로 진행된

Vinci 축소형 연소기에 대한 해석을 그림에 나타내었

다. Ariane 5의 상단에 사용될 목적으로 개발된

Full-scale 연소기는 6열의 분사기를 가지고 있는데

2 set으로 축소하여 설계가 진행되었다.

고온고압에서 작동하는 로켓엔진 연소실은 적절한

냉각이 필수적이다. 냉각에는 재생냉각이 많이 사용

되고 있고 연소실에 대한 열특성 평가가 선행되어야

재생냉각 연소실의 설계가 이루어지는데 실제 로켓

엔진의 사양에 대해서 시험평가는 위험하고 예산이

많이 소요되기 때문에 재생냉각의 중요특징을 포함

하는 조건에서 열특성과 냉각특성을 조사할 수 있는

축소형 연소기에서 냉각설계가 검증되는 연구가 수

행된다.

THEME 03 축소형 연소기 노즐유동

그림 5 Vinci축소형 연소기에 대한 해석(Erik Larsson, 2012)

그림 6 축소형 연소기 열유속 측정

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 49

THEME 04

박태선 경북대학교 기계공학부 교수 ㅣe-mail : tsparkjp@knu.ac.kr

액체로켓엔진에서 난류연소(turbulent com-

bustion)에 의한 연소가스의 온도는 약 3,600K 정도

로 매우 높기 때문에 연소실 및 노즐을 설계할 때 벽면

냉각의 문제가 매우 중요해진다. 이러한 조건에서 발

생되는 열유속은 연소실 압력에 거의 선형적으로 비

례한다. 우주왕복선(SSME) 주엔진의 경우 약

100MW/m2이다. 또한

연소실 벽면은 마하수

(Mach Number) 0.1

이하의 비교적 낮은 속

도에서 난류유동의 대

류열전달과 복사열전

달이 발생하고 압축부

를 지나 노즐부에서는

3,000K 정도이고 수천

m/s의 초음속유동에

의한 대류열전달이 발

생한다. 이러한 작동조

건에서 손상이 나타나

지 않는 재료는 현재

없기 때문에(Stainless

steel의 경우 약 1,500

도이지만 구조적인 문

액체로켓엔진은 연소실의 온도가 약 3,600K로서 냉각시스템은 필수적이다. 지금까지 대표적으로 사용되어온

냉각방법은 재생냉각과 막냉각으로 아임계압력에서 다양한 실험연구에 의해서 설계가 진행되어 왔다.

아임계압력에서 얻어진 유동구조 이해 및 설계경험식은 초임계 압력에서는 물성치가 급격히 변하기 때문에

재정립될 필요가 있다. 특히 열전달 성능을 좌우하는 난류유동구조가 크게 바뀌기 때문에 초임계 유체에 대한

난류유동 및 열전달연구가 진행될 필요가 있다. 이 글에서는 초임계 압력조건에서 난류열전달 연구동향을

소개하고자 한다.

막냉각 및 재생냉각 난류유동04THEM

E

그림 1 수소-산소 액체로켓 노즐목 열유속

50 ● 기계저널

제점은 훨씬 낮은 온도에서 발생) 냉각시스템은 필수

적으로 고려되어야 한다. 추진제의 종류와 작동시간

등에 따라 냉각시스템은 다양한 형태로 적용되어 왔

다.

큰 엔진에 적합한 냉각방법은 연료를 냉각제로 이

용하여 연소실을 냉각시키고 내부에너지가 높아진 상

태에서 연소에 사용되는 대류열전달의 평형관계에 근

거한 재생냉각(regenerative cooling)이다. 연소실 벽

에 연료를 직접 분사하는 막냉각(film cooling)의 경

우 추력성능을 저하시킬 수 있는 단점이 있다. 이러한

각각의 방법들은 적용성의 한계와 특징이 있기 때문

에 일반적으로 열하중이 집중되는 연소실과 노즐벽면

의 주된 냉각방법은 전열성능이 큰 재생냉각을 이용

하고 보조적으로 막냉각을 이용하는 방법이 일반적이

다.

재생냉각은 연료를 연소실에 보내기 전에 연소기

벽면을 냉각하는 데 사용하고 온도가 높아진 상태에

서 연소가 이루어지는 형태이다. 연소실에 발생되는

열을 연소반응에 참여하는 연료의 내부에너지를 높이

고 벽면냉각에 활용하기 때문에 연소효율이 높은 시

스템이 구성된다. 그렇지만 연소실 벽면을 냉각할 때

연료의 온도는 기체가 되지 않는 조건으로 설계되어

야 벽면냉각이 원활하게 이루어질 수 있다.

재생냉각 채널은 그림 2에서 보는 바와 같이

Convex 및 Concave 곡률에 의해서 발생되는 원심력

으로 인해 냉각채널 단면에서 주유동속도가 비대칭적

인 분포를 가지고 단면에 압력차이가 존재하게 되어 2

차 유동이 발생하게 된다. 이러한 유동구조는 수력직

경 1mm인 내부에서 발생되기 때문에 실험적인 방법

으로 채널 내부의 난류유동 구조를 측정하는 것은 매

우 어렵다. 따라서 많은 경우 채널외부에서 얻어지는

물리량으로 내부상황을 추측하고 있는 실정이다. 요

THEME 04 막냉각 및 재생냉각 난류유동

표 1 엔진종류에 따른 냉각시스템

(복사냉각: 내열금속, 탄소섬유로 구성된 노즐 벽으로부터 주위공간으로 복사

융제냉각: 노즐벽면이 흡열분해되는 물질로 구성)

엔진 종류

RS-27 S-4 RCS LE-7(Japan) AJ-10-118I

적용Delta II Space

Launch booster

Atlas SLV

sustainer

Attitude

control

Booster stage

H-II launcher

Delta II

Second stage

추력 (lb) 207,700 60,900 18 242,500 9,850

비추력 288 308.7 290 445.6 320

혼합비

(산화제/연료)2.27 2.27 2.0 6.0 1.90

연료 Kerosene Kerosene MMH Liquid H2

0.5N2H4

/0.5UDMH

산화제 Liquid O2 Liquid O2 N2O4 Liquid O2 N2O4

연소실직경 (in) 21 11.93 1.09 15.75 11.7

노즐목직경 (in) 16.2 9.25 0.427 9.25 7.5

냉각방법

재생냉각

Regenerative

cooling

재생냉각

Regenerative cooling

복사냉각

Radiation cooling

재생냉각

Regenerative

cooling

융제냉각

Ablative cooling

튜브의 개수 292240(Primary)

480(Secondary)0 288

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 51

THEME 04

즈음에는 난류유동 해석도구의 발달로 매우 정확한

해석이 이루어지고 있고 열전달과 관계된 분석이 이

루어지지만 직경이 1mm이고 곡률변화를 가지면서

수 m에 달하는 해석이나 실험영역에 대하여 LES/

DNS를 이용한 자세한 해석이나 실험연구는 비효율적

이기 때문에 설계단계에서 적용되어지지 않고 있다.

재생냉각채널에 대한 설계는 그림 3과 같이 열저항

(Thermal Resistance) 개념과 난류모델(RANS)에 의

해서 대부분의 설계작업이 이루어지고 시험제작을 통

해 설계검증이 수행된다. 이러한 냉각성능시험은 축

소형 연소기에서 대부분 이루어지고 특정조건에 대한

상세유동구조를 파악하기 위하여 LES해석이 병행되

기도 한다. 축소형 시험평가결과와 해석결과를 토대

로 실물형 로켓엔진의 냉각설계가 최종결정되게 된

다. 실제 로켓시스템에서 탄화수소 계열의 연료를 대

부분 이용하기 때문에 Coking현상에 의한 탄소가 냉

그림 2 냉각채널 내부의 유동 및 노즐벽면 온도분포(Park, 2013)

52 ● 기계저널

각채널 벽면에 침착되는 현상으로 난류열전달이 약화

되는 문제점이 있다.

막냉각은 1950년~1960년대에 기체와 액체 막냉각

실험을 통하여 연구되어져 왔다. 1952년 Crocco는 발

열반응의 막냉각 유체가 막냉각효율을 감소시킨다는

것을 이론적으로 보여주었다. 그는 벽면 근처의 액체

막은 연소가스쪽으로 증발확산하고 기체가 층류 점성

저층에 갇히게 되어 열차페층을 형성하는 것으로 생

각했다. 이러한 접근방법은 그 후 막냉각 열전달구조

연구에서 폭넓게 수용되었다. 한편, 저추력, 낮은 압력

로 켓 노 즐 에 서 열 전 달 계 수 를 결 정 하 기 위 해

Schoenman and Block(1967)은 노즐을 층류와 난류

영역으로 나누어서 1차원적인 난류 Bartz방정식을 사

용하였다. 이러한 방식의 연구에 의해서 막냉각효율

이 고온가스유량에 대한 냉각유량의 비, 분사위치로

부터의 거리, 분사속도 등에 관계함을 간단한 형상에

대해서 보여주었고 경험식을 구축하여 왔다. 막냉각

유체가 액체일 경우 주로 실험적인 연구가 진행되어

져 왔는데 고온가스온도, 연소실 압력, 고온가스유량

에 대한 냉각유량의 비가 비선형적인 관계를 가지고

있고 증발효과에 의해 film instability 현상이 존재하

는 것으로 알려져 있다.

막냉각 열전달현상에 대한 해석은 연소실 압력조건

에 따라 해석방법이 크게 변하게 된다. 우선, 아임계

조건의 막냉각에서 냉각유체가 기체일 경우 연소 및

열전달만 해석되어지면 막냉각 해석이 충분이 이루어

지지만 냉각유체가 액체일 경우 상변화가 고려되어야

하는 어려움이 존재하게 된다. 보통의 경우 Eulerian

방법 보다는 Lagrangian방법이 많이 적용되었지만 분

사기 형태에 따른 분무패턴과 액적 간의 간섭을 고려

한 증발모델, 난류모델과 연소모델 등의 부정확성으

로 인해 해석모형의 확립에 많은 어려움이 존재하여

왔다. 그림 4는 아임계조건의 KSR-III 로켓엔진에 대

한 분무 연소해석 및 막냉각 해석 연구를 보여준다. 이

연구에서 실제조건 로켓엔진의 분무형태와는 많은 차

이가 있지만 분사면에서 액적의 분포를 가정함으로써

충돌형 분사기가 해석에 구현되었고, 벽면으로 연료

액적을 분사시켜는 방법으로 막냉각 효과를 해석하여

THEME 04 막냉각 및 재생냉각 난류유동

그림 3 재생냉각채널 해석 및 설계 개념(Kim et al., 2014)

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 53

THEME 04

냉각유량의 변화에 의한 열전달 효과의 상관성을 조

사하였다. KSR-III와 같이 아임계 압력조건에서 작동

하는 연소기의 연소특성은 액체연료의 미립화과정과

연료액적의 증발과정에 의해서 지배된다.

그렇지만 초임계 상태에서는 표면장력과 증발잠열

이 없기 때문에 기상과 액상의 명확한 구분이 사라지

게 되므로 추진제의 미립화, 혼합에 대한 불확실성이

상당히 제거되어 해석이 용이해지는 장점이 있다. 따

라서 초임계 압력조건의 연소특성은 밀도가 큰 저온

산소유동층과 밀도가 상대적으로 낮은 고온의 혼합기

체와의 난류혼합과정에 의해 주로 영향을 받는다(그

림 5). 이 경우 난류혼합에 의한 질량전달과정은 고밀

도 산소유동층과 저밀도 혼합기체 유동층 간의 접촉

면적과 접촉면에서 국부적인 변형률에 의해 주로 결

정되는 특징이 있다. 초임계 조건의 막냉각은 재생냉

각 채널을 지나온 연료의 일정부분이 벽면에 분사되

기 때문에 액체상태의 케로신이 액막을 형성하고 연

소실 내부의 연소가스와 혼합되는 난류혼합과정이 적

절하게 해석되어야 한다.

그림 4 아임계조건 막냉각 및 분무연소(Park & Ryu, 2002)

그림 5 초임계조건 막냉각 해석 예(Masquelet, 2013)

54 ● 기계저널

박태선 경북대학교 기계공학부 교수 ㅣe-mail : tsparkjp@knu.ac.kr

로켓엔진 내부는 그림 1에서 보는 바와 같이 다양

한 길이 척도의 유동구조를 가지고 있다. 이러한 복잡

한 난류유동구조는 연소기에 다양한 특성 주파수가

나타나게 한다. 이러한 특성주파수와 연소과정에서

발생되는 주파수가 일치할 경우 공진현상이 발생되

어 연소불안정화 엔진이 파괴되는 현상이 발생될 수

있다.

연소불안정 발생은 그림 2에서 볼 수 있듯이 연소

실의 음압변화와 연소압변화가 결합되어 나타나는

현상으로 연소불안정이 발생되는 조건에서 로켓엔진

연소불안정 예측과 안정화 기술05THEM

E

로켓연소기는 수백 개의 분사기로 구성된 연소실에서 연소반응이 발생하게 된다. 이때 구조적인 특성으로

난류유동, 밀도, 온도 등의 변화가 매우 불균일한 3차원적인 분포를 가지게 된다. 이러한 불균일한 분포에 의해

발생되는 압력의 시간변화가 연소기의 고유진동수와 일치될 경우 공진이 발생하게 되어 폭발이 발생하게 된다.

이러한 현상을 연소불안정이라 하고 이글에서는 관련된 연구의 동향을 소개하고자 한다.

그림 1 로켓연소기의 순간적인 유동구조 및 2점 상관관계(Park, 2014)

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 55

THEME 05

의 내부에서 진동, 열전달의 증가, 화염의 역화, 소염,

압력의 급격한 증가 등이 제어되지 않은 상태에서 발

생하게 된다. 이러한 현상은 1초 이내에 발생되고 그

림 3과 같이 시스템을 파괴하게 된다. 따라서 지금까

지 이러한 현상을 제어하기 위한 1950~1960년대의

활발한 연구를 토대로 많은 연구가 진행되어 왔다. 대

부분의 액체로켓 엔진은 연소불안정 문제를 가지고

있고 설계단계에서 불안정 요인을 제거하거나 안정

화 장치를 도입하게 된다. 달탐사 목적을 달성하기 위

해 개발된 F1엔진에서 연소불안정 문제는 매우 심각

하게 대두되었다. 1962년부터 1965년까지 2,000회

의 비행용엔진(full-scale engine)의 시험이 이루어

졌고 개발기간이 4년 지연되었다. 과거 이러한 연구

는 실험에 의한 문제분석과 해결방안에 대한 연구가

주를 이루었다.

