모터를 전기적 손상으로부터 보호하는 '절연 베어링' 제조 기술이 차세대 전차, 무인체계, 유도무기 등에 적용 가능한 민·군 기술협력 과제 후보로 제시됐다. 고전압·고속 회전에 대응하는 절연 기능은 미래 전장에서 필수적인 요소로 이번 협의체 논의를 계기로 실증과 수요 연계가 본격 추진될 전망이다.

산업통상자원부(산업부)는 지난 24일 대한상공회의소에서 육·해·공군과 산·학·연이 참석한 가운데 '제1회 첨단민군협의체' 회의를 열어 상반기 사업 추진 현황을 공유하고 향후 협력 방향을 논의했다. 지난 2월 협의체 출범 이후 발굴한 유망 기술 과제 290건에 대한 기획, 예산 확보, 연구개발에 착수할 예정이다.

산업부는 8월부터 11월까지 분과별 세부 과제 기획을 위해 분과위원회와 워킹그룹(W/G)을 운영하고 12월까지 정부 R&D 과제로 최종 확정할 계획이다. 확정된 과제는 내년부터 신규 방산 R&D 사업으로 우선 추진된다. 아울러 정부는 군과 민간 간 기술 정보 교류를 활성화해 중소기업과 연구소의 방산 진입 장벽을 낮추고 군의 수요와 민간 기술 개발을 연계해 파급 효과를 극대화할 계획이다.

절연 베어링은 전류 침식으로부터 모터 등 회전 부품을 보호해 안정성과 수명을 높이는 역할을 한다. 전기자동차, 도심항공교통(UAM), 반도체용 진공펌프, 정밀로봇, e-모빌리티, 건설장비 등 다양한 산업에 적용이 가능하다. 글로벌 시장조사기관 Verified Market Reports에 따르면 절연 베어링 시장은 지난해 4억5000만 달러(약 5850억원)에서 2033년 7억5000만 달러(약 9750억원) 규모로 성장할 것으로 전망된다.

◆ 질화규소부터 세라믹 베어링까지…소재 국산화로 공급망 자립
이번에 과제 후보로 지정된 ‘재활용 소재 기반 질화규소 분말 국산화 및 절연 베어링 제조기술’은 고순도 실리콘 폐기물과 가공 슬러지를 질화규소 분말로 재활용하고 이를 바탕으로 전기를 통하지 않는 세라믹 베어링을 제조하는 방식이다.

절연 베어링에 사용되는 질화규소 분말과 세라믹 볼은 대부분 일본 수입에 의존해왔다. 원천 소재부터 가공까지 아우르는 기술을 확보함으로써 공급망 자립과 전략물자 대응 차원에서도 파급력이 클 것으로 기대된다. 실제로 2023년 한국재료연구원(KIMS)은 고출력 전기차 모터용 질화규소 베어링 볼 국산화 기술 개발에 성공했다. 이번 협의체에 KIMS가 참여함에 따라 관련 기술의 이전 및 민·군 연계 논의가 본격화될 것으로 보인다.

◆ 전기 추진 무기체계 핵심 부품으로…군 적용 확대 기대
절연 베어링은 군수 분야에서 차세대 전차(K3 콘셉트)와 무인 전술 차량의 전기 구동 시스템에 적용될 수 있고 전기 추진형 전술차량 플랫폼 내 전자식 변속기, 모터, 고속 시프트 베어링 등에 활용 가능하다. 또 회전식 유도무기에서는 미사일 유도부에 들어가는 베어링으로도 적용될 수 있어 고전압·고속 회전에 따른 전기적 손상 이슈에 대응할 수 있다. 민간 분야에서는 전기자동차의 구동 모터, 반도체 제조 공정에 사용되는 진공펌프, UAM의 전기추진 시스템과 발전기·제너레이터 등에 절연 베어링이 활용된다.

방산 기업들은 체계 종합을 담당하기 때문에 베어링과 같은 소부장(소재·부품·장비)은 대부분 외부 전문업체로부터 조달하고 있다. 현대로템 관계자는 “전동 구동장치 등은 외부 협력사로부터 완성품 형태로 도입하기 때문에 베어링의 사양이나 선정 여부는 해당 협력사 판단에 따른다”고 설명했다. 한국항공우주산업(KAI) 역시 “모터·발전기 등은 완제품으로 구매해 항공기 체계에 조립하며 항공기에는 통상 항공 표준에 맞는 베어링을 사용하고 있다”고 말했다.