철도 차량 국산화로
유라시아 철도 시대를 내다보다

한국산업기술시험원은 중소기업과의 상생협력을 위해 ‘K-STAR 기업 육성사업’을 운영하고 있다. 2020년 제5기 K-STAR 기업에는 유망 중소기업 10개사가 선정되었고, 그중 철도 차량 전문기업인 이스턴알앤이가 있다. 이스턴알앤이는 국내 및 해외 철도차량 바퀴, 대차 등 철도산업 관련 부품을 생산업체로 철도 관련 업체에 철도차량관련 부품을 공급하며, 과거 한국산업기술시험원과 ‘120 km/h급 화차형 대차 시스템 연구’ 국책과제를 맡아 함께 수행한 바 있다. 이번 동반성장 K-STAR에서는 이스턴알앤이 전승기 연구소장과 시스템검증센터 지해영 선임연구원을 만나 철도차량 기술 개발 상황과 향후 계획에 대해 물었다.

부품 회사에서 완성차 제작사로 나아가다

현 정부가 남북철도 연결사업을 추진하면서 국내 철도시장에도 부흥의 가능성이 열리고 있다. 남북철도 연결에 따라 향후 아시아-유럽 간 철도 연결이라는 청사진도 나온다. 철도차량 전문 기업 이스턴알앤이는 유라시아 철도 시대를 앞서 내다보고 기술 개발에 박차를 가하고 있다. KTL은 K-STAR 기업 육성사업 프로그램의 일환으로 이스턴알앤이에 ‘철도차량 화차용 구성품/완성차 시장 진입을 위한 기술지원’을 하는 중이다.

이스턴알앤이 전승기 연구소장은 ‘철도차량 화차용 구성품/완성차’의 개념에 대해 먼저 설명했다.

“철도차량은 사람이 탑승하는 여객용 열차도 있지만, 온전히 화물만을 실을 수 있는 화물 열차용 철도차량이 있으며 이를 ‘화차’라 부릅니다. 철도차량의 부품/장치 규모를 ‘구성품’이라 하며, 여러 구성품이 조합되어 철도차량이 되는 것을 ‘완성차’라 칭합니다.”

이스턴알앤이는 철도사업을 전문으로 창립해 줄곧 철도 분야를 중심으로 각종 부품개발, 기술교류 등을 진행해왔다. 차륜, 차축, 윤축이 주력 생산품이며, 화차의 부분품 및 화차 차량 제작 및 개조 보수 등이 이 기업의 연구개발 분야다. 연구소장은 K-STAR 프로그램 참여 동기에 대해 다음과 같이 밝혔다.

“우리 회사는 철도차량 부품을 시작으로 점진적으로 화차 완성차 제작사로 확대해 나가고 있습니다. 향후 목표는 국내 최초로 세계시장을 진입하여 우수한 품질과 가격경쟁력으로 화차를 납품하는 것입니다. 이를 위해서는 해외 철도 선진국에서 요구하는 국제 기술기준, 표준 및 규격 등에 맞춰 ‘설계-제작-성능검증-인증’을 체계적으로 수행해야 합니다. 하지만 충분한 인력 규모와 풍부한 경험이 있는 대기업이 아닌 중소기업의 역량으로는 많은 어려운 점이 있었습니다. 우리 회사는 최근 미군 화차 제작이 계약이 성사되면서 국내 시장진입을 위한 화차 형식승인을 위한 성능검증이 필요했습니다. 그런 상황에서 함께 연구과제를 수행했던 KTL의 도움을 받던 중 K-STAR 기업지원 프로그램의 정보를 얻게 되어 지원을 희망하게 되었습니다.”

단계별 맞춤형 지원으로 기술 자립 성공

KTL의 기술 지원으로 이스턴알앤이는 올해 8월 기준 120 km/h 속도급 화차형 대차 시스템을 국산화 개발 완료하여 사업화를 앞두고 있다. 대차시스템은 철도차량부품 중 주행장치에 속해 있기에, 핵심 부품·장치이자 주요 ‘안전’ 부품·장치로 분류된다. 그간 국내에서는 선진기술을 보유한 해외기업으로부터 수입하여 운영하는 시스템이었지만 여기에 KTL과 이스턴알앤이가 도전장을 내밀어 대차시스템 개발에 성공했고 국산화에도 기여했다. 지해영 선임 연구원은 개발과정에 대해 들려주었다.

“120 km/h급 화차형 대차 시스템을 국산화시키는 것은 국내 철도산업에서 첫 시도이자 큰 도전이었습니다. 해당 연구는 최종적으로 세계 최고 기술보유 제품 대비 동등 이상의 성능을 입증하는 것으로 ‘설계-부품 및 구성품 제작-차량조합-시운전-현차’로 이뤄진 단계별 상세 개발요구사항을 도출하는 것부터 성능을 검증하는 방법 등에 대한 정보가 상당히 부족했습니다. 이에 KTL은 개발 단계별 주요사항에서의 ‘설계적합성검토-합치성검토-성능검증-인증획득’ 등을 지원하여 세계 최고 기술보유 제품 대비 동등 성능을 입증하였고 인증획득을 통해 최종적으로 실용화 개발을 완료할 수 있었습니다. 이 밖에도 현재 K-STAR 육성사업 기간 이스턴알앤이에서 추진 예정인 다양한 화차 관련 개발 및 제작 대상에 대해 적극적으로 기술지원을 수행할 예정입니다.”

극심한 냉온도를 극복하고 끈끈한 협업 이뤄내

이스턴알앤이와 KTL은 화차용 대차 시스템을 개발하는 과정에서 동고동락하며 끈끈한 협업을 이뤘다. 봄부터 겨울까지 다양한 기상환경에 노출해 차량 검증을 하는 사계절 시험에서 특히 고생이 많았다. 전승기 연구소장은 당시의 우여곡절을 회상하며 KTL에 감사의 마음을 전했다.

“국책과제 공동연구 책임자이자 K-STAR 코디네이터인 지해영 선임연구원뿐만 아니라 KTL 직원분들이 정말 많이 고생하셨습니다. 지난 겨울, 영하로 떨어지는 추운 새벽에도 핫팩으로 손을 녹여가며 작업하기도 했고, 35도가 넘는 무더운 여름에 모기들과 사투를 벌이며 다량의 측정 장비를 설치하며 정밀한 성능 검증을 위해 함께 열심히 노력하였습니다. 120 km/h급 화차형 대차 시스템 연구과제 종료 후에도 K-STAR 프로그램을 통해 중소기업 입장에서 부족한 부분을 물심양면으로 도와주시고, 최고의 결실을 볼 수 있도록 많은 도움을 주고 계십니다. 이 자리를 통해 감사의 인사를 꼭 전하고 싶습니다.”

향후 KTL은 개발 완료된 120 km/h 속도급 화차형 대차시스템에 대해 추가적인 기술검증 및 인증획득을 지원하고 사업화까지 협력할 계획이다. 또한 올해부터 주한 미군에 납품할 화차를 제작 중인 이스턴알앤이와 함께 해당 화차의 성능검증 및 인증획득에 대한 지원도 병행할 계획이다.