그렇지만 시험연구는 엄청난 개발비용이 요구된

다. 예를 들어 F1엔진이 연소불안정 문제와 관련하여

2000회 실물형 엔진시험이 수행되었는데 엔진 1기당

수억 원의 비용을 생

각할 때 천문학적인

비용이 요구됨을 알

수 있다. 따라서 최근

에는 컴퓨터 자원의

발달로 해석적인 연구

가 매우 빠르게 연구

되고 있다. 이러한 해

석적인 연구 또한 많

은 어려움이 존재한

다. 첫 번째는 초임계

압력에서 작동하는 극

저온유체를 다루어야

한다는 것이다. 아임

계(subcritical) 조건

에 비해서 밀도의 변

화가 매우 크고 그것

에 의해서 속도변화(velocity scale)의 크기가 매우

크게 나타난다. 대부분 초임계 압력의 연소실은 6-20

MPa의 압력에서 발생되는 연소반응에 의해서 약

3,500K의 고온이 된다. 따라서 이러한 극심한 조건에

서는 유동구조의 측정이 거의 이루어질 수 없다. 결국

자세한 해석연구가 이루어진다고 하여도 검증을 하

기 위한 자료가 매우 부족해진다. 따라서 해석연구 결

과는 다양한 형태의 간접적인 방법으로 검증되는 것

이 일반적이다. 또 다른 문제는 난류와 연소현상에 관

계된다. 연소불안정은 본질적으로 비정상유동에 관

점을 둔 LES(large eddy simulation) 혹은 hybrid

RANS/LES에 의해서 해석되어야 한다. 연소반응은

상세화학반응에 의해서 분석되어야 한다. 그렇지만

탄화수소(hydrocarbon)계열의 연료는 수백개 이상

의 화학반응에 의해서 연소가 발생되고 메탄보다 분

자량이 큰 연료에 대해서는 아직도 화학반응이 규명

되어 있지 않다.

또한 난류유동의 혼합과 관계된 시간과 화학반응

그림 2 연소불안정 발생과정

그림 3 연소불안정 발생 예

56 ● 기계저널

THEME 05 연소불안정 예측과 안정화 기술

에 대한 시간척도가 그림 4에서 보는 바

와 같이 크게 차이가 난다는 것이다. 유

동장의 혼합시간이 화학반응이 종료되

는데 필요한 시간에 비해서 약 100배 정

도 크게 나타난다. 이것은 안정적인 비

정상 해석을 수행하기 위한 시간증분을

설정하더라도 화학반응은 많은 반응이

이루어진 상태이기 때문에 적절한 모델

이 적용되어야 한다. 특히 LES의 경우

Sub-grid scale에서 적절한 난류연소모

델이 필요하게 된다.

연소불안정에 적용되는 방법들을 요

약하면 그림 5와 같다. 그렇지만 실제 발

사체 로켓엔진에 대하여 정교하게 유동

해석 방법을 적용하는 것은 아직 비현실

적이다. Purdue대학에서는 연소불안정

모드 중에 길이방향의 특성에 대해 실험(그림 6)과 해

석(그림 7)연구를 수행하였다.

특정 음향학적 모드의 주기에 대하여 열방출을 보

면 매우 불규칙적으로 변하고 있고 매우 짧은 시간 내

에 열방출이 커졌다 작아졌다 하고 있다. 또한 한 주

기 내에서 소염(extinction)과 재점화(re-ignition)

가 발생하고 있다. 즉 화염이 매우 불안정하게 나타나

고 있고 특정주기성을 가지고 있음을 알 수 있다. 이

러한 주기성은 분사기의 설계에 의존하고 유동장의

주기성과 음향학적인 모드가 공진되면 불안정성이

그림 4 난류유동 혼합과 연소반응에 대한 시간척도 비교 그림 5 연소불안정에 적용되는 방법들(Sankarran, 2012)

그림 6 Purdue대학 실험연구(Yu, 2009)

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 57

THEME 05

발생하게 된다. 연소과정에서 방출되는 열에너지 섭

동이 연소실 내부에 형성되는 특정 주파수의 음향파

와 결합하여 급격하게 압력 진동을 증폭시키고 이때

과도한 압력 진동과 벽면 열유속의 증가로 인해 시스

템에 심각한 손상을 가져올 수 있다. 액체로켓엔진은

매우 높은 에너지 밀도에 비해 에너지 소산은 적은 특

징을 갖기 때문에 연소불안정에 훨씬 취약한 특징을

가지고 있다.

현재까지 LES/DNS가 난류유동 및 열전달에 매우

보편적으로 사용되고 있고 또한 난류연소에 대하여

활발하게 적용되고 있다. 그렇지만 연소불안정 현상

에 대한 해석은 아직 앞서 설명한 문제점으로 인해 해

석연구가 보편적이지 않은 실정이다. Candel 교수를

비롯한 프랑스 연구팀은 단일 분사기로부터 시작하

여 자체적으로 액체로켓의 천이임계 화염을 해석할

수 있는 LES 코드를 개발하여 소형 로켓엔진의 화염

장과 연소불안정 특성에 대한 연구를 수행하였다.

설계현장에서는 해석연구의 시도와 함께 음향학적

인 특징을 고려하여 연소실내부에 안정화 장치

(baffle, cavity)를 도입하여 연소불안정 모드를 피해

가는 방법으로 설계가 진행되고 있다.

그림 7 특정주기에 대한 열방출 변화(Harvazinski, 2012)

그림 9 배플 및 resonator 설계 해석

그림 8 H2/O2 로켓엔진 LES(Urbano et al., 2016)

전문가 연재

5.5 발전산업의 발전

1) 한국전력의 분할

(1) 한국전력공사의 발전

한국전력주식회사의 발족은 우리나라 전력산업의 한

표지석이 되었다. 일제강점기 이후 내려오던 전력회사

들을 하나의 회사로 통합하고 이를 바탕으로 정부의 적

극적인 지원으로 효율있는 전원개발과 송배전 시설을

근대화한 것은 참으로 중대한 국책사업이었다. 결국 개

발도상국에서 전력은 국가기간사업으로 공공의 성격이

더욱 강하여 민간기업으로는 불가능한 영역이었다. 그

것은 우선 투자비 조달에서 1960년 당시에는 발전소를

건설할 민간기업이 전무하였으므로 국가가 나서야 했고

또한 전력요금은 경제발전계획과 밀접한 관계에 있어

정부의 통제가 필요하기 때문이었다.

한국전력주식회사의 역할은 우선 전원개발을 최우선

과제로 하였는데, 자주 전력과잉과 부족이 반복되었다.

즉 발전소 건설이 폭주하면 단기적으로 시설과잉이 일

어나 정부는 전력소비 중심으로 경제정책을 폈으며 경

제가 발전하여 수요가 급증하면 다시 전력 부족현상이

나타나 제한송전을 하는 등 부작용도 많았다. 그러나 이

런 시행착오를 겪으면서도 우리나라 전력사정은 착실하

게 개선되어 다목적댐에 의한 수력자원의 적극적 개발

과 유류발전소 건설에 의한 전력생산 효율화가 이루어

졌다. 또한 고리원자력을 중심으로 월성원전, 영광원전,

울진원전 등 전력단가가 저렴한 원자력발전소의 지속적

인 건설로 전력자원의 안정성을 유지하게 되었다.

정부는 1982년 1월 1일 한국전력주식회사를 한국전

력공사로 공사화(公社化)하였다. 이것은 한전을 준국가

기관으로 하는 조처였다. 이유는 한국전력 경영의 정상

화를 위한 것이었으나 정치적 변화도 작용하였다. 즉,

전두환 정부는 무엇보다 새로운 출발이 필요하다고 보

았으며 정부가 관리하고 있는 모든 공적 기업이나 연구

소에 대해 새로 출발하는 조처를 취하고 있었다. 이것은

박정희 정부 16년으로 대표되는 성장우선정책에서 벗

어나 경제성을 우선하는 전반적인 추세와 보조를 같이

하기도 했다.

새로 개편된 한전은 우선 사장 임명을 민간인 기준으

로 하였으나 교체가 빈번하였다. 종래 한전사장은 1962

년 군사정부 이래로 군장성 출신이 차지하는 경향이 컸

다. 이것을 전문 경영인 중심으로 바꾸어 새로운 기운을

진작시킨 것은 바람직하다고 할 것이다. 또 이사장을 별

도로 두어 이사장 직제를 유지하였으나 문희성 이사장

(고리원자력발전본부장 출신)을 끝으로 이사장 직제가

없어지고 사장이 이사장을 겸임하게 하였다. 이 사이에

사장은 7번 교체되었다. 이 사이에 1986년 11월 17일

강남구 삼성동에 신축사옥이 준공되어 이전함으로써 명

동 한전시대의 막을 내렸다.

이런 경영조직의 변화 속에서도 전력사업은 착실하게

진척되어 안정적 발전을 하게 되었다. 전원개발사업은

1982년부터 1991년까지 제5차 및 6차 경제계획에 의거

하여 꾸준히 발전하였다. 1991년 말에 우선 원자력발전

이 761만 6,000kW로 36.1%로 급증하여 전력생산비용

의 절감을 가져오게 되었다. 전력수급이 다급하여 급하

게 건설하던 석유화력이 480만 kW(22.7%), 가스화력

이 255만 kW(12.1%)에 이르러 상당한 비중을 차지하

게 되었는데, 이것은 도심지에 가까운 곳에 열병합발전

소로 건설하는 프로젝트가 증대하였기 때문이었다. 일

산신도시를 비롯하여 분당신도시에도 도시 건설과 함께

발전설비도 동시에 착공하였다. 세계의 석유사정이 악

화되자 한전은 연료다변화 정책으로 비교적 저렴해진

김 천 욱 ㅣ 연세대학교, 명예교수e-mail : chonwkim@paran.com

한국기계공업사-65

58 ● 기계저널

유연탄화력발전소를 임해지역에 건설하였는데 268만

kW(12.7%)로 상당한 비중을 차지하면서 계속 증설되

고 있었다. 한편, 국내자원을 활용하는 무연탄화력도 아

직 102만 kW(4.8%)로 가정용 연탄으로 소비할 수 없는

저질탄을 소비하는 정책으로 유지되었다. 수력은 충주

호를 비롯하여 소양강 등 다목적 댐의 증설로 244만

5,000kW로 증대하여 8만 kW의 화천수력을 차지하려

고 피나는 전투를 벌였던 1952년을 되새기게 하였다.

그러나 수력은 이제 한계에 와서 더 이상 경제적으로 개

발할 곳이 없게 되었다. 이로써 한국전력은 총 2,111만

1,000kW의 발전설비를 확보하게 되었다. 또한 자가용

설비 346만 kW도 추가되었다.

그러나 이와 같은 발전설비 과잉은 결국 수요증가를

초과하게 되었는데, 1987년부터 시작되는 제6차 전원개

발5개년계획에서는 공급예비율을 1986년의 36%에서

26.6%로 하향조정했다. 그러나 88올림픽을 계기로 하

여 전력수요가 급증하여 23.7%를 기록하였고 1989년

부터 1991년까지도 10%가 넘는 고도성장을 기록하여

오히려 1991년 말에는 공급예비율이 5.4%까지 떨어져

불안하게 하였다. 이렇게 공급과잉과 공급불안이 교차

되고 있어 정부는 15년 장기계획을 설정하고 매 2년마

다 이를 수정하여 적기에 공급불안을 해소하는 방향으

로 정책을 세우게 되었다.

전원개발이 추진된 지 40년인 2001년 6월 말 현재 우

리나라의 발전설비는 총 4,913만 2,000kW를 확보하여

1961년의 36만 7,000kW에 비해 134배로 확충되는 결

과를 가져왔다. 참으로 경이적인 발전이었고 특히 우리

나라 전기료가 선진국에 비해 비교적 저렴한 것이어서

더욱 의의가 높았다. 그것은 원자력발전의 비중이 컸고,

또 석유류의 가격이 폭등하자 재빠르게 유연탄화력으로

전환하면서 최첨단기술을 도입한 것이 돋보였다. 유연

탄화력의 경우도 초임계압 발전으로 열효율을 극대화하

였고 미분탄 연소이면서도 집진설비를 첨단화하여 낙진

피해를 극소로 할 수 있었다. 이것은 초기의 마산화력이

낙진문제로 결국 폐쇄에 이르렀으니 무리한 국산 무연

탄의 연소가 원인이었던 것이다.

한편, 한국전력은 1980년대에 들어서면서 송전과 변

전 배전부문에도 집중적인 투자를 실시하여 설비의 확

충과 함께 대대적인 설비개선이 이루어졌다. 즉 종전의

저압송전에서 초고압송전으로 변환시킨 것이다. 이로써

송전을 345kV초고압과 154kV로 단순화하면서 환상망

이 형성되었다. 배전설비는 1971년 가정용 전압의 승압

(120V에서 220V로)에 따라 고압은 22.9kV-y, 저압은

220V/380V로 승압되었다. 또한 육지와 제주 간에는 본

토에서 생산된 전력을 직류로 송전하는 해저케이블이

매설되어 디젤발전소에 의한 제한송전이 해소되어 제주

도의 개발이 촉진되었다.

한전은 2000년 말 현재 자산총액이 64조 5,297억

3,800만 원에 달하고 사업장 수는 302개소, 종업원수는

2만 9,522명, 매출액도 17조 8,821억 8,400만 원에 이

르는 거대기업이 되었다. 이와 같은 거대기업이 1998년

의 IMF사태를 맞아 정부에서는 한국전력의 경영합리화

를 위해 발전과 송배전을 분리하여 발전부문에 경쟁력

을 제고하여야 한다고 주장하는 사람들이 늘어나게 되

었다. 즉, 한전이 독점기업으로 관료화되어 종업원 복지

문제도 공기업으로 지나친 것이라고 지적했다. 특히, 퇴

직금에서 누진제를 실시하여 장기근속자에 대한 퇴직금

액이 공무원의 연금에 비해 너무 과대하다는 평가가 많

았다.

1998년 5월 28일 IMF관리체제로 인한 정부의 경영

혁신 계획에 따라 한국전력은 전력사업 고유 업무에만

집중하도록 대대적인 경영조직개편을 단행했다. 실제로

한국전력은 해외사업을 벌이는 등 사업다각화로 너무

비대해져 있었다. 이에 따라 대외협력사업단 등 3개 부

처와 원자력안전실 등 7개 처(실)을 폐지했다. 1998년 7

월 2일 본부부사장은 관리부사장으로 명칭을 바꾸고 기

획본부, 관리본부, 자재본부, 판매사업단을 관장하게 하

였으며, 사업단부사장은 기술부사장으로 명칭을 바꾸고

기술본부, 계통사업단, 발전사업단, 원자력사업단, 건설

사업단을 관장하게 하였다. 11월 20일에는 건설사업단

을 폐지하고 그 기능을 수화력건설처로 통합시켰으며,

원자력기술실도 원자력발전처와 원자력건설처로 기능

을 이관하였다. 이상의 개혁에서 보는 바와 같이 한국전

력은 그 동안 기구의 세분화로 고위간부직급을 대폭 확

장해 왔음을 알 수 있었다.

(2) 북한원전사업 중단

한국전력의 대외사업 중 특히 역사에 남겨야 할 사업

은 미완성으로 끝났으나 남북관계에 중요한 북한원전

건설사업이었다. 이것은 1992년 북한 핵개발문제가 불

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 59

전문가 연재

거지면서 발생한 것이었다. 당시 북한은 영변원전에 대

한 국제원자력기구(IAEA)에 신고한 것과 실사 간에 차

이가 나서 결국 북한이 영변원전에서 생산한 폐연료봉

을 일부 유출하였다고 보이는 정황이 발견된 것이었다.

즉, 북한이 일부만 공개하고 일부는 재처리하여 핵폭탄

물질인 플루토늄(Pu)을 추출하였다는 의혹이 일어난 것

이었다. 이에 IAEA는 규정에 따라 불일치사항에 대한

특별사찰을 요구했고 북한은 이에 반발하여 핵비확산조

약(NPT)의 탈퇴를 선언하면서 첨예화하게 대립했다.

