레이저무기 ‘열 문제’ 줄인다… 키프코우주항공, 3D프린팅 냉각장치 특허

자이로이드 구조·상변화물질 적용해 냉각장치 소형화 겨냥 대드론 체계 ‘아테나’ 일환… 레이저무기 차량 탑재 기반 기술 레이저 무기 차량 탑재 개념도. 차체 측면이 3D프린팅 자이로이드 냉각장치. 키프코우주항공 제공 드론 대응 수단으로 주목받는 레이저 무기의 ‘열 문제’를 줄이기 위한 기술이 특허를 받았다. 경남 창원의 방산·항공우주기업 키프코우주항공(대표 정경안)은 금속 3D프린팅으로 레이저 무기 냉각장치를 작게 만들 수 있는 구조에 대한 특허를 등록했다고 1일 밝혔다. 레이저 무기는 발사 순간 많은 열이 발생한다. 회사 측은 이 열을 제때 식히지 못하면 성능이 떨어지고 연속 발사에도 제약이 생긴다고 설명했다. 그동안 냉각장치의 크기와 무게는 레이저 무기를 차량 등 이동형 장비에 싣는 데 걸림돌로 꼽혀 왔다. 회사 측은 기존 냉각장치가 대형 함정이나 고정식 시설을 기준으로 설계된 경우가 많았다고 덧붙였다. 특허의 핵심은 냉각장치 내부에 적용한 ‘자이로이드(Gyroid)’ 구조다. 구불구불한 벽이 입체적으로 이어지는 형태로, 같은 부피에서 열을 주고받는 표면적을 넓힐 수 있는 구조로 알려져 있다. 절삭 가공으로는 만들기 어려워 금속 분말을 레이저로 한 층씩 녹여 쌓는 3D프린팅 방식으로 제작한다. 냉각수 통로는 입구와 출구 쪽은 넓게, 열이 몰리는 중앙부는 촘촘하게 배치했다. 회사 측은 냉각수를 밀어 넣는 부담은 줄이고 냉각 효율은 높이도록 설계했다고 밝혔다. 장치 안에는 상변화물질(PCM)을 채웠다. 고체에서 액체로 녹으면서 많은 열을 흡수하는 물질이다. 발사 순간의 열을 PCM이 먼저 흡수하고, 이렇게 저장된 열을 냉각수가 밖으로 빼내는 방식이다. 냉각수와 PCM은 얇은 금속 벽으로 나뉘어 섞이지 않는다. 외부 케이스와 내부 열교환 구조는 알루미늄 합금으로 한 번에 출력한 일체형이다. 회사 측은 조립 이음매가 없어 장기간 사용 때 생길 수 있는 누출 위험을 줄일 수 있다고 설명했다. PCM은 고무 패킹(오링)과 레이저 용접으로 이중 밀봉했고, 녹을 때 부피가 10% 이상 늘어나는 점을 감안해 내부에 여유 공간을 뒀다. 키프코우주항공 관계자는 “현재 고출력 레이저 무기는 냉각장치가 크고 무거워 대형 플랫폼 위주로 적용되고 있다”며 “이번 기술은 냉각시스템을 훨씬 작고 가볍게 만들 수 있다는 것이 가장 큰 장점”이라고 말했다. 다만 기존 장치보다 무게와 부피를 얼마나 줄였는지, 냉각 성능은 어느 정도인지 등 구체...