CFRP 재료의 항공기 부품 적용

전문가 제언

○ FRP(Fiber Reinforced Plastic) 소재는 1940년대부터 개발되기 시작하여 1949년 B-36 폭격기에 최초로 적용되었다. 특히 CFRP(Carbon FRP) 소재는 우주왕복선, 스텔스 전폭기 등의 군수산업과 우주항공 분야에서 동체구조 설계에 사용되다가 1980년 이후 민간 분야에 응용되기 시작하였다. 매우 가볍고 부식이 없으며, 철의 5~10배의 인장강도와 안정성이 있어 우주항공 산업 및 건설 분야에서 각광을 받고 있는 신소재이다.

○ CFRP의 특징과 장점은 우선 가볍고 강하다는 것이다. 티타늄보다 높은 탄성률을 가지고 있으며 비중은 알루미늄의 60%에 지나지 않는다. 피로, 크리프(creep) 특성은 경년 열화가 극히 적어 크리프에 의한 영구성장은 무시할 정도이다. 내후성 및 내약품성이 뛰어나고 열에도 강하며 또한 마찰계수가 낮고 내마모성이 강하다. 나일론 66을 강화한 CFRP는 테플론과 동등한 정도의 마찰계수를 갖고 있으며, 열팽창계수도 거의 0에 가깝기 때문에 치수 정밀도가 지극히 높다.

○ CFRP는 금속재료에 비해 강도 및 비강성이 우수한 것뿐만 아니라 설계요건에 따라서 적층배향을 적절히 선정할 수 있는 유동성 때문에 항공기 및 우주항공 산업뿐만 아니라 자동차 구조물에도 차츰 사용되기 시작하였다. 미국의 Ford사에서는 이미 1977년 SAEC(The Annual Society of Automotive Engineers Convention)에서 100% CFRP제 시작차를 전시했었다. 기존 자동차 무게의 약 51.5%, 연비는 약 35% 정도로 개선되었으며 이의 실용화가 미국, 일본을 중심으로 확대되고 있다.

○ 국제적인 경제위기를 타개하기 위해 지속가능한 새로운 방식의 경기부양책으로 ‘녹색 뉴딜’이 경제위기, 고용위기, 환경위기 등 3중고를 극복하기위한 해결책으로 급부상하고 있다. 우리나라도 2009년 1월 정부주도의 ‘저탄소 녹색성장 중점육성기술’을 발표하였다. CFRP는 이러한 시기에 수송수단으로서의 자동차 및 비행기를 통하여 소재가공 및 경량화를 통한 탄산가스의 발생을 줄이고, 연비를 향상시켜 3중고 가운데 환경위기에 대한 해결에 일조를 담당하는 녹색성장의 신기술이라 하여도 과언이 아닐 것이다.

저자

Kazuki Nakayama

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2009

권(호)

53(5)

잡지명

機械と工具

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

18~22

분석자

심*일

분석물

• CFRP 재료의 항공기 부품 적용.pdf [361,446 byte]

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