이에 대해 유엔안전보장이사회는 1993년 4월 의장성

명 및 5월 결의안 채택을 통해 북한의 NPT복귀와 IAEA

안전조치협정 이행을 요구하게 되었다. 이와 같은 안보

리 결의에 기초하여 미국은 북한과 제네바에서 기본합

의문을 체결하였는데, 그 내용은 북한이 전력난을 해결

하기 위해 비록 소규모(5만 kW)이기는 하나 소련제 흑

연감속로를 가동하고 있음을 인정하고 폐연료에서 플루

토늄을 추출하기 곤란한 농축우라늄 사용의 경수로로

변경하는데 미국이 원조하기로 하며, 건설기간을 고려

하여 중유발전소를 가동할 중유도 지원하기로 한 것이

었다. 실제로 이 합의문은 미국의 북한 달래기 전략의

표본이었다. 제네바 기본합의문의 중요내용은 다음과

같다.

<제네바 기본합의문의 주요내용>

1. 흑연감속로와 관련시설을 동결하고 궁극적으로

해체한다.

- 동결대상: 5MWe, 50MWe(건설 중), 200MWe

(건설 중), 재처리시설, 핵연료공장

2. 대체경수로 제공

- 2003년 목표로 총 발전설비용량 2,000MWe의

경수로 제공-100만 kW 원자로2기

3. 동 건설기간 중 연 50만 톤의 중유제공

4. 미북 관계개선 및 한반도 비핵화 노력

이 내용을 보면 미국이 북한의 NPT복귀를 위해 얼마

나 노력했는지 알 수 있다. 미국정부는 합의서에 따라 1

년 이상 중유 50만 톤을 북한에 보내어 화력발전소의 발

전을 도왔다. 그러나 북한이 영변원전의 사용후 연료의

처리를 포기하지 않자 결국 파국에 이르게 되고 북한은

다시 NPT에서 탈퇴하고 말았는데, 이 과정에서 우리나

라가 가장 규모가 큰 경수로 2기 건설의 책임을 떠안게

된 것이다. 이것은 김영삼 정부의 섣부른 대북협력의 결

과였다. 김영삼 정부는 동결되었던 북한과의 관계개선

을 위해 굴욕적 외교를 진행시켰다. 대표적 사건이 청진

항에 입항하는 쌀원조 선박에 태극기를 계양하지 않고

입항하라는 그들의 요구를 수용한 것이다. 물론 쌀포대

에는 대한민국의 아무런 표지도 없었다. 그와 같은 대북

저자세가 결국 한국형 원자로의 북한 제공이라는 엄청

난 일로 커지고 말았다. 김영삼 정부에서는 원자로 2기

를 건설하게 되면 북한의 기술자들이 우리 원전에 와서

훈련하여야 하고 그 과정에서 우리의 민주체제가 영향

을 미칠 것이라 지레짐작하고 정책을 추진하였는데, 그

것은 큰 오산이었다. 결국 경수형 원자로로 2기건설에

한국형원자로이면 대한민국이 원조할 용의가 있다는 김

영삼 대통령의 메모로 결국 우리나라가 원전 2기의 주

공급국이 되었고 그 사업을 한국전력이 담당하게 되었

다. 이 일은 대북 쌀공급과 함께 김영삼 정부의 대북관

계개선을 위한 외교적 노력이었으나 참담한 실패로 끝

났다. 결국 북한은 미국을 속였고 따라서 우리도 속았

다. 북한은 동결하겠다고 한 영변원전을 계속 가동하고

재처리하여 원자폭탄 원료인 플루토늄을 확보하게 되었

고 김대중 정부시절 햇볕정책의 그늘 속에서 우라늄가

속기를 확보하여 소형화가 가능한 우라늄 U235도 확보

하게 되었다. 이 과정에서 우리나라는 협정당사국이 아

니면서도 결과적으로 경수로 건설책임을 맡아 막대한

국민의 세금이 신포원전단지 폐쇄와 함께 사라지게 되

었다.

(3) 한국전력 분할정책

한국전력에 의해 발전·송변전·배전과 판매사업이 독

점적으로 운영되어 온 지 40년 만에 우리나라의 전력산

업은 구조개편을 맞게 되었다. 이것은 우선 한국전력의

방만한 운영이 문제가 되어 김영삼 정부에서 경제기획

원이 주관하여 구조개편을 계획하였었다. 이 계획의 골

자는 발전과 송배전의 분할로 경쟁체제를 유지하고 특

히 발전분야에 경쟁체제를 도입하는 것이었다. 이 계획

은 IMF체제의 긴박성에 따라 강력하게 추진되었는데,

반대도 만만치 않았다. 정부의 방안 중에는 외국의 예를

참고로 하여 배전부문도 수개의 배전회사로 나누어 전

력 도소매부문에서 본격적인 경쟁을 유도한다는 것이었

60 ● 기계저널

는데, 전력과 같은 정책사항을 상업적 원칙에 따라 결정

한다는 것은 위험한 일이었다. 따라서 집권당인 민주당

내에서도 우리나라의 경제수준이 국민소득 2만 달러 이

상이 된 연후에 실시하는 것이 좋겠다는 의견도 나왔다.

그러나 한국전력의 비대화는 모두 인식하고 있어 여

론은 국민에게 피해가 가지 않는 방향에서 구조개편이

필요하다는 쪽이었다. 한국전력은 1999년 2월부터 6월

까지 쟁점별로 사내의견을 수렴하고 결국 발전회사 설

립방식은 물적분할 방식으로 하고 신설발전회사의 수는

경쟁이 가능하도록 수화력 5개사와 원자력 1개사로 분

할하기로 결정했다. 드디어 2000년 12월 23일 ‘전력산

업 구조개선 촉진에 관한 법률’이 공포되기에 이르렀다.

이에 따라 ‘전기사업법‘도 같은 날 공포되었으나 시행은

2개월 후로 지정하였다.

그러나 IMF경제체제에서 정부는 외국인이 살 수 있

는 것은 무엇이든지 팔아 외화를 획득하려고 하였으므

로 발전회사의 민영화가 해외매각을 위한 수순이라는

오해도 받았다. 그러나 한전 자회사들이 외국 자본에 넘

어가지 않은 것은 다행이었다. 왜냐하면 전기료문제는

국민생활과 직결되는 것으로 단순히 경제적 측면만으로

결정할 수 없는 정치적 현안이었다. 그래도 안양과 부천

의 열병합발전소는 매각하고 말았다. 물론 경영합리화

측면에서 열병합발전소를 한국전력이 운영하여야 할 당

위성은 없었다. 그래도 국제입찰에 붙이자 국민들 사이

에서는 발전회사까지 팔지 않을까 하는 의구심이 일었

다. 다행히 발전회사를 자회사로 분리하는 정책이 채택

되어 전력산업에 외국 상업자본이 진입하는 것을 막았

다.

이 과정에서 발전회사의 경쟁을 유지하기 위해 발전

회사는 생산된 전력을 전력입찰시장을 통해 공급하고

이를 한국전력이 받아 송배전을 하도록 했다. 그것은 새

로 설립될 민간발전회사가 입찰시장을 통해 전력을 한

전에 판매하도록 유도한 것인데, 예상한대로 민간발전

회사가 설립되지는 못하였다. 이런 자유경쟁 상태가 되

고 또 민간발전회사의 설립이 촉진되려면 전기료의 적

정성이 문제가 되는데, 실제로 전기료는 선진국에 비해

저렴하게 유지되어 왔다. 특히 산업용 전력에 대해서는

산업의 발전을 위해 정책적 저가가 유지되었는데, 이로

인하여 우리나라 산업이 전력다소비산업을 벗어나지 못

했고 또 민간의 난방에서 전기사용이 급증하는 부작용

도 컸다. 실제로 많은 요식업체에서는 손님이 온 후에

전기장판을 가동하는 즉석난방이 유행하게 되었는데,

이것은 온수보일러의 유지와 보수가 용이하지 않은 것

도 한 원인이 되었다. 또한 가전제품에서 냉온방을 겸용

하는 가전기기들이 다수 출현하여 난방에 전기를 열원

으로 하였다. 결과적으로 민간의 전력수요는 냉방부하

가 최대로 걸리는 하절기뿐 아니라 난방부하가 최대로

걸리는 동절기에도 최대부하를 나타내게 되었다. [표

5-27]에서는 주요국의 전기요금수준(1999년 말 현재)

을 보여준다.

[표 5-27]에서 보면 선진국인 미국을 비롯하여 영국,

프랑스 등의 전기요금이 비싼데 이들 나라들은 모두 발

전은 물론 배전에서도 경쟁체제가 확립된 나라들이다.

그렇다면 결국 선진국에서는 전력산업이 수익성이 좋은

기업이라 할 수 있다. 이런 상황에서 자유경쟁이 도입되

면 외국자본이 들어와 전기료 인상이라는 카드를 사용

할 것이라는 우려가 생긴 것도 당연했다. 결국 우리나라

의 전력산업개혁은 거대기업인 한국전력을 분할하여 전

력생산체제에 경쟁력을 주고 송배전은 한국전력이 담당

함으로써 정책적 고려가 가능하게 한다는 선에서 결정

되었다.

(4) 발전자회사설립

한국전력의 발전부문을 균등하게 분할하여 경쟁력이

상실되지 않게 하려면 화력발전소를 5개로 분할하여야

했다. 그런데 서인천복합화력의 규모가 워낙 커서 이것

을 분할하지 않고는 균등분할이 되지 않았다. 결국 서인

천발전소는 2개로 분할하여 경쟁성을 유지하도록 했다.

또한 수력발전소의 경우, 발전설비는 4,435MW였는데

이중에 댐을 이용한 수력발전은 535MW에 불과하고 대

부분 양수발전(3,900MW)이었다. 양수발전은 발전소의

부하조절에 사용되는 것이므로 화력발전소와 연계되어

자료: 한국전력 40년사], 2001. 10. 8.

국 가 별 한국 대만 일본 영국 미국 프랑스

전기요금

(원/kWh) 72.53 86.53 183.18 134.50 95.58 105.81

지 수 비 교 100 119.3 252.5 185.4 131.8 145.9

[표 5-27] 주요국의 전기요금 수준

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 61

전문가 연재

운영되어야 했다. 따라서 화력발전을 5개 회사로 나누

고 여기에 양수발전소를 엮어 경영을 합리화 할 수 있도

록 분배하였다. 그리고 실제로 인원만 많고(443명) 발전

능력은 떨어지는 수력발전은 원자력에 붙여 운영하기로

하였다. 이와 같이 발전부문 분할의 안이 완성되었다.

[표 5-28]에서는 최종 확정된 발전자회사 설립내용을

보여준다.

[표 5-28]에서 보면, 발전회사 분할에 얼마나 고민하

였는지 알 수 있다. 그것은 해당 발전회사의 지역적 분

포가 무리한 곳이 많기 때문이다. 지역적 편이를 생각하

면 결국 시설용량이 큰 곳과 작은 곳이 생겨 결국 작은

회사는 발전의 한계가 있기 때문인데, 화력발전회사는

대략 7,000MW(700만 kW) 이상이 되도록 분할하였음

을 알 수 있다. 원자력만은 예외인데 이것은 기술의 특

성상 분할이 불가능하였기 때문이었다. 일본의 경우 지

역마다 독립적 발전회사가 관장하고 있는데, 각기 화력

발전소와 원전을 가지고 있고 또 원자로 형식도 BWR과

PWR로 달라 사고에 취약한 구조를 가지고 있다. 한국

수력원자력(주)이 한 회사로 된 것은 당연한 조처였다.

2) 한국전력 개혁 후 전력산업의 발전

(1) 한국전력공사(Korea Electric Power Corpor-

ation)

한국전력공사는 발전회사를 분할하고

도 여전이 거대기업이다. 2013년 말 기

준으로 자산이 1,540.8억 달러, 매출액이

532.1억 달러이며 종업원이 20,000명이

다. 매출액이 자산에 비해 1/3에 이르는

것은 전력산업의 특성으로 볼 수 있다.

즉, 막대한 시설투자가 필요한 경직성이

높은 사업이고 그래서 국유화가 필요한

사업이다. 주식은 한국자산공사가

29.94%, 정부가 21.17%를 소유한 정부

출자기관이다. 비교적 운영을 착실하게

하여 무디스(Moody’s)의 A1등급을 받고

있다(2011).

발전자회사를 모두 분할한 후 한국전

력공사는 전략적 사업에 중점을 두고 있

다. 즉, 그 동안의 기술적 노하우를 이용

하여 개발도상국의 전력산업을 지원하면서 직접 투자도

하는 정책이다. 그러나 이런 해외투자는 신중하지 않으

면, 성공이 보장되지 않는다. 한전이 최초로 해외진출

한 것은 1993년 중국 광동성 광동원자력발전소 보수유

지에 관한 컨설팅 계약으로부터이다. 그것은 우리나라

원전의 운전성과가 세계1위를 차지하고 있었기 때문이

었다. 대부분의 원전은 잦은 고장과 수리를 위해 가동률

이 100%에 훨씬 못 미치는 80%대였는데, 유독 우리나

라 원전의 가동률은 가끔 100%를 초과하여 세계 최고

였다. 실제로 원전가동률은 93.4%로 미국의 89.9%, 프

랑스의 76.1%, 일본의 59.2%에 비해 가장 월등하다.

또, 사고에 의한 비상원자로정지율도 세계 최저를 유지

하고 있다. 그만큼 안전가동이 보장되어 있었기 때문이

다. 이런 성과는 근래의 한수원 산하 원전의 잦은 고장

과 운전정지에서 보면 기적 같은 것이나, 당시의 강력한

안전관리로 가능했던 것이다. 한전은 아랍에미레이트에

4기의 APR-1400 원자로를 공급하고 있는데, 입찰당시

경합된 프랑스의 Avera EPR보다 무려 23% 저렴한 가

격을 제시하여 성공한 것이었다. 결국 한국전력의 원전

수출은 가격과 안전성에서 강점을 이용한 것인데, 안전

성은 한국수력원자력에서 계속 증명해 주어야 할 것이

다.

한전은 필리핀의 전력산업에 적극적인 투자를 하고

있다. 1996년에 한전은 필리핀 전력산업에 뛰어들어 말

[표 5-28] 발전회사별 관할 발전소내용

주: 한국전력 40년사, 2000.

발전회사명 소 속 발 전 소 설비용량(MW)

한국남동발전(주) 삼천포화력, 여수화력, 영동화력, 영흥화력 7,165

분당복합, 무주양수

한국중부발전(주) 보령화력, 서울화력, 인천화력, 서천화력, 7,993

북제주화력, 보령복합, 양양양수

한국서부발전(주) 태안화력, 군산화력, 평택화력, 평택복합, 7,946

서인천1발, 삼량진양수, 청송양수

한국남부발전(주) 하동화력, 영월화력, 부산화력, 영남화력, 7,875

서인천2발, 부산복합, 남제주화력,

한림복합, 청평양수

한국동서발전(주) 당진화력, 동해화력, 혼암화력, 울산화력, 7,500

일산복합, 산청양수

한국수력원자력(주) 고리원전, 월성원전, 영광원전, 울진원전, 18,251

수력발전 전체

62 ● 기계저널

라야(Malaya)화력발전소의 설비개량과 경영을 수주하

면서 시작되었다. 이어 120만 kW 용량의 일리얀(Ilijan)

복합화력발전소의 계약을 성립시켰다. 이 계약은 가스

연소복합발전소를 건설하여 일정기간 운영하고 필리핀

정부에 양도를 규정한 것이다. 현재 한전은 필리핀 내에

4개소의 발전회사를 운영하고 있는데 그 발전량이 필리

핀 전체 생산량의 12%를 점하고 있을 정도로 크다. 이

발전소에는 나가(Naga)발전소와 2011년 6월 준공한 세

부(Cebu)발전소가 포함되어 있다. 한전은 또한 몽고공

화국에 세운 풍력발전소 건설에도 투자하고 있는데, 좋

은 결과가 기대된다.

