1월 2일 일본 하네다 공항에서 JAL(일본항공) 여객기와 해상보안청 항공기의 충돌사고가 발생하였습니다. 사고 후 탑승자 전원은 무사히 탈출에 성공하였으며, 무엇보다 불에 강한 탄소섬유 복합재 재질을 항공기 기체에 사용하여 피해 확산을 막았습니다.
탄소섬유 복합재
사고가 발생하였을 때 승무원과 승객들은 사고 시 90초 이내 탈출 기준인 ’90초 규칙’을 잘 지켜 무사히 탈출에 성공하였으며, 전문가들은 이번 사고 여객기 기종의 절반 이상이 탄소섬유 복합재로 이루어져 있다는 점을 주목하였습니다.
전문가들은 JAL 항공기는 에어버스 A350-900기종으로 날개를 포함하여 기체의 53%가 불에 잘 견디는 탄소섬유 복합재로 이루어져 있어 승객들의 탈출 시간을 확보할 수 있었다고 말합니다.
탄소섬유 복합재는 탄소섬유 그 자체를 이용하거나, 플라스틱 수지 등을 첨가하여 만든 중간재나 부품을 의미하며 철과 비교하여 무게는 철의 1/4 수준이지만, 강도는 10배 이상 강합니다.
내화성(耐火性)
그리고 불에 잘 견디는 특징을 가지고 있는데, 영국 임페리얼칼리지 에밀 그린핼시 교수는 블룸버그와의 대화에서 탄소섬유 복합재는 화학구조의 특성 때문에 불에 노출되면 탄화되어 불이 번지는 것을 방지한다고 전했습니다.
또한 타는 온도는 섭씨 400~1,000도이며, 탄소섬유 강도에 따라 2,000도까지도 오를 수 있고 높은 온도에서도 오랜 시간 형태 유지가 가능합니다.
우자와 기요시 가나자와 공대 혁신 복합재료연구개발센터 소장은 탄소섬유 복합재가 고온에서도 강도가 잘 떨어지지 않아 화재가 발생해도 형태를 오랜 시간 유지할 수 있다고 말했습니다.
철의 후계자
이러한 탄소섬유 복합재는 미래 산업의 핵심 먹거리로 취급하고 있으며 철강 산업의 뒤를 잇는 ‘철의 후계자’로 부르기도 합니다. 탄소섬유 복합재는 현재도 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
낚싯대나 골프채 등의 용품부터 풍력발전기와 수소 저장 용기 등 다양한 곳에서 사용되고 있으며 고성능 탄소섬유 복합재는 우주선 발사체나 위성, 항공기와 미사일 제작까지 사용되고 있습니다.
치명적 단점
이렇게 장점이 많은 탄소섬유 복합재지만, 치명적인 단점이 존재합니다. 바로 가격입니다. 동일한 강도의 철과 비교해서 두 배 이상 가격이 비싸 수요가 많지 않습니다.
그러나 무게가 중요한 항공과 방산 분야에서는 수요가 계속 늘어날 것으로 전망하고 있습니다. 현재 탄소섬유 복합재 강국은 단연 일본입니다. 도레이, 데이진, 미쓰비시 일본 업체들의 생산능력 합산은 세계 49.2%를 차지하고 있습니다.
미국 헥셀과 독일 SGL은 각각 8.5%와 8.0%대를 유지하고 있으며, 한국은 효성 첨단소재가 4.8% 정도의 점유율을 갖고 있습니다. 그외 중국, 튀르키예, 러시아, 대만 등 기타 국가에서 29.5%를 생산하고 있습니다.
대한민국은 2022년 ‘항공우주·방산 시대에 대응한 탄소 복합재 경쟁력 강화 방안’을 발표하며 탄소섬유 복합재를 ‘제2의 철강으로 키우겠다.’라는 목표를 가지고 있습니다.
우리는 왜 언제나 일본의 등만 보며 나아가는지 참 모르겠습니다. 아, 지금은 등도 안보이겠군요, 너무 멀어서.