자동차의 날 - 연구부문

국민대학교 기계시스템공학부 김태호 교수

국민대학교 기계시스템공학부 김태호 교수가 ‘자동차 터보차저의 고성능 베어링’에 관한 연구와 논문으로 지난해 10월 미국기계학회(ASME)가 수여하는 SCI 학술지 ‘최우수논문상(Best Paper Award)’을 수상했다. 2011년에 이어 2012년에도 미국기계학회 학술지 ‘저널오브 트라이볼로지(Journal of Tribology)’에 출판된 모든 논문 중 최우수 논문으로 선정된 것이다. 이슈메이커는 제10회 ‘자동차의 날’을 맞아 김태호 교수로부터 ‘자동차 터보차저의 고성능 베어링’ 기술에 대한 우수성과 앞으로의 연구 계획에 대해 직접 들어보았다.

국내 유일의 ‘터보차저(Turbocharger)’ 기술

터보차저는 자동차 엔진에서 연소가 끝난 배기가스를 외부로 바로 배출하지 않고 소형 터빈을 구동하여 에너지를 재활용하는 기술이다. 소형 터빈에서 얻은 회전력으로 외부 흡입 공기를 압축한 후 연소실로 주입하여 효율적인 연료사용과 강한 파워를 낼 수 있게 하는 기술이기도 하다. 최초에는 항공기 엔진을 위해 만들어졌지만, 근래 들어 국내외 자동차 업체에서 양산되는 대부분의 디젤 자동차에 적용되고 있다. 국내에서도 터보차저를 장착한 디젤 자동차들이 양산되고는 있지만, 아직까지 고성능 베어링 기술의 부재로 자체 설계가 어려운 상황이다. 김 교수가 개발한 터보차저 기술은 국내 고연비 친환경 디젤 자동차 기술의 진보를 기대할 수 있을 것으로 높은 평가를 받고 있다.

김 교수는 국민대학교 부임 전 한국과학기술연구원(KIST) 재직 당시에도 NASA의 지원을 받아 수행했던 ‘차세대 헬리콥터 터보 추진기관용 무급유 베어링’ 연구 논문으로 2011년 ‘ASME Journal of Tribology Best Paper Award’를 국내 최초로 수상한 저력을 가지고 있다. 김 교수의 연구는 당시 외국 전문가들로부터 한 단계 더 진보한 기술을 개발했다는 극찬을 받았다. 현재 고속화·고온화를 기반으로 한 가솔린(gasoline) 터보차저 연구를 추진 중인 그는 이를 통해 전기 생산하는 연구를 추진할 계획도 밝혔다. 또한 터보차저와 관련된 전기차 관련 분야에도 기술개발을 주력하며 작년까지 지난 2년 동안 연구했던 하이브리드 자동차 연구도 지속할 계획이다. 김 교수는 터보차저를 이용해 가볍고 적은 배터리를 사용한 기능성 하이드리브 차량을 연구하여 기계분야 최상위 임팩트 팩터(Impact facter) 5%에 해당하는 해외논문에도 게재가 되었다. 국내의 학계 및 연구기관에서 미국기계학회로부터 SCI 학술지 최우수논문상을 수상하는 것은 매우 드문 일이다. 작년에 이어 올해까지 2년 연속 수상한 김태호 교수의 ‘고성능 베어링 연구개발’의 기술력은 이를 통해 전 세계적으로 그 우수성을 인정받고 있음을 입증했으며, 국내 고연비 친환경 디젤 자동차 기술의 진보를 기대하게 하는 동시, 대한민국 자동차 산업을 한 단계 더 발전시킬 수 있는 기술이기도 하다. 아직은 상용화 전 단계의 기술이지만 김 교수는 이 기술이 상용화되기 위해 정부 과제를 통해 신뢰성에 중점을 두고 연구를 하며 ‘가솔린 터보차저’의 국내 기술 개발을 위해서도 주력할 예정이다.

진정한 ‘엔지니어’ 양성으로 ‘원천기술’의 바탕이 될 것

‘터보차저’와 같은 뛰어난 ‘원천기술개발’이 지속되기 위해서 가장 중요한 것이 인력양성이다. 터보 차져 관련 연구자들은 김태호 교수를 제외하고는 학계에 몸담고 있는 연구자가 거의 없다. 김태호 교수는 자동차 관련 분야 외에도 에너지 관련 분야와 원전, 화력 발전소 등 많은 분야에서 그를 필요로 하고 있다.

김 교수는 이런 일이 진행될수록 인력양성의 필요성을 절감하고 있다. 혼자만의 힘으로 연구를 진행하는데 한계가 있기 때문에 국가에서도 현재에 만족하지 말고 원천기술 개발을 위해 많은 지원을 해줘야 한다는 것이다.

▲국내의 학계 및 연구기관에서 미국기계학회로부터 SCI 학술지 최우수논문상을 수상하는 것은 매우 드문 일이다. 최우수 논문상을 2년 연속 수상한 김태호 교수의 기술력은 이를 통해 전 세계적으로 인정받고 있음을 입증했다.

“원천기술 개발은 정부의 지원이 절실합니다. 이를 바탕으로 꾸준한 인력양성이 지속되어야 합니다. 그리고 중요한 것이 ‘엔지니어의 마인드’입니다. 엔지니어는 전문적이면서 경제성을 고려해야 합니다. 제품을 개발하고 실제로 기술이 구현됐을 때 활용하는 사람들이 쉽게 이용할 수 있는 경제성을 가져야 합니다. 이런 기술을 바탕으로 한 전문성의 끝은 ‘세일즈’라고 생각해요. 자기 자신과 자기 기술을 세일즈 할 수 있는 것, 이것이 ‘엔지니어’와 ‘과학자’의 차이점입니다.” 김 교수는 제자들에게 한 분야의 전문가가 되라고 강조한다. 실제 김 교수의 제자들은 대기업 연구 과제를 수행할 만큼 전문성을 가지고 있어, 향후 그들의 역할에 대한 기대가 크다.

이제 우리나라도 자동차와 관련된 원천기술을 개발해야 된다고 강조하는 김 교수. 그는 그가 진행하고 있는 ‘터보차저’ 연구를 원천기술의 일환으로 생각하며 최선의 노력을 기울이고 있다. 뿐만 아니라 자신이 양성한 인력들이 각계의 산업체에 진출해서 꾸준히 기술을 키워나가면 10년 안에 대한민국만의 원천기술 개발이 가능하리라 생각하고 있다.

박성래 기자 다른기사 보기