한전은 연료자급률을 2020년까지 60%로 올리려고

하고 있다. 이 계획에 따라 2010년 호주(Australia)의 바

이렁(Bylong)탄광을 매수하였다. 또 같은 해 인도네시

아의 바양자원(Bayan Resources)의 주식지분 20%를

취득하였다. 이것으로 한전은 매년 700만 톤의 유연탄

을 공급받게 되었다. 한전은 이미 2009년 인도네시아의

앵글로에너지(Anglo Energy)의 주식 15%를 매수하여

연간 300만 톤의 유연탄 공급을 확보한 바 있다. 한편,

우라늄 원료의 안정적 공급을 위해 2009년 캐나다 데니

슨광산회사(Denison Mines Corp.)의 주식 17%를 매

수했고 나이지리아 Areva SA의 임모라렌(Imouraren)

우라늄광산의 지분 10%도 매수했다. 2010년에는 이 광

산회사의 우라늄광 개발에도 투자하기로 했다.

한전은 2010년에 앞으로 2030년까지 70억 달러를 투

자하여 우리나라 전선망을 스마트그리드(smart grid)로

연결한다고 발표했다. 이것은 2009년 확정된 대한민국

스마트그리드로드맵에 기초한 것이다. 한전은 이미 제

주도 스마트그리드 시범사업에 참여하고 있는데, 2011

년 IBM과 함께 제주스마트그리드 시험사업소 건설에

참여하고 있다.

(2) 한국수력원자력(주)

발전자회사 설립에 따라 설비용량 1위가 된 한수원은

막중한 업무를 맡게 되었다. 한수원은 총 20기의 원전을

가동하여 설비용량 1만 7,716MW의 막대한 발전역량을

가지고 있다. 또한 수력발전소도 관리하고 있는데, 화천,

팔당, 청평, 의암, 춘천, 보성, 괴산, 강릉으로 화천발전소

를 제외하면 그 용량이 왜소하여 운영유지가 어려우나 지

역사회의 정서를 고려하면서 계속 운전하고 있다.

가) 원자력발전 비중

1977년 고리 1호기 원자로가 가동을 시작한 이래 우

리나라 원자력발전은 전력의 주요원이 되었다. 특히

1990년에는 총발전량 107.7GWh 중 52.9GWh를 발전

하여 점유율 49.1%를 점하였다. 이것은 시설용량 이상

의 비율로 가동률이 컸기 때문이었다. 그러나 이후 원자

력발전소 건설이 지체되면서 유연탄 발전시설이 급속히

증가하였다. 이런 배경에는 세계적인 원전반대 분위가

가 작용한 것이었다. 특히 국내에서도 환경운동연합을

주체로 한 진보세력의 강력한 저지운동이 커서 원전증

설에 대한 압력이 증대하고 있기 때문이다.

우리나라 원전 점유율은 2005년의 40.3%를 정점으로

하여 2010년에는 31.3%로 점차 하강하고 있다. 여기에는

최근에 건설한 국산원자로에서 빈번한 사고로 인한 가동

률 저하와 국민적 불신을 키운 여러 비리사건의 영향으로

도 보인다. 2010년의 점유율을 살펴보면, 유연탄의 비중

이 가장 높고, 다음이 원전이고 그 다음이 가스인데, 특히

가스발전의 비중이 급격하게 확대되고 있다.

이런 이유로 2010년 에너지수입액은 1,217억 달러를

기록하여 증가율 33.4%를 기록하는 등 에너지소비증가

율이 염려스러운 수준이다. 가장 해외의존도가 높은 석

유의 경우 2010년에 원유 배럴당 $78.7였는데, 그 후 원

유가격이 $100을 초과하고 있어 수입량증가가 없어도

400억 달러 이상의 지출증대가 있었다. 그러나 2015년

부터 산유국들의 생산량제한 카르텔이 무너지면서 원유

의 가격이 급락하여 한 때 30달러 밑으로 하락하는 등

파동이 있었으나 30달러 후반에서 유지하고 있어 우리

나라 발전단가에는 희소식이다.

나) 원전기술 자립추진

1970년대에 발주한 고리1, 2호기와 월성1호기는 턴

키방식으로 도입되었다. 그것은 당시 기술의 자립도뿐

아니라 건설비용의 차관도입까지 복잡한 조건들이 얽혀

있어 하나로 그 원인을 설명하기 어렵다. 우리나라는 언

제나 주요설비의 국산화를 추진하여 왔다. 자동차공업

이 그랬고 전력산업도 반드시 국산화하여야 하는 기술

이기 때문이다. 이것은 중화학공업화 선언 이후 모든 산

업이 현대화되면서 그 목표가 국제경쟁력 확보에 있고

나아가 수출산업화에 있었기 때문이다.

정부는 1984년7월 원전의 경제성 제고 및 에너지 자

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 63

립기반을 확립하기 위해 “원전기술

자립계획”을 수립하고 영광 3, 4호기

가 준공되는 1995년까지 95%의 기

술자립목표를 설정하였다. 또한 원

전기술 자립과 병행하여 원전을 국

내 실정에 맞는 표준원전을 정함으

로써, 조속한 기술자립은 물론 건설

비용의 절감과 운영체제의 표준화를

도모하기로 하였다. 물론 원전기술

은 15년을 한 세대로 하여 계속 신기

술이 도입되고 있으므로 표준형으로

정하고 거기에 집착하면 세계적 발

전추세를 따라가지 못하는 우려도

있었으나, 일단 100% 국산화기술을

확립한 연후에 발전한 기술개념을

도입하여 다음 세대를 개발할 시기

라고 본 것이다.

이 표준형 원전사업으로 탄생한

것이 울진 3, 4호기이다. 사업주체인

한전과 전력그룹사는 1995년 말 발

전소 전 계통에 대한 표준 설계요건

및 표준 상세설계를 완료하고 1999

년 준공된 울진 3, 4호기 건설을 통

해 표준화를 완성하였다. 이 표준형

원전으로 다음 원전인 울진 5, 6호기

및 영광 5, 6호기가 복제·건설하여 운영중에 있다. 한국

형 표준형원전은 이후 용량과 안전성이 개량되어 한국

표준원전을 신고리 1호기에 적용 건설 완료하여 운영중

이고, 신고리 2호기와 신월성 1, 2호기 건설 중에 있다.

개량된 한국표준형 원전은 용량이 1,400MW로

APR1400으로 명명되었으며 2002년 개발 완료하였다.

이 형식은 신고리 3, 4호기 및 신울진 1, 2호기에 적용

건설 중이고 2009년 12월 중동의 UAE원전사업에

APR1400이 수출하게 되었다.

다) 원전설비용량 현황

2010년 말 기준 국내원전은 총 20기가 상업운전 중에

있다. 총 설비용량은 1만 7,716MW이다. 이것의 상세는

다음 [표 5-29]와 같다.

우리나라 원전의 특징은 가동률이 높다는 것이다. 그

것은 건설할 때부터 철저한 검토와 안전점검 및 안전보

증대책의 이행에 있었다고 보인다. 1990년 이후 평균

80% 이상의 가동률로 세계에서도 앞서고 있다. 특히 최

근에 건설된 한국형 표준원전의 경우 처음부터 80% 이

상의 가동률을 보이고 있어 한국형 표준원자로의 자랑

거리가 되고 있다. 또한 고장정지도 턴키방식으로 건설

된, 고리1, 2호기, 월성 1호기 등에서 빈도가 높은 편이

고 특히 고리1호기에서는 개시연도에 17건을 포함하여

1991년에도 11건 발생하였으나 월성 3, 4 영광 3, 4 등

에서는 5건 이하로 크게 감소하고 때로는 1년 내에 1건

도 발생하지 않기도 했다.

한편, 주요기기의 작업항목을 보면 고리 1호기의 경

우 비교적 노후설비로 “가압기 이종금속용접부 정비, 원

자로상부 초음파검사 등 1차계통의 검사가 있으나, 나

머지는 대부분 일반 발전소에서도 자주 발견하는 전기

전문가 연재

호기 설비용량(MW) 원자료형 위 치 상업운전개시

고리 1 587 '78.4.29.

고리 2 650 '83.7.25.

고리 3 950 '85.9.30.

고리 4 950 가압경수로형 부산광역시 기장군 '86.4.29.

월성 1 679 '83.4.22.

월성 2 700 '97.7.1.

월성 3 700 가압중수로형 경북 경주시 '98.7.1.

월성 4 700 '99.10.1.

영광 1 950 가압경수로형 전남영광군 '86.8.25.

영광 2 950 '87.6.10.

영광 3 1,000 '95.3.31.

영광 4 1,000 '96.1.1.

영광 5 1,000 '02.5.21.

영광 6 1,000 '02.12.24

울진 1 950 가압경수로형 경북울진군 '88.9.10

울진 2 950 '89.9.30

울진 3 1,000 '98.8.11.

울진 4 1,000 '99.12.31

울진 5 1,000 '04.7.29

울진 6 1,000 '05.4.22

계 17,716

[표 5-29] 국내 원자력발전소 현황

자료: 2011 원자력백서, 지식경제부, 한국수력원자력(주), 2011.

64 ● 기계저널

계통, 냉각수순환펌프 모터교체, 주발전기 분해점검, 고

압터빈 및 저압터빈 분해점검, 증기발생기 세정 등 정기

보수의 성격이 많은 것이었다.

한국원자력연료는 신뢰성 높은 원전연료를 공급하기

위해 제조공정을 개선하고 있다. 튜브자동이송장치, 지

지격자 번호각인기 개선, 안내관 부식시험주기 개선, 지

지격자 용접치구 분리기 개발, 연료봉 탐상시험기 신호

증폭기 개선 등이다.

부품국산화로는 웨스팅하우스형 개량연료 ACE7구

조 및 부품 및 제조공정 국산화를 들 수 있다. 또한 2003

년말부터 지르칼로이 합금국산화에 착수하여 2008년에

개발을 완료하였고, 2009년 1월부터 제조에 들어갔다.

이를 바탕으로 웨스팅하우스사 품질보증검사를 마치고

2010년 12월에 튜브수출자격인증을 받고 경수로 피복

관 5만개를 수출하였다. 한편 한국표준원전의 해외수출

도 이루어져 5,600MW 규모의 원전을 한국측이 건설하

기로 한전과 아랍에미레이트(UAE) 원자력공사 사이에

2009년 12월 27일 주계약을 체결하였다. UAE에 최초

로 건설되는 원전은 2017년 5월 1일 1호기 준공을 시작

으로 2020년 5월 1일까지 매년 1기씩 총 4기(1400x4)

를 건설할 예정이다. 이 원전은 우리나라가 개발한 표준

형 원전 APR1400이다. 수주액은 총 186억 달러이며 계

약범위는 원전 4기건설, 핵연료공급(3년), 운영지원이

다.

한전은 성공적인 UAE원전수출을 위해 UAE원전사

업단을 신설하고 2010년 말 현재 한전 50명, 시공단 노

무인력 1,500명을 투입하고 있다. 한전은 종합설계는

KEPCO E&C, 핵연료는 KEPCO NF, 운영지원은 한수

원, 원자로 및 터빈발전기는 두산중공업과 협력계약을

완료하였다.

한편 베트남은 2030년까지 총 14개소의 원전을 건설

할 계획을 세우고 있으며 총출력 1만 5,000MW로 계획

하고 있어 우리나라의 진출이 적극 검토되고 있다. 이

밖에 인도네시아, 태국, 인도 등 동남아시아 국가들도

모두 원전개발에 계획으로 가지고 있어 향후 우리나라

의 적극 진출이 예상된다.

(3) 기타 화력발전소의 발전

독자생존과 경쟁이 가능한 규모로 분할된 한국전력의

화력발전소들은 대체로 최저 700만 kW 시설용량을 기

준으로 나누어 졌으며 도시에 설치된 기존 발전소들은

대체로 청정연료인 LNG로 개체하였다. 천연가스를 사

용하기 때문에 가스터빈으로 고열의 운전을 하고 나오

는 열로 증기터빈을 돌리는 복합사이클을 채택하고 있

다. 또한 재생에너지를 활용하기 위해 거의 모든 발전소

들이 태양광발전이나 풍력발전을 개발하고 있다. 이제

각 발전회사의 특징을 기술한다.

한국남동발전(주)는 주력발전소를 경남 삼천포에 소

재한 삼천포화력과 경기도 영흥도에 소재한 영흥화력에

두고 있다. 삼천포화력은 유연탄전소 발전소로 일찍 설

치되어 1~4호기는 설비용량 56만 kW이고 5,6호기는

설비용량 50만 kW로 총계 324만 kW의 대규모발전단

지이다. 삼천포화력은 부지여유가 없어 더 이상 대규모

발전소는 세우지 못하고 소수력과 태양광발전으로 신재

생에너지를 생산하고 있다. 영흥발전소는 수도권에 인

접한 영흥도에 설치한 대단위 발전단지이다. 연육교가

연결되어 오지였던 영흥도가 개발되었으며, 80만 kW급

2기와 87만 kW급 6기가 가동 중이다. 유연탄전소발전

소로 최첨단이며 신재생에너지로 태양광과 풍력발전기

를 설비하고 있다. 수도권 전력소비의 40%를 담당하는

대단위 전력기지로 앞으로의 안전한 운영과 청정화가

기대된다.

한국동서발전(주)는 울산화력을 중심으로 발전하였

다. 울산공업단지에 공급할 전력생산이 시급하였으므로

유류전소발전소로 시작하였으나 울산시의 도시화가 확

장되면서 청정연료인 천연가스를 사용하는 복합화력으

로 변환하였다. 따라서 비교적 소규모의 복합화력 8기

와 40만 kW급 기력화력 2기로 구성되어 있다. 한국동

서발전의 주력은 당진발전소에 있다. 임해발전소로 유

연탄을 연료로 사용하며 50만 kW급 8기로 400만 kW

를 생산하고 있으며 신당진발전소 건설로 국내 최대인

100kW급 유연탄전소 발전소 9,10호기를 건설 중이다.

이 발전소가 준공되면 당진지역에서만 600만 kW를 공

급하는 유연탄 화력으로는 최대규모의 발전기지가 될

것이다. 호남발전소는 일찍이 여천화학공업단지를 지원

하기 위해 건설되었다. 따라서 규모도 작고 유연탄과 중

유를 겸용하는 55만 kW급 2기를 설비하고 있다. 또한

동해발전소는 국내 최대의 무연탄 발전소로 미분탄이

아니고 유동층연소를 이용하는 발전소이다. 20만 kW급

2기를 설비하고 동해안 지역의 전력수요를 담당하고 있

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 65

다. 또한 일산열병합 발전소도 동서발전의 소속인데, 도

시소재의 발전소로 LNG연소이며 총 90만 kW의 설비

용량이다.

