도구를 사용한 인간 ‘호모 파베르’의 역사는 석기, 청동기, 철기로 이어졌다. 인류는 철기를 사용하면서 문명시대를 열었다. 2,000년 이상 이어진 철기를 새로운 소재가 대체할 전망이다. 인류가 사용하는 금속소재 중 80% 이상이 철인데, 철강 산업은 에너지 과소비, 이산화탄소를 과다 배출한다. 그 대안으로 떠오르는 것이 탄소복합재다.
탄소복합재는 철보다 강하고 알루미늄보다 가볍다. 무게는 철의 5분의 1에 불과하고 강도는 10배나 된다. 이 탄소복합재를 선박을 추진시키는 프로펠러에 적용하는 독보적 기술을 가진 기업이 대전에 있다. ㈜모쓰다.
나방처럼 빠르게 최신기술 선도하겠다
모쓰는 충남대에서 항공우주공학 전공으로 학사, 석사, 박사학위를 받은 이재형 대표가 2019년 모교 창업보육센터에 설립했다. 선박용 탄소복합재 프로펠러 전문기업이다. 회사명 모쓰(moth)는 알-누에-고치-나방으로 변태하듯 빠르게 변하는 시대에 최신기술을 따라잡고 선도하는 기업이 되겠다는 의미로 지었다. 그가 대학 때 만든 동아리 이름도 모쓰였다.
“제 아버지께서 국내 프로펠러의 권위자세요. 충남대 선박해양공학과 이창섭 교수거든요. 제가 아버지가 설립하신 프로펠러 설계전문업체인 ㈜프로캐브에서 일했던 경험이 있어요. 그때 아버지와 이야기도 많이 했고, 연구도 함께 하면서 복합재 프로펠러 시장을 봤습니다. 국내 조선업이 세계적 수준으로 잘 성장해 왔는데 복합재 프로펠러는 아직 시작단계에 머물러 있었거든요. 지금도 대부분의 프로펠러는 황동합금으로 만들어지고 있습니다.”
창업 후 3년간 연구개발에만 매진
선박을 움직이는 핵심기관은 엔진이다. 그런데 엔진에서 구동축을 통해 전달된 힘을 회전시켜 선박을 움직이는 기관은 프로펠러다. 엔진과 프로펠러는 떼려야 뗄 수 없는 관계. 이는 항공기도 마찬가지다.
“제가 항공우주학 전공이지만, 사실 항공기 프로펠러가 기압을 이용하고 선박 프로펠러는 수압을 통해 선박을 추진시키는 차이 외에는 원리가 같습니다. 기술적 측면에서도 항공역학을 이용한 프로펠러 설계 원리가 먼저 진보했고, 그것이 선박 프로펠러에 적용된 거죠.”
이 대표는 모쓰를 창업하고 연구개발에만 매진, 3년 만에 시제품 제작을 완료했다. 한국선급 인증획득을 위해 시험성적서 관련 업무를 진행하며 2023년 상반기 해외시장에 선보일 준비에 힘을 쏟고 있다. 복합재 프로펠러의 가장 큰 장점은 해군 함정과 슈퍼요트의 가장 큰 이슈인 캐비테이션 발생을 줄일 수 있는 형상 구현에 있다. 또한 유류비 절감, 배출가스 감축 등의 장점이 있다.특히 유지보수 측면에서 기회비용 절감효과도 기대할 수 있다. 가령 블레이드 하나가 손상되면 배를 도크에 넣고 중장비를 이용해 수리해야 하지만, 복합재 프로펠러는 한 사람이 들 수 있을 정도로 가벼워 즉시 교체가 가능하다.
앞선 기술로 차세대 이지스 구축함 등 방위산업 참여
이 대표는 탄소복합재 프로펠러 수요가 방위산업에서 먼저 발생할 것으로 보고 있다. 창업 이후 함정용 프로펠러 설계에 주력해온 이유다. 지난해 10월 ‘2021 DUPEX KOREA(대한민국 전력지원체계 전시회)’에 참가해 ‘함정용 복합재 프로펠러’를 선보였고, 해상에서 북한의 탄도미사일을 요격할 수 있는 차세대 이지스 구축함(DDG) 1번함인 ‘정조대왕함(DDG-995)’의 프로펠러 날개 형상설계에도 참여했다.
차기 한국형 구축함(KDDX) 추진기 날개 형상설계 기업으로도 참여가 예정돼 있다. 굵직한 성과를 바탕으로 올해 3월에는 팁스(TIPS, Tech Incubator Program for Startup) 운영사인 ㈜액트너랩(ActnerLab)으로부터 1억 원의 투자 유치에도 성공했다.
“선박의 추진기에서 캐비테이션(Cavitation:공동현상)이 발생하면 추진효율이 떨어지고 소음과 선체의 강한 진동원인이 됩니다. 강한 충격파로 추진기 날개에 침식이 발생하기도 하고 심한 경우에는 추진기 날개가 부러지기도 하죠. 함정용 프로펠러는 배를 밀어내는 것뿐만 아니라 속도도 빨라야 하고 조용히 움직이도록 하는 게 관건이잖아요? 캐비테이션을 억제해 작전수행능력과 생존을 위해 매우 중요한 문제죠. 캐비테이션을 발생시키지 않고 최대 속력을 내도록 설계할 수 있는 회사는 저희밖에 없습니다.”
이는 모쓰가 대전테크노파크 주관의 국방산업클러스터 조성사업에 참여한 배경이다.
기술력으로 세계 프로펠러 시장의 표준 되겠다
모쓰는 함정 관련 프로펠러 설계를 통해 성장해 왔고 향후 탄소복합재를 이용한 첨단 프로펠러로 해군 전력 상승에 기여하고자 한다. 뿐만 아니라 향후 도심 항공 모빌리티(UAM, Urban Air Mobility) 및 대형드론에 필요한 추진시스템 분야에서 신사업을 창출할 계획이다.
최근에는 세계 최대 조선해양박람회인 SMM 함부르크 박람회에서 조선소들과 슈퍼요트 제조사들로부터 많은 관심을 받고, 현재 협업제의를 조율 중이다.
“향후 고부가가치 탄소복합재 프로펠러 시장을 선도하고 글로벌 선박 추진 시장의 게임 체인저로 자리 잡을 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 유일무이한 기술력으로 대한민국이 세계 프로펠러 시장의 표준이 될 수 있도록 최선을 다하겠습니다.”
※ 이 기사는 대전테크노파크의 후원으로 작성되었습니다.