한국중부발전(주)는 서울화력을 중심으로 보령, 인천,

서천 및 제주화력으로 구성되어 있다. 우리나라 최초의

서울화력은 당인리발전소로 널리 알려진 서울 시내의

발전소이다. 한강변 개발이 이루어지면서 열병합 발전

소로 변환되어 38만 7,500kW의 발전용량을 가지고 있

다. 중부발전의 주력은 충남 보령시에 위치한 보령화력

이다. 50만 kW급의 유연탄연소로 1984년 1,2호기를 준

공한 후 꾸준히 증설하여 6호기까지 건설하였으며 2002

년 180만 kW급 복합발전소를 준공하였다. 2008년에는

증기의 압력을 초임계압 이상으로 높힌 초초임계압 발

전소 7, 8호기가 건설되었다. 중부발전에 속한 서천화력

발전소는 동백정으로 유명한 비인반도 끝에 있으며 국

산 무연탄을 사용하기 위해 40만 kW급 2기가 건설되었

다. 그러나 국산 무연탄의 고갈로 현재 유연탄과 무연탄

을 혼소시키고 있으며 45만 kW의 3호기를 건설하여 지

역사회의 고용증대에 기여하고 있다. 또한 인천화력은

일찍 1970년부터 차례로 4호기까지 건설되어 경인공업

지역의 전력을 담당하여 왔으며 시설용량은 115만 kW

였다. 그러나 시설의 노후와 낡은 시스템으로 3, 4호기

는 폐쇄하였다. 2005년에 복합1호기(508.5MW)와 복합

2호기(509MW)가 준공되어 발전하고 있다. 중부발전은

제주화력도 관장하고 있는데, 제주도의 특성상 기력과

내연이 섞여 있으며 가스터빈발전기까지 설치하여 전력

소요에 대응하고 있다.

한국서부발전(주)는 대형 발전단지인 태안발전본부

를 주력으로 하여 서인천에서부터 군산에 이르는 서해

안지역에서 발전하는 회사이다. 총 발전설비 890만 kW

이며 이중 태안화력이 400만 kW를 담당하고 있다. 태

안화력은 1995년 6월에 1호기를 준공하면서 발전을 시

작한 비교적 최신의 설비이다. 서인천발전소는 처음부

터 연료를 청정연료인 LNG를 사용하는 복합화력으로

시작했으며 증기터빈 8기를 가동하고 있는 대형발전소

이다. 1980년에 발전개시한 평택발전소는 중유로 시작

했으나 1986년부터 LNG로 연료를 개체하는 작업을 통

해 복합화력으로 변환시켰다. 군산화력은 오래된 유류

발전소를 해체하고 새로 2010년 복합발전소로 새출발

하여 군산공업지구를 비롯한 전북지구의 전력을 공급하

고 있다. 서부발전은 평택에 2복합발전소와 동두천복합

발전소를 건설 중에 있다.

한국남부발전(주)는 유연탄을 전소하는 하동화력을

중심으로 신인천(복합), 안동(복합), 부산(복합)발전소

를 운영한다. 영월발전소는 일찍이 저질무연탄 전소로

시작하여 영월탄전 일대의 무연탄을 소비하여 왔다. 그

러나 회분이 너무 많아 연소후 재처리로 어려움을 많이

겪었으며 65년간 가동한 후 폐쇄되고, 2010년 11월 복

합발전소로 변환하여 84.8만 kW의 전력을 생산하고 있

다. 또한 남제주화력은 소규모로 중유전소의 10만 kW

기력발전기 2기를 설비하고 있으며 한림복합발전소에

서는 경유를 연료로 한 복합발전소를 건설하고 가동 중

이다. 특히 남부발전은 전력산업의 최고상인 에디슨

(Edison)상을 수상하여 세계적으로 고효율과 청정배기

로 각광을 받고 있다.

전문가 연재

66 ● 기계저널

김용 세계은행총재는 지난 7월 25일 서울에서의 한

강연에서, 우리나라 젊은이들에게 단순히 지식과 기술

만 가르치기보다는, 타인과 소통하며 팀워크를 발휘할

수 있도록 가르쳐야, 세계화 시대에 경쟁력을 갖출 수

있게 된다며, ‘소프트 스킬’ 교육의 중요성을 강조했다.

공과대학 교육에서, 특히 공학교육인증의 관점에서, 중

요한 soft skill은 ‘다양한 환경에서 효과적으로 의사소

통할 수 있는 능력’이다. 그 중에서도 글쓰기가 가장 중

요한 소프트 스킬이다. 공과대학 학생들은 의사소통이

왜 어려운지를 이해하고, 과정을 따라, 의사소통 목적

을 성취하는 글을 쓸 수 있도록 배워야 한다.

먼저 공과대학 학생들은 왜 의사소통이 어려운지를

이해해야 한다.1) 첫째로, 학생들은 글로 표현하려는 것

과 문자 사이에는 직접적인 관계가 없음을 이해해야 한

다. 즉 어떤 주제를 드러내는 글을 쓰기 위해 문자를 이

용하는 사람이 없으면, 문자와 그 주제 사이에는 아무

관계가 없다. 둘째로, 주제를 드러내려고 문자를 써서

글을 쓰는 사람이 문자로 자신의 사고를 표현하는 데

관련되는 여러 규칙들을 지키기가 어렵다. 뿐만 아니

라, 글을 읽는 사람과 글을 쓰는 사람이 그런 규칙을 알

고 지키는 정도가 다르다. 셋째로, 문자로 주제를 표현

하는 데와 글을 읽어 그 글이 의미하는 바를 이해하는

데에 소통 당사자들의 경험이나 지식, 그들이 속한 사

회의 문화나 관습 등 다양한 요소들이 작용한다. 크게,

이런 세 가지 이유들로 인해, 어떤 주제에 대해 글을 쓰

는 사람과 글을 읽는 사람 사이의 의사가 온전히 소통

되기가 쉽지 않음을 학생들은 이해해야 한다.

다음으로 학생들은 글을 쓰는 과정을 이해하고 그 과

정을 따라 글을 쓸 수 있어야 한다. 학생들은, 앞 단락

에서 살핀 바처럼, 의사소통이 어려운 배경에 대해 이

해하지 못하는 필자는 제대로 된 글을 쓸 수 없다는 사

실을 명심해야 한다. 필자는 자신이 전달하려는 의미를

문자로 적기 전에 글을 읽는 독자는 누구인지, 독자는

어떤 환경에서, 왜 글을 읽으려 하는지, 자신은 어떤 환

공과대학 학생들이

배워야 하는 글쓰기

권 성 규 계명대학교 기계자동차공학부 교수 ㅣ cmack@kmu.ac.kr

엔지니어와 글쓰기

1) 권성규 (2016), “글쓰기가 어려운 근원적 이유,” 기계저널, 56(5), 대한기계학회, 6-18.

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 67

엔지니어와 글쓰기

경에서, 왜 글을 쓰려 하는지 등을 파악해야

한다. 필자는, 그를 바탕으로, 소통하려는 주

제에 관한 자료를 수집하고 의사소통 목적을

성취하는 데 적합하도록 글의 틀을 짜야 한다.

이상이 글을 ‘쓰기 전’에 해야 하는 일들의 개

략이다. 그런 다음에, 필자는 초벌을 써야 한

다. 초벌을 쓴 후에는, 필자는 글의 틀은 적합

한지, 독자가 글을 읽어 필자 자신이 전하려는

바의 의미를 이해하는 데 장애가 되는 요소들

은 없는지, 문장들이 정확한지 등을 살펴, 초

벌을 고쳐 써야 한다.

그림 12)은 일반적인 글쓰기 과정을 묘사한

다. 그러니까, 글을 쓰는 과정은 크게 글을 쓰

기 전(prewriting), 초벌 쓰기(writing), 고쳐

쓰기(rewriting), 세 단계로 나누어 진행된다.

이 중에서, ‘쓰기 전’ 단계가 가장 중요하다. 시

간 배분 관점에서, ‘쓰기 전’이 글쓰기 과정의

85%를 차지한다고 주장하는 학자도 있다. 이

단계가 충실해야 제대로 된 글을 쓸 수 있게

된다3). 사람들이 글쓰기가 어렵다는 말을 하

는 것도 바로 이 단계를 부실하게 하기 때문이다. 그림

2는 ‘쓰기 전’에 해야 하는 세부 사항들을 자세히 펼쳐

놓은 개략도 4)이다. 이 그림에서 ‘수사적 상황

(rhetorical situation) 이해’는 주로 독자와 관련된 다

양한 요소들을 파악하는 일이다. 개요(outline)는 글의

틀을 말한다. 그림 35)은 연구 개발과 관련하여 글을 써

야 하는 필자의 독자 관련 수사적 상황을 묘사한다. 이

그림을 보면, 다양한 직무의 사람들이 각자 다른 상황

에서 필자가 쓴, 예를 들어, ‘보고서’의 정보를 이용할

것임을 알 수 있다.

2) Gerson, Sharon J. and Gerson, Steven M. (2014), Technical Communication: Process and Product, Eighth Edition, Pearson,

30.

3) 예를 들어, R&D 보고서는 연구와 개발 일이 끝나고 쓰는 것이라는 생각은 오해이다. 일이 진행되는 동안, 엔지니어들은 수많은 자료와

정보를 수집해야 하고, 그것들을 잘 관리하여야 제대로 된 보고서를 쓸 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 설계 엔지니어가 문제를 정의

하는 그 시점부터, ‘보고서’ 쓰기 과정이 이미 시작되는 것이다. 개념설계 단계부터, 컴퓨터를 이용하여 자료와 정보를 효율적으로 관리해

야, 엔지니어가 좋은 설계보고서를 쓸 수 있다.

4) 권성규 (2015), 공학도를 위한 글쓰기, 학산미디어, 57.

5) Paradis, James G. and Zimmerman, Muriel L. (2002), The MIT Guide to Science and Engineering Communication, Second

Edition, The MIT Press, 33.

그림 1 글쓰기 과정

그림 2 ‘쓰기 전’에 해야 하는 일들이 전개되는 순서를 묘사하는 개략도

68 ● 기계저널

초벌 쓰기는 글쓰기 과정에서 가장 단순한 단계이다.

이 단계에서 필자는 앞 단계에서 정한 틀에 따라 글을

적기만 하면 된다. 그와 달리, 고쳐 쓰기는 초벌 쓰기보

다 훨씬 중요하다. ‘글을 잘 쓰는 사람은 고쳐 쓰기를

잘 하는 사람이다’라는 말이 있을 정도로, 고쳐 쓰기 단

계가 중요하다. 글을 고쳐 쓰는 데는 초벌을 쓰는 데 들

인 시간의 15배 정도를 써야 한다고 한다.

학생들은 또한, 표에 요약된 바와 같이,

정직하고, 분명하며, 정확하고, 포괄적이

며, 접근성이 좋고, 간결하며, 외모가 전

문가답고, 올바른 글을 쓸 수 있도록, 글쓰

기를 배워야 한다6). 엔지니어들은 이런 특

성들을 충족하는 글을 쓸 수 있어야 하고,

그래야, 독자들에게 정보를 제공하여 그

들을 설득할 수 있으며, 독자들은 글을 읽

고 어떤 일에 대해서 이해하거나 그를 바

탕으로 어떤 행동을 취할 수 있게 된다. 특

히, 분명하고도 정확하며 간결한 정보 전

달을 위해서, 표, 그래프 등과 같은 시각자

료들이 효과적으로 이용되어야 한다. 이

런 특성들을 갖춘 글을 쓸 수 있자면, 필자

들은 글쓰기 과정, 특히 ‘쓰기 전’ 단계를

충실히 따라야 한다.

결론적으로 공과대학 학생들은 글말 의

사소통이 어려운 근본 이유를 이해하고,

과정을 따라 글을 쓸 수 있어야 하며, 정직

하고, 분명하며, 정확하고, 포괄적이며,

접근성이 좋고, 간결하며, 전문가가 쓴 것

처럼 보이는, 올바른 글을 쓸 수 있도록,

글쓰기를 배워야 한다. 그런데, 대부분의

대학교에서 글쓰기를 가르친다고 하지만,

공과대학 학생들은 그들에게 적합한 수준의 글쓰기를

제대로 배우지 못하고 있다. 우리 학생들은 soft skill

글쓰기를 hard skill의 맥락에서 배워야 한다. 그래서

다음 글의 주제는 ‘공과대학 학생들에게 글쓰기를 제대

로 가르치자면 공대 교수들이 나서야 한다’이다.

6) Markel, Mike (2012), Technical Communication, Tenth Edition, Bedford/St. Martin’s, 12-14.

그림 3 연구 개발 관련 문서를 작성하는 필자가 이해해야 하는 독자 관련 수사적 상황

표 엔지니어들이 쓴 글이 갖추어야 하는 특성

• 정직한 글

- 독자들이 문제를 해결하는 데 필요한 정보 제공

- 부정직한 글은 독자들에게 피해를 줘

- 부정직한 글은 필자의 조직에 해를 입혀

• 분명한 글

- 뜻이 불분명한, 읽는 이에 따라 뜻이 다를 수 있는, 글은 위험

- 모호한 의사소통은 비싼 대가를 지불

• 오류가 없는 정확한 글

• 독자에게 필요한 모든 정보를 담은 글

• 정보를 쉽게 찾아 볼 수 있게 구성된 글

• 짧고 간결하여, 경제적으로 정보를 전달하는 글

• 전문가가 쓴 것처럼 보이는 글

• 문법에 맞아, 올바른 글

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 69

전 세계 특허정보 활용 전략을 한 눈에

특허청은 ‘기업의 성공과 특허정보(IP Knowledge at

the Core of Business Success)’라는 주제로 ‘국제특허

정보박람회(PATINEX 2016)’를 9월 1일부터 이틀간 서

울 임피리얼 팰리스 호텔에서 개최할 예정이다.

올해로 12회째를 맞는 국제특허정보박람회[PATINEX

2016]는 국내 유일의 국제 특허정보 행사로 전 세계 특허

정보 전문가들의 발표와 토론으로 구성되는 컨퍼런스와

특허정보서비스 업체들의 다양한 제품을 소개하는 박람

회로 구성되었다.

행사 첫째 날인 9월 1일에는 퀄컴(Qualcomm) 부사장

제이슨 케나지(Jason Kenagy)의 ‘기업의 지속적인 발전

과 특허정보의 전략적 가치’에 관한 기조연설에 이어, 특

허거래 전문기업인 미국 오션토모(Ocean Tomo)와 글로

벌 화학기업인 일본 닛토덴코(Nitto Denko)의 특허담당

자들이 참석하여 시장 및 기업 입장에서 특허정보 분석·

관리 방안에 대한 강연과 패널 토론이 있을 예정이다.

둘째 날인 9월 2일에는 미국, 중국, 인도와 같은 글로

벌 마켓의 특허정보 활용 사례·방안과 미래기술로 불리

는 인공지능, 바이오, 사물인터넷 분야의 특허정보 트렌

드에 대한 국내외 연사들의 다채로운 강연이 이어질 예

정이다.

아울러 무료로 개방되는 워크숍에서는 세계 선진 특허

청(미국·일본·유럽·한국)의 특허정보 정책·동향뿐만 아

니라, 특허법인 및 대학 산학협력단 등이 새로운 시각에

서 특허정보 활용전략을 소개하는 자리가 마련되며, 별

도로 마련된 전시관에서는 국내외 특허정보 서비스 기업

들이 다양한 제품과 솔루션을 소개하고, 특히 중소기업

공동전시관에서는 국내 특허정보 스타트업의 참신한 아

이디어를 한눈에 살펴볼 수 있을 것이다.

어른들이 장난감 시장의 판도를 주도한다.

장난감 시장에서 성인들이 새로운 고객으로 떠오르고

있다. 그동안 어린이들의 전유물로 여겨졌던 장난감시장

이 키덜트 열풍에 따라 구매력을 갖춘 성인을 타겟으로

확산되는 분위기다. 실제 관련기업들의 드론, 피규어 등

성인수요가 많은 장난감 관련 상표출원도 활기를 띠고

있다.

특허청에 따르면 드론 등 무선조종 장난감, 피규어

(figure) 등의 상표출원 비율이 꾸준하게 증가하는 것으

로 나타났다.

“똑소리 나는 전기지킴이”로 블랙아웃 걱정 줄인다!

＃사례=폭염이 맹위를 떨치는 여름철마다 전력예비율

에 비상이 걸린다. 여름철 냉방수요 증가가 주 요인이다.

전력거래소 통계에 따르면 2016년도 7월 중순 전력예비

율이 33%에서 7월 말 9.6%로 한자릿수로 떨어졌다. 일

시적 전력 수요 급증 시 블랙아웃(대규모 정전)으로 비상

이 걸릴 수도 있다. 전력설비의 이상여부를 미리 감지하

고 자동진단하는 관련 기술개발도 꾸준하게 이어지고 있

다.

특허청은 전기를 공급하는 전력설비의 이상 여부를 자

동진단하고 고장 발생 시 관리자에게 알려주는 기술에

관한 특허출원이 꾸준하게 증가하고 있다고 지난 달 7일

밝혔다.

특허청에 따르면, 2000~2002년 총 29건에 불과하던

전력설비 자동 진단기술 관련 특허출원은 2003~2005년

51건, 2006~2008년 80건, 2009~2011년 174건,

2012~2014년 277건으로 전력사용량 상승과 함께 기술

개발이 활발하게 이루어지는 것으로 나타났다.

이는 최근 전력사용량이 증가하는 가운데 전력설비 자

동 진단기술을 이용해 실시간으로 전력설비를 진단하고

관리해 대규모 정전, 비상상황에 대비하기 위한 것으로

분석된다.

분야별 전력설비 자동 진단기술 관련 출원비율을 살펴

보면 전력을 수용가로 분배하거나 전압을 변압하는 수배

전반 전력설비 진단기술 분야(51%)가 가장 많이 출원됐

다. 이어서 전기선로 및 전기 접속점 진단기술 분야

(28%), 배터리 진단기술 분야(2%) 등 순으로 출원됐다.

출원이 가장 많은 수배전반 전력설비의 진단 기술관련

출원은 기존엔 전력설비의 전압과 전류를 직접 측정해

진단하는 방식에 의존해 왔지만 최근엔 센서기술 발달로

특허 소식

70 ● 기계저널

센서를 이용한 최신 진단 기술 관련 출원이 증가하고 있

다.

또한 수배전반 전력설비 이상 시 진단을 위한 센서별

출원비율은 초음파를 측정하는 초음파센서(47%)가 가장

많고 이어서 열을 감지하는 적외선 센서(26%), 스파크로

부터 빛을 감지하는 자외선 센서(21%)가 뒤를 이었다.

초음파 센서를 이용한 수배전반 전력설비 자동 진단기

술 관련 출원 중 출원이 가장 많은 출원인별 출원 동향을

살펴보면 중소기업(32%)과 대학/연구소(32%)의 비율이

가장 높았고 이어서 대기업(24%), 개인(12%) 등 순으로

나타났다.

휴대형 방사능 측정 기술 특허출원 증가세

특허청은 최근 방사능 측정 기술 특허출원이 지속적으

로 증가하는 가운데, 휴대형 방사능 측정 기술의 특허출

원도 꾸준히 늘어나고 있다고 밝혔다.

특허청에 따르면 방사능 측정 기술의 특허출원은

2010년 48건이 출원되었고, 2011년 80건으로 전년대비

66.7% 증가한 이후, 2012년 108건, 2013년 124건, 2014

년 143건으로 지속적인 증가 추세를 이어가고 있다.

이 가운데 휴대형 방사능 측정 기술의 특허출원은

2010년 3건에 불과하던 것이 2011년에 11건으로 급증하

였고, 2012년에 4건으로 감소하였으나 2013년에 9건,

2014년 10건에 이르는 등 비교적 꾸준한 증가세를 보이

고 있다.

특히 2011년에는 휴대형 방사능 측정 기술의 특허출

원이 급증한 것을 볼 수 있는데, 이는 2011년 3월에 발생

한 일본 후쿠시마 원전사고를 계기로 방사능 오염에 대

한 관심과 우려가 반영된 것으로 풀이된다.

과거에는 휴대형 방사능 측정 기술이 휴대성을 높이기

위한 소형화, 경량화 기술을 중심으로 개발되어 왔으나,

최근에는 이에 그치지 않고 모바일 통신 기술의 성장에

부응하여 스마트폰과 같은 모바일 단말기, 무선통신, 중

앙서버와 데이터베이스 및 네트워크 기술 등의 무선 통

신 기술이 적용되어, 개인이 방사능 측정기를 이용하여

방사능을 측정하고 이를 실시간으로 모니터링 장치에 전

송할 뿐만 아니라, 복수의 휴대형 단말기들과 네트워크

를 형성하여 방사능 정보를 포함한 다양한 정보를 공유

하는 기술로 진화하고 있는 것이 특징이다.

최근 휴대형 방사능 측정 기술의 세부 기술분야별 출

원 현황을 보면, 일반적인 휴대형 측정기의 특허출원이

22건으로 가장 많았으며, 스마트폰을 이용한 측정기가 8

건, GPS형과 블루투스 통신형이 각각 2건 등을 차지하고

있다.

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 71

1월

•13.(수)~15.(금), ISNIT 2016 / 장소 : 대전 호텔ICC

•15.(금), 전임회장단회의-회장단회의-제1차 이사회 /

장소 : 학회 회의실

• 27.(수)~29.(금), ASME PD 442 강습회 / 장소 : 한국과학기술회관

2월

•16.(화), 선관위 / 장소 : 서울역 티원

•19.(금), 학술대회조직위-회장단회의-제2차 이사회-임원워크숍-강

연-만찬/ 장소 : 프레지던트호텔

•22.(월), 한국기계기술단체총연합회 정기회의 및 청강연 /

장소 : 학회 회의실

3월

•8.(화), 포상위원회 / 장소 : 학회 회의실

•15.(화), 평의원·감사후보 등록 마감

•16.(수), 평의원·감사 선관위

•18.(금), 회장단회의-제3차 이사회-위원회 발표 / 장소 : 학회 회의실

•29.(화), 평의원·감사 투표 시작

4월

• 7.(목)~ 8.(금), 재료 및 파괴부문 춘계학술대회 /

장소 : 서귀포KAL호텔

•7.(목)~ 9.(토), CAE 및 응용역학부문 춘계학술대회 /

장소 : 제주 해비치리조트

•15.(금), 평의원선관위-회장단회의-제4차 이사회-위원회 발표 /

장소 : 학회 회의실

•19.(화)~22.(금), 열공학부문 춘계학술대회 /

장소 : 여수 디오션리조트

•27.(수)~29.(금), 동역학 및 제어부문 춘계학술대회 /

장소 : 부여 롯데리조트

•27.(수)~29.(금), 바이오공학부문 춘계학술대회 / 장소 : 강원대

•28.(목)~29.(금), 신뢰성부문 춘계학술대회 / 장소 : 부경대

5월

•12.(목), 호남지회 춘계학술대회 / 장소 : 군산대

•13.(금), 대구·경북지회 춘계학술대회 / 장소 : 영남대

•13.(금), 경남지회 춘계학술대회 / 장소 : 경상대(통영)

•19.(목)~20.(금), 유체공학부문 춘계학술대회 / 장소 : 연세대

•19.(목), 부산지회 춘계학술대회 / 장소 : 농심호텔

•19.(목)~20.(금), 마이크로/나노공학부문 춘계학술대회 /

장소 : 부경대

•19.(목)~20.(금), IT융합부문 춘계학술대회 / 장소 : 서울시립대

•20.(금), 학술대회조직위-회장단회의-제5차 이사회-평의원회(간선)

/ 장소 : 학회 회의실

•20.(금), 강원지회 춘계학술대회 / 장소 : 한라대

•25.(수), 울산지회 춘계학술대회 / 장소 : 울산대

•26.(목)~27.(금), 생산 및 설계공학부문 춘계학술대회 /

장소 : 여수 히든베이호텔

•27.(금), 충청지회 춘계학술대회 / 장소 : 한밭대

6월

• 2.(목), 회장단-부문회장 간담회 / 장소 : 진진바라

• 12.(일)~16.(목), Joint 18th IHPC & 12th IHPS /

장소 : 라마다플라자제주호텔

•15.(수)~17.(금), 플랜트부문 특별강연회 / 장소 : 한양대(ERICA)

•17.(금), 회장단선관위-회장단회의-제6차 이사회-위원회발표 /

장소 : 학회 회의실

• 23.(목)~24.(금), 교육부문 춘계학술대회 / 장소 : 한양대(ERICA)

•23.(목), 교육부문 영어논문작성 워크숍 / 장소 : 연세대

7월

• 1.(금), 지회활성화 간담회

• 7.(목)~8.(금), 에너지 및 동력공학부문 춘계학술대회 /

장소 : 한국서부발전 본사, 한국발전교육원

• 12.(화), 회장단 선거 입후보 마감

• 24.(일)~29.(금), WCCM XII & APCOM VI / 장소 : COEX

•29.(금), 회장단선관위 / 장소 : 학회 회의실

8월

•19.(금), 학술대회조직위-회장단선관위-회장단회의-부문회장회의-

제7차 이사회 / 장소 : 학회 회의실

9월

•9.(금), 회장단회의-제8차 이사회 / 장소 : 학회 회의실

•26.(월), 학생설계경진대회 최종보고서 제출(~10. 7)

•27.(화), KSME-SEMES 서류심사 합격자 통보

10월

• 6.(목)~7.(금), PD577 볼트 연결 조립에 관한 교육(ASME PCC-1)

/ 장소 : 한국과학기술회관 소회의실2

• 9.(금), 회장단회의-제8차 이사회 / 장소 : 학회 회의실

• 10.(월)~14.(금), PD443 압력용기 설계/제작 교육(ASME BPV Code

Sec.VIII, Div.1) & 압력설비의 검사, 보수 및 변경에 관

한 교육 / 장소 : 한국과학기술회관 소회의실2

• 18.(화)~20.(목), PD190 Welding, Brazing and Fusing

Qualifications (BPV Code Sec.IX) / 장소 : Mercure

Seoul Ambassador Gangnam Sodowe (역삼역)

• 28.(금), 학술대회조직위-회장단회의-제9차 이사회 / 장소 : 학회 회의실

• 28.(금), AI Machine 포럼 / 장소 : 한국과학기술회관 중회의실

11월

• 10.(목), 2016년도 ‘기계의 날’ 기념행사(한국기계기술단체총연합회) /

장소 : 엘타워(예정)

•12.(토), 제6회 전국 학생설계 경진대회 / 장소 : 고려대(예정)

•13.(일)~16.(수), ACEM 2016 / 장소 : 라마다플라자제주호텔

•18.(금), WISET 연구발표대회 / 장소 : 한국과학기술회관 회의실

•18.(금), 회장단회의-제10차 이사회 / 장소 : 학회 회의실

•23.(수), 과학기술혁신포럼 / 장소 : 국회의원회관 회의실

12월

•14.(수)~16.(금), 2016년도 학술대회(본부) /

장소 : 강원랜드 컨벤션센터

•14.(수), 평의원회 / 장소 : 강원랜드 컨벤션센터 내

•15.(목), 정기총회 / 장소 : 강원랜드 컨벤션센터

•16.(금), 제11차 이사회(조찬)-부문회장-지회장회의 /

장소 : 강원랜드 컨벤션센터

•23.(금), 송년회 / 장소 : 과총회관 아나이스홀

대한기계학회 2016년도 주요일정

72 ● 기계저널

◼ 대한기계학회논문집 A권 제40권, 제8호, 통권 제371호

[재료 및 파괴·CAE 및 응용역학·동역학 및 제어·생산 및 설계공학·신뢰성 분야]

<학술논문>

◦ 유한요소 연성파손 모사기법을 이용한 노치 결함 반경 크기에 따른 파괴역학적 평가 /

배근형·전준영·한재준·남현석·이대영·김윤재 693

◦ 모바일 로봇 자세 안정화를 위한 칼만 필터 기반 센서 퓨전 / 장태호·김영식·경민영·이현빈·윤동환 703

◦ 철도차량 충돌시 선두차량의 타고오름량 예측 연구 / 김준우·구정서·김거영·박정필 711

◦ 구조물의 피로파괴 예지를 위한 이중센서 개발 / 백동천·박종원 721

◦ 자동차 정기검사에서 제동력 검사의 신뢰성 향상에 관한 연구 / 오상엽 725

◦ 하이브리드 자외선 노광법을 이용한 3차원 고종횡비 미소구조물 제작 / 박성민·남경목·김종훈·윤상희 731

◦ 물리화학적 처리에 따른 PDMS 특성 조절 / 남경목·박성민·김종훈·윤상희 737

<응용논문>

◦ 수평방향 하중이 트랙롤러의 특성에 미치는 영향 / 강보식·이충성·김용래 743

◦ 선박용 디젤 엔진 크랭크 스로 부품용 S34MnV강의 피로한도에 대한 신뢰도 예측 / 김선진·공유식 751

◦ Ti 합금을 이용한 항공기용 Flexible PTO 샤프트 개발 시험 / 이주홍·강보식·유현석·이지만·조해용 759

◼ 대한기계학회논문집 B권 제40권, 제8호, 통권 제371호

[열공학·유체공학·에너지 및 동력공학·바이오공학·마이크로/나노공학 분야]

<학술논문>

◦ TMED방식 병렬형 하이브리드 차량의 회생제동 회수율 및 연비 특성 연구 / 정진호·김진수·김주환·이진욱 485

◦ 군용헬기 결빙 감항인증 시험을 위한 결빙센서 위치선정에 관한 연구 / 김찬동·허장욱 495

◦ 역방향 2차 공기 주입 방식을 적용한 소각 연소로의 Thermal NOx 및 CO 배출특성에 대한 축소모형실험 연구 /

◦ 최종균·최우성·신동훈 503

◦ 3차원 곡관에서의 굴절률 일치법을 이용한 맥동 유동의 PIV 측정 / 홍현지·지호성·김경천 511

◦ 축류펌프 안내 깃 최적화 설계를 위한 전산 유동해석 / 윤정의 519

◦ 경사진 튜브 표면의 풀비등 열전달계수 계산을 위한 실험식 개발 / 강명기 527

◦ 상태 공간 기법을 이용한 원심압축기 공기 유량 모델 기반 적응 제어 / 한재영·정문청·유상석·이 선 535

<응용논문>

◦ 대형 풍력터빈 절연커플링 시험장치 개발 및 평가 / 주성하·김동현·오민우·김수현·배준우·강종훈·이형우·김경희 543

◼ 대한기계학회논문집 C권 제4권, 제2호, 통권 제10호

<응용기술논문>

◦ 제어 방식에 따른 지열 히트펌프 시스템의 성능 시뮬레이션 / 이두영 · 최재호 · 민경천 · 손병후 75

◦ LNG선 Ballast Tank Mud Flushing System의 최적설계 / 박상협 · 송유석 · 김영복 85

◦ 터빈 노즐 및 열차폐 코팅에 따른 고압 1단 터빈 블레이드의 구조 건전성 영향에 대한 연구 / 허재성 · 강영석 · 이동호 93

◦ 열시효가 Mod.9Cr-1Mo강의 재료강도 및 파괴 거동에 미치는 영향 / 이형연 · 김우곤 · 손석권 · 홍석우 · 석창성 101

◦ 소비자 가치 기반 융합산업 육성을 위한 R&BD 전략 연구 / 정경렬 111

◦ 국제민간항공기구의 무인기 정책 개발 동향 / 안효정 · 원정윤 117

◦ 유니텍스 구조의 차음성능 향상기술 개발 / 변준호 · 이중혁 · 김석현 · 이재준 · 기호철 123

논문집 목차

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 73

◼ Journal of Mechanical Science and Technology Vol. 30, No. 8

[Dynamics, Vibration and Sound]

◦ Optimum path-tracking control for inverse problem of vehicle handling dynamics / Y. Liu, J. Jiang 3433◦ The meshing angular velocity and tangential contact force simulation for logarithmic spiral bevel gear based on Hertz elastic contact theory / T. Xiang, L. Gu, J. Xu 3441◦ Finite element analysis for friction noise of simplified hip joint and its experimental validation / J. Nam, H. Choi, J. Kang 3453◦ Vehicle position estimation using nonlinear tire model for autonomous vehicle / J. Yoon, B. Kim 3461◦ Strongly nonlinear free vibration of four edges simply supported stiffened plates with geometric imperfections / Z. Chen, R. Wang, L. Chen, C. Dong 3469◦ A new transient CFD method for determining the dynamic coefficients of liquid annular seals / D. Wu, X. Jiang, S. Li, L. Wang 3477◦ Theoretical cross-wind speed against rail vehicle derailment considering the cross-running wind of trains and the dynamic wheel-rail effects / M. S. Kim, G. Y. Kim, H. T. Kim, J. S. Koo 3487◦ Using DQM method on residual vibration analysis of an electrostatically actuated microswitch structure / B.-W. Huang, J.-H. Kuang, C.-J. Chen, J.-G. Tseng 3499◦ Effects of the friction coefficient on the torque characteristics of a hydraulic cam-rotor vane motor / Q. Ma, X. Wang, F. Yuan, L. Chen, J. Tao, Z. Miao 3507◦ Dynamic behavior of three-dimensional composite beam under flapwise excitation / M. Eftekhari 3515◦ An experimental investigation on the effects of exponential window and impact force level on harmonic reduction in impact-synchronous modal analysis / O. Z. Chao, L. H. Cheet, K. S. Yee, A. G. A. Rahman, Z. Ismail 3523◦ New methodology for light weight solutions to improve BIW structural performance using bulk head optimization / R. Mohan, H. Venkatesan, S. Mahadevan 3533

[Engineering Materials and Technology]

◦ Discretized Markov chain in damage assessment using Rainflow cycle with effects of mean stress on an automobile crankshaft / S. Salvinder, A. Shahrum, N. A. N. Mohamed 3539◦ Generation of electrical energy using lead zirconate titanate (PZT-5A) piezoelectric material: Analytical, numerical and experimental verifications / Z. But, R. A. Pasha, F. Qayyum, Z. Anjum, N. Ahmad, H. Elahi 3553◦ Effect of the yarn pull-out velocity of shear thickening fluid-impregnated Kevlar fabric on the coefficient of friction / Sh. Alikarami, N. Kordani, A. SadoughVanini, H. Amiri 3559◦ Diagnosis of early-stage damage to polymer - glass fibre composites using non-contact measurement of vibration signals / T. Figlus, M. Koziol 3567◦ Pre-hardened tool steels failure analysis in die-casting / S. Naimi, S. M. Hosseini 3577◦ A new approach to measure the elasticity modulus for ceramics using the deformation energy method / C. R. Foschini, E. A. C. Souza, A. F. S. Borges, C. A. F. Pintão 3585◦ Design and optimization of an electromagnetic servo braking system combining finite element analysis and weight-based multi-objective genetic algorithms / R. Lostado, P. V. Roldán, R. F. Martinez, B. J. Mac Donald 3591◦ Linear and nonlinear buckling analysis of a locally stretched plate / M. Kilardj, G. Ikhenazen, T. Messager, T. Kanit 3607◦ An energy-based fatigue life prediction of a mining truck welded frame / Z. Gu, C. Mi, Z. Ding, Y. Zhang, S. Liu, D. Nie 3615◦ Knowledge-based artificial neural network model to predict the properties of alpha+ beta titanium alloys / P. S. Noori Banu, S. Devaki Rani 3625

[Fluids Engineering]

◦ Experimental study of the flow between triangular ribs in a square channel / C. Gurlek 3633◦ Analysis of vorticity dynamics for hump characteristics of a pump turbine model / D. Li, R. Gong, H. Wang, L. Han, X. Wei, D. Qin 3641◦ VOCs transport with VOCs-adsorbing particles under VOCs emission from carpet / H. Xie, C. N. Kim, B. Deng 3651◦ Effect of a diffuser on gas-solid behavior in CFB riser for CO2 capture / H. Yoo, H. Moon, H. Seo, Y. K. Park, H. H. Cho 3661◦ Proportional feedback control of laminar flow over a hemisphere / J. Lee, D. Son 3667◦ Identification and characterization of coherent structures in gasoline injector nozzle flow using proper orthogonal / decomposition / M. M. Khan, N. A. Sheikh 3673

[Solid Mechanics and Design]

◦ Multiobjective optimization of a steering linkage / S. Sleesongsom, S. Bureerat 3681◦ A multi-objective optimization for HAWT blades design by considering structural strength / Y. Yang, C. Li, W. Zhang, J. Yang, Z. Ye, W. Miao, K. Ye 3693

논문집 목차

74 ● 기계저널

◦ Development of a 6-DoF FBG force–moment sensor for a haptic interface with minimally invasive robotic surgery / C. Kim, C.-H. Lee 3705◦ A study on high speed coupling design for wind turbine using a finite element analysis / H. W. Lee, J. Y. Han, J. H. Kang 3713

[Micro/Nano Technologies and Engineering]

◦ Analysis of wave reflection of a stenotic vessel blood pressure wave using the lattice Boltzmann method and impedance boundary condition / Y. W. Kim, Y. H. Kim, J. S. Lee 3719◦ Numerical investigation of the effects of geometric parameters on transverse motion with slanted-groove micro-mixers / S. J. Baik, J. Y. Cho, S. B. Choi, J. S. Lee 3729◦ Multiphase static droplet simulations in hierarchically structured super-hydrophobic surfaces / J. S. Lee, J. S. Lee 3741◦ Numerical simulation and experimental validation for a novel dielectrophoresis activated cell sorter to achieve high throughput and efficiency / B. Hwang, D. Lee, B. Kim, J. Lee 3749

[Production and Fusion Technology]

◦ Development of a new concrete pipe molding machine using topology optimization / H. S. Park, T. T. Nguyen, P. Dahal 3757◦ 3-dimensional numerical analysis of friction stir welding of copper and aluminum / M. E. Aalami-Aleagha, B. Hadi, M. A. Shahbazi 3767◦ Design and simulation of thermal residual stresses of coatings on WC-Co cemented carbide cutting tool substrate / A. Li, J. Zhao, J. Zang, W. Zheng 3777◦ Effect of different machining processes on the tool surface integrity and fatigue life / C. Cao, X. Zhang 3785◦ Static strength test with as-forged control-arm in automobile with Mg-Al-Sn-Zn alloy / S. I. Lee, J. H. Lee, S. H. Park, S. J. Park, J. H. Yoon 3793◦ Wire electrical discharge machining of ASP30 tool steel / M. R. Shabgard, A. Gholipoor, M. Hatami 3799◦ Methodology for corrosion evaluation in HAZ of 11%-Cr ferritic stainless steel / C. C. F. Nascimento, S. F. Rodrigues, V. M. de Morais, L. O. Vilarinho 3805◦ Plasma transferred arc surface modification of atmospheric plasma sprayed ceramic coatings / M.Ulutan,K.Kılıçay,E.Kaya,İ.Bayar 3813◦ Experiment research on grind-hardening of AISI5140 steel based on thermal compensation / X. Huang, Y. Ren, B. Zheng, Z. Deng, Z. Zhou 3819

[Robotics and Control]

◦ New chatter-free sliding mode synchronization of steer-by-wire systems under chaotic conditions / J. Keighobadi, M. J. Yarmohammadi 3829◦ Comparative study of MPC and LQC with disturbance rejection control for heavy vehicle rollover prevention in an inclement environment / F. Yakub, S. Lee, Y. Mori 3835

[Thermal and Power Engineering]

◦ Experimental study on the icing characteristics of LPLi injectors under various injection conditions / S. Kwon, S. H. Park, Y. Seo, S. Park 3847◦ The critical external heat source conditions for subcritical ORC system based on thermo-economics / L. Xiao, S.-Y. Wu, C. Li 3853◦ Characteristics of syngas reburning in a natural gas firing furnace - Effects of combustible gas species in the syngas / T. Chae, J. Lee, W. Yang, C. Ryu 3861◦ Flame characteristics and NO emission in methane/air-air counterflow premixed flames with applying FIR and FGR / I. G. Lim, J. Park 3869

[Bio Engineering]

◦ Generic analytical osteotomy model for three-dimensional surgical planning in opening wedge high tibial osteotomy / D.-K. Choi, B.-Y. Koo, B.-K. Park, J.-J. Kim, E.-J. Park 3877

[Retraction Note]

◦ Retraction Note: Accumulative Radial-Forward Extrusion (ARFE) processing as a novel severe plastic deformation technique / H. Jafarzadeh, A. Babaei 3887

[Erratum]

◦ Erratum to “Collision-avoidance trajectory planning for a virtual kinesthetic feedback system” [30 (7) (2016) 3321~3330] / K. Wang, C. Gosselin, X. Wu, Q. Zhang, K. Li 3889◦ Titles of papers published in the Transactions of the KSME 3891

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 75

ART2016(The 1st Asian Conference on Railway Infrastructure

and Transportation)기간 : October 19.~20., 2016

장소 : Phoenix Island, Jeju, Korea

Website : www.acrt2016.org

ACEM 2016(Asian Conference on Experimental Mechanics

2016)기간 : November 13.~16., 2016

장소 : Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju, Korea

조직위원장 : 황재석 교수(영남대)

Website : www.acem2016.org

ACTS 2017(Asian Conference on Thermal Science 2017)기간 : March 26.~30., 2017

장소 : ICC Jeju, Jeju, Korea

조직위원장 : 김성진 교수(KAIST)

Website : www.acts2017.org

PHM(Prognostics and Health Management) Asia Pacific

Conference 2017기간 : July 12.~16., 2017

장소 : Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju, Korea

조직위원장 : 최주호 교수(한국항공대)

Website : www.phmap.org

일자 : 2016. 12. 14.(수)~16.(금)

장소 : 강원랜드 컨벤션센터

발표신청마감 : 2016. 9. 27.(화)

논문제출마감 : 2016. 10. 4.(화)

사전등록마감 : 2016. 11. 29.(화)

PD577 볼트 연결 조립에 관한 교육(ASME PCC-1)일자 : 2016. 10. 6.(목)~7.(금)

장소 : 한국과학기술회관 소회의실2

강사 : 김주현 교수[국민대, ASME 공인 강사(ATI)], David E. Lay (ASME

Accredited Bolting Expert & Instructor)

PD443 압력용기 설계/제작 교육(ASME BPV Code Sec.VIII, Div.1) &

압력설비의 검사, 보수 및 변경에 관한 교육일자 : 2016. 10. 10.(월)~14.(금)

장소 : 한국과학기술회관 소회의실2

강사 : Robert Kauer (TUV SUD Industry Service, Munich)

PD190 Welding, Brazing and Fusing Qualifications (BPV Code

Sec.IX)일자 : 2016. 10. 18.(화)~20.(목)

장소 : Mercure Seoul Ambassador Gangnam Sodowe (역삼역)

강사 : Bob McReynolds, P.E. (Emirates Nuclear Energy Corp.)

게시판

행 사 안 내

대한기계학회 주관 ASME 코드 교육

2016년도 학술대회(본부)

76 ● 기계저널

2016년도 제7차 이사회 개최 완료

우리 학회에서는 2016년도 제7차 이사회를 지난 달 19일에 우리 학회

회의실에서 개최하였다.

이 날 보고 및 의결된 내용은 다음과 같다.

■ 일 시 : 2016년 8월 19일(금) 16:30

■ 장 소 : 학회 회의실

■ 참 석 : 김윤영 조형희 윤의성 유계현 윤병동 손정현 김현규 한창수

구승범 이지혜 이종호 김호영 이재선 이승엽 고한서 구준모

김영주 이봉재 백운봉 박성욱 이정호 조맹효 문호지 등(23명)

[참관: 김석현·박영진 감사]

■ 위 임 : 김완두 등(39명)

■ 보고 사항

1. 총무·학술·편집·사업·대외협력·재무 업무 등을 각 담당이사께서 보

고함.

2. 2016년도 제6차 이사회 회의록을 확인·접수함.

■ 의결 사항

1. 2017년 산업핵심기술개발사업 기획자문그룹(주관: 산기평) 전문가 추

천을 추인함.

강용태(고려대) 곽관웅(세종대) 김동수(한밭대)

김민수(서울대) 김상영(군산대) 김선희(LG전자)

김용태(부산대) 김일수(목포대) 김진오(숭실대)

김현철(연구재단) 김희태(기과연) 노철우(에기연)

노홍구(KISTI) 박상호(충남대) 박수한(전남대)

박인석(에기연) 배명환(경상대) 백두성(대진대)

유 현(고등기연) 이민형(세종대) 이재우(동서대)

이준희(기계연) 임시형(국민대) 임홍석(동국대)

장건희(한양대) 정경렬(생기원) 정일교(신한건축사사무소)

진종한(표준연) 최현진(대구기계부품연) 한인환(홍익대)

허 신(기계연)

2. 한국연구재단 공학단 소관 분야(기계) 전문위원 후보 추천을 추인함.

최주호 회원(한국항공대 교수)

3. 한국연구재단 비상임이사(주관: 한국연구재단) 후보 추천을 추인함.

최해천(서울대)

4. 신공항건설심의위원회(주관: 서울지방항공청) 심의위원 추천을 추인함.

김영일(서울과기대) 문승재(한양대) 오진석(한국해양대)

김상열(산업기술시험원) 문형석(철도연) 양성모(전북대)

오상엽(경북대) 장득열(강원대) 채영석(영남대)

최동준(부영CST)

5. 제6기 기술자문설계심의분과위원(주관: 한국환경공단) 추천을 추인함.

리광훈(서울시립대) 문승재(한양대) 박성룡(에기연)

박승호(홍익대) 박인석(에기연) 서병택(용인송담대)

서태범(인하대) 정재동(세종대) 김무근(인제대)

백두성(대진대) 채영석(영남대) 김관주(홍익대)

김택영(산기대)

6. 2016년 세종도서 교양부문 심사위원(주관: 한국출판문화산업 진흥원)

추천을 추인함.

김동성(기계연) 박상호(충남대) 송기남(원자연)

7. 제3회 에너지기술 창의 아이디어 공모전 예선심사 심사위원(주관: 에

기평) 추천을 추인함.

김경천(부산대) 김창영(경희대) 이기용(안동대)

김석화(플랜트건설연) 김태헌(삼성전자) 박준택(에기연)

정일교(신한건축사사무소) 최동준(부영CST)

8. 한국공학교육인증원 2016년도 인증평의회 위원 추천을 추인함.

이항수 회원(한라대 교수)

9. AI Machine연구회(회장: 송재복 회원) 신설을 승인하였으며, 동 위원

회의 회장은 당분간 학회 부회장이 담당하기로 함.

10. 엔지니어링개발연구센터(EDRC) 하계 워크숍 후원을 추인함.

- 일자/장소 : 2016. 7. 14.(목)/노보텔 엠배서더 강남

- 주 관 : 엔지니어링개발연구센터

- 요청사항 : 행사 안내 및 회원사 참여 독려

11. 부설 미래기계기술연구소 소장 임기 변경을 승인함.

- 변경전 : 차기연도 수석부회장 당선자 확정일부터 차차기연도 수

석부회장 당선자 확정 전일까지

- 변경후 : 수석부회장 임기와 동일(임기연도 1월 1일부터 12월 31

일까지)

12. 2016 WISET/KSME 연구활동젠더혁신교육·공학연구팀제지원 사업

에 관한 다음 사항을 승인함.

1) 학회장 명의 우수상 시상 승인 및 수량 확정

2) 심사위원에 문호지·구준모 이사를 선임함.

3) 여성위원회에서 추가 요청할 경우, 그 결정은 학회장께 위임함.

13. 여성과학자 네트워크 구축을 위한 점심 모임(Women in Mechanical

Engineering Lunch) 개최를 승인함.

1) 행사일정(안) : 2016. 12. 15.(목)/강원랜드 컨벤션센터 구두발표장

※ 참석자 제공사항 : 점심, 명찰

학회 소식

연 도 접 수발표대회

참가팀수학회장상 기타

2016 18 13 3점 -

2015 13 8 2점 참고자료

구 분 시 간 내 용 비 고

인사말12:00-12:05

여성위원회 소개 및 여성위원장 인사

임현의(KIMM)

식 사12:05-12:55

점심식사 / 멘토링 / 네트워크

축 사12:55-13:00

축사 및 기념촬영 김윤영 회장

2016. 9., Vol. 56, No. 9 ● 77

2) 지원 내용

① 학술대회 안내에 여성과학자 점심모임 홍보 추가(아래 문구를 홈

페이지 및 책자)

② 학술대회 등록 시 선택하도록 항목 신설(참석인원 파악 필요)

③ 점심식사 지원 : 간단한 단품 식사와 커피

14. 신규가입 및 미납회비 납부 회원에 대한 회원기간 연장 제공을 승인함.

- 취지 : 회원가입 및 납부 활성화를 위해 회원기간을 연장하여 제공.

- 내용 : 올해 말까지 신규가입 및 연회비를 납부하는 회원에 대해

2017년 12월 31일까지 회원 기간을 연장하여 제공함.

15. 학회상(학술상, 기술상, 공로상) 상금 인상을 승인함.

- 현 재 : 100만 원 - 변경(안) : 200만 원

16. JMST 편집진 인센티브 지급을 승인함.

- 금액 : 500만 원 이내(2014, 2015년도와 같은 금액)

17. 2016 기계의 날 올해의 기계인 후보 및 산학연협력유공자 포상 후보

추천을 다음과 같이 승인함.

1) 올해의 기계인 : 최동훈 회원(한양대 교수)

2) 산학협력유공자 포상 : 회원 학회 배려 차원에서 내지 않을 예정

18. 지회 수석부회장 제도 신설 승인 및 ‘지회의 설치 및 운영에 관한 규

정’ 개정(안)을 승인함.[내용은 홈페이지 참조]

19. ASME 코드 교육의 실시 여부는, 예년의 경우와 동일하게 다음과 같

이 적용하기로 함.

* 예년의 예는 다음과 같음.(접수 마감일 기준, 기본인원 20명)

1) 교육 신청 인원이 70% 이상(14명) 경우 실시

2) 교육 신청 인원이 50% 미만(9명) 경우 미실시

3) 교육 신청 인원이 50% 이상(10명)~70%(13명) 미만일 경우 재논의

20. 포스코청암상 기술상 후보로 유계현 회원(학회 산학협력부회장)을 추

천하기로 함.

21. 신입회원을 인준함.[명단 : 별첨 자료 참조]

1) 정 회 원 : 전주현 교수(중앙대학교) 등 24명

2) 학생회원 : 최우성 석사과정(국민대학교) 20명

합 44명

22. 기타 사항.

1) JMST에 관한 다음 내용을 보고함.

(1) 리뷰페이퍼를 한 호에 1편 정도 게재할 예정이며, 1건당 200만

원 정도를 지급할 예정임.

(2) 레터 형식의 저널 창간을 고려하고 있음.

(3) Impact Factor 유지를 위하여 중국 논문의 심사를 강화할 예정임.

2) 한중일 조인트 세션의 발표자 선정 및 자료 준비는 다음과 같이 하

기로 하며, 참가자는 학회장, 교육 관련 내용 발표자, 사무국장으로 함.

- 세 션 명 : Preliminary Program of CMES-JSME-KSME Joint

Session

- 일시/장소 : November 9-10, 2016/Beijing Friendship

Hotel, China

(1) 11월 9일(수)

- 발표 주제1: (Mechanical Engineering) Societies in the

Internet Ecology- Practice and Thoughts [발표 시간:

15:40~15:50(10분)]

==> 자료 준비 : IT융합부문에 학회장께서 요청하기로 함.

- 발표 주제2: Report on the Recent Important Events of

KSME [발표 시간: 15:50~16:00(10분)]

==> 자료 준비 : 학회 사무국

(2) 11월 10일(목)

Conference on Mechanical Engineering Education

Accreditation

- 발표 주제: Talent Training Model of Outcome Based

Education [발표시간: 10:10~10:40(30분)+Q&A 5분]

==> 자료 준비 : 교육부문에 요청하기로 함.

2) 부문 메달 수상 자격의 수공연한은 “관련 분야 학사학위 후 25년 이상

학문 및 기술 발전에 뛰어난 업적을 이룩한 자로 정한다.”로 확정함.

3) 10월 회장단 회의, 이사회 개최 일시를 다음과 같이 변경하기로 함.

* 같은 날 포럼 이후 학회 임원, 연사 등이 함께 만찬할 예정임.

4) 9월에 계획되었던 전체 위원회 발표는 11월로 변경하며, 11월 이

사회 등 일정을 다음과 같이 변경함.

- 회장단회의 : 11. 18.(금) 15:00~16:00

- 이 사 회 : 11. 18.(금) 16:00~17:00

- 위원회발표 : 11. 18.(금) 17:00~18:30

* 위원회발표 자료는 11. 11.(금)까지 마감하기로 함.

5) 2016년도 제2차 산학협력간담회는 10월 또는 11월에 개최할 예

정이며, 대기업의 CTO 또는 관의 인사를 초청연사로 모시는 것을

고려하기로 함.

6) 학술대회 진행 현황을 보고하였으며, 중소기업 참여유도를 위하여,

중소기업 소속자 100명에게 무료 등록기회를 제공하기로 함. 아래

의 내용을 참고하되 기타 내용은 회장단에 위임하기로 함.

(1) 참여한 중소기업인의 별도 모임을 개최하여 학회 소개를 하는

등 프로그램도 고려하기로 함.

(2) 중소기업 확인서를 제출하는 기업에 기회를 주기로 함.

(3) 참여 인원은 한 회사당 최대 3인 정도로 제한하기로 함.

7) 회원 설문조사 결과는 김일수 부회장께서 분석하여 다음 이사회

때 보고하기로 함.

8) 2016년 8, 9월 주요 일정을 확인함.[상세 내용 생략]

여성과학자 네트워크 구축을 위한 점심모임(Women in Mechanical Engineering Lunch)

2016. 12. 15.(목) 12-13시 / 강원랜드 컨벤션센터 OOO

회의명 변경전 변경후

회장단 회의 10. 21.(금) 15:00 10. 28.(금) 13:30

이 사 회 10. 21.(금) 16:00 10. 28.(금) 14:30

인공지능머신 포럼 - 10. 28.(금) 16:00

학회 소식

78 ● 기계저널

2. 학생회원

번호 회원번호 성명 근무처 직위 번호 회원번호 성명 근무처 직위

1 20160479 최우성 국민대학교 석사과정 2 20160480 구회민 충남대학교 석사과정

3 20160481 김성일 한국과학기술원 박사과정 4 20160482 박진솔 부경대학교 석사과정

5 20160483 오윤호 한동대학교 학부생 6 20160485 김대봉 국민대학교 석사과정

7 20160486 최승영 연세대학교 석박사통합과정 8 20160488 박범훈 한양대학교 석박사통합과정

9 20160494 주현찬 한국해양대학교 학부생 10 20160495 경민영 한밭대학교 박사과정

11 20160496 한승훈 금오공과대학교 학부생 12 20160502 박은영 한국과학기술원 박사과정

13 20160513 김현갑 서울시립대학교 석사과정 14 20160516 선상옥 숭실대학교 석사과정

15 20160517 김도영 울산과학기술대학교 석박사통합과정 16 20160518 전형석 한국과학기술원 석사과정

17 20160519 윤승제 한국과학기술원 석사과정 18 20160520 이종민 한국과학기술원 석사과정

19 20160521 박정우 한국과학기술원 석사과정 20 20160522 이웅기 한국과학기술원 석사과정

신입회원 명단

1. 정회원

1 20160484 전주현 중앙대학교 교수 2 20160487 정상철 코리아에프티(주) 이사

3 20160489 장훈 스탠더드시험연구소 선임연구원 4 20160490 조재호 스탠더드시험연구소 사원

5 20160491 김현배 전략물자관리원 선임연구원 6 20160492 이현빈 한밭대학교 교수

7 20160493 유세희 전략물자관리원 책임 8 20160497 박정호 현대중공업㈜ 사원

9 20160498 김승모 한국가스안전공사 연구원 10 20160499 양승만 두산인프라코어(주) 책임연구원

11 20160500 안지현 현대자동차㈜ 책임연구원 12 20160501 이지운 현대자동차㈜ 파트장

13 20160503 양청광 한국기계연구원 연구원 14 20160504 천소희 한국기계연구원 연구원

15 20160505 현상화 한국기계연구원 연구원 16 20160506 오충만 한국기계연구원 연구원

17 20160507 김영재 한국기계연구원 연구원 18 20160508 신희영 건설기계부품연구원 연구원

19 20160509 신상훈 윌테크놀러지(주) 20 20160510 김규태 군산대학교 교수

21 20160511 김남원 텍사스주립대학교 조교수 22 20160512 안준형 한국기계연구원 박사후연수

23 20160514 김상재 공군사관학교 교수사관 24 20160515 조대기 인천과학예술영재학교 교사

번호 회원번호 성명 근무처 직위 번호 회원번호 성명 근무처 직위

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광고 목차

표2 파동에너지극한제어연구단표3 한국공학교육인증원

표4 한국전력기술내지1 코리아에프티

내지2 목차

재료 및 파괴 조종두 CAE 및 응용역학 나성수동역학 및 제어 박노철 생산 및 설계공학 이석우열공학 정진택 유체공학 김희동에 지/동력공학 김동섭 신뢰성 김대은바이오공학 이두용 마이크로/나노공학 정준호플랜트 윤준용 IT융합 이재종교육 이재응

회장 김윤영

감사 김석현, 박영진

수석부회장 김완두

부회장 조형희, 송재복, 윤의성, 김일수

선임직부회장 이창한, 정동희

산학협력부회장 강신재, 박정국, 신경철, 유계현, 장재덕, 정백영, 한병익,

서을성, 신영호, 이근탁, 구자겸, 김용식

총무이사 윤병동, 손정현, 박영빈, 김현규, 김우철, 조영삼

재무이사 한창수, 구승범, 이지혜

학술이사 이수일, 이종호, 김호영, 이재선

편집이사 이승엽, 고한서, 유동현

사업이사 구준모, 강주석, 김남호, 김대근, 김영주, 이봉재, 허남수,

박성훈, 황상동

홍보이사 백운봉, 박성욱

대외협력이사 이정호, 김사엽, 김홍건

산학협력이사 김지억, 신순철, 옥태준, 주은덕, 황종균, 전인기, 강경록,

김윤철, 문성수, 문호지, 박용진, 정자현

대한기계학회논문집 A·B 김윤재

대한기계학회논문집 C 박승호

JMST 조맹효

사무국장 양회관

부무국장 이관행

과무국장 박기서

대무국리 송영범

사무국원 강희경, 양혜진, 홍진성, 이한이, 황혜진

호남지회 고승기 부산지회 전충환대구·경북지회 윤종호 울산지회 양순용포항지회 최진태 경남지회 이정환충청지회 전경락 강원지회 금성민

호남지회 전북 군산시 미룡동 산68 우:54150 군산대학교 기계자동차공학부 전화: (063)469-4717 e-mail: skkoh@kunsan.ac.kr

부산지회 부산시 금정구 장전동 산30 우:46239 부산대학교 기전관 216호 전화: (051)510-3051 e-mail: chjeon@pusan.ac.kr

대구·경북지회 경북 경산시 하양읍 부호리 33 우:38428 경일대학교 기계자동차학부 전화: (053)600-7304 e-mail: jonghyoon@kiu.ac.kr

울산지회 울산시 남구 무거2동 산29번지 우:44610 울산대학교 기계자동차공학부 전화: (052)259-2820 e-mail: soonyy@ulsan.ac.kr

포항지회 경북 포항시 남구 효자동 산32 우:37673 포항산업과학연구원 기전연구부 전화: (054)279-6690 e-mail: chintae@rist.re.kr

경남지회 경남 창원시 성산구 상남동 66번지 우:51508 한국기계연구원 부설 재료연구소 부소장실 207호 전화: (055)280-3521 e-mail: ljh1239@kims.re.kr

충청지회 대전시 유성구 덕진동 493 우:34057 한전원자력연료㈜ 기술연구원장 전화: (042)868-1401 e-mail: kljeon@knfc.co.kr

강원지회 강원도 원주시 흥업면 한라대길 28번지 우:26404 한라대학교 기계자동차공학부 전화: (033)760-1217 e-mail: smkum@halla.ac.kr

편집위원 �김윤곤(용호엔지니어링)� 노유정(부산대)� 백윤희(한의사)� 최재승(키밸브기술)� 한만배(계명대)�� 박성제(KIMM)� 김동환(서울과기대)� 김진오(숭실대)� 박준협(동명대)� 나성수(고려대)� 오일권(KAIST)� 박���근(서울과기대)�� 김민수(서울대)� 박태선(경북대)� 강보식(KIMM)� 임현의(KIMM)� 권성규(계명대)� 이���훈(차세대융합기술연구원)� 서민교(한화)� 정경렬(생기원)� 도현선(삼성중공업)� 유지이

편집이사 �이승엽(서강대)�� 고한서(성균관대)�� 유동현(포항공대)

기계저널 편집위원회

지회 주소

임 원

부문회장

편집장

직 원

지회장