한양대학교 터보기계연구실은 우주발사체 액체추진로켓에 적용되는 펌프시스템부터 다양한 산업현장의 초고속 회전기계와 터보기계 등 회전체동역학 및 저진동설계기술을 비롯해 유체동압베어링, 시일, 댐퍼 등 주요 기능부품의 구조 및 윤활 설계기술 개발 연구를 중점적으로 수행하고 있다. 

특히 윤활유 공급이 필요없는 무급유 공기베어링을 적용한 환경친화적이며 고성능, 고효율 회전기계기술 개발은 세계 수준의 기술력을 가지고 있다. 이를 바탕으로 국내외 다양한 대기업 및 중소기업과 기술개발과제를 진행 중이다. 이번 초저온 냉열설비 R&D에 참여한 류근 한양대 교수를 만나봤다. 류 교수는 20년이 넘는 공기윤활베어링 관련 연구경험을 가지고 있으며 최근 약 8년간 극저온 유체 가압 베어링에 대한 연구를 수행해 오고 있다. 

■ 기관의 경쟁력과 이번 R&D에서의 역할은
무엇보다 유체베어링, 특히 공기베어링과 극저온베어링에 대한 풍부한 경험과 노하우다. 터보기계연구실은 자체적으로 극저온 환경에서 베어링을 실험할 수 있는 인프라를 갖추고 있어 타연구기관과 확연한 차별성을 가지고 있다.

이번 R&D에서는 초저온환경에서 운용되는 포일 베어링의 정하중 특성 및 동특성 계수를 측정·분석해 성능평가를 진행할 계획이다. 연구결과를 바탕으로 초저온 환경에서의 포일 베어링시스템 설계 개선안을 제시하고 최종적으로 최적설계 방안을 정립할 것이다.

■ 연차별 R&D 방향은
1차연도에는 초저온 환경 하에서 포일 베어링 성능 및 특성 예측, 초저온 환경이 포일 베어링 지지 회전체의 동적 거동에 미치는 영향을 예측하며 2차연도에는 초저온 환경 포일베어링의 정하중 특성 및 동특성 계수 측정을 위한 실험장치 및 실험 시스템설계을 진행한다.

3차연도에는 포일베어링 정하중 특성 및 동특성계수 측정을 위한 실험장치 제작 및 실험시스템 구축을, 4차연도에는 포일베어링 내구성 및 윤활특성에 미치는 영향 측정 및 분석과 포일 베어링의 정하중 특성 및 동특성계수 측정, 5차연도에는 정하중 특성 및 동특성계수 분석 및 성능평가, 해석모델 개선 등을 진행한다.

■ 이번 과제를 통한 기대효과는
초저온 환경에서 운용되는 포일 베어링의 정하중 특성 및 동특성계수 측정을 위한 실험시스템을 구축해 국내 데이터베이스를 구축하는 것이다. 초저온 환경에서의 포일 베어링에 대한 성능측정에 대한 연구결과는 기존에 국내뿐만 아니라 해외에서는 체계적으로 구축된 것이 없기 때문이다. 이번 연구과제가 완료되면 베어링 성능평가 결과는 베어링의 특성예측 및 모델 개선에 매우 중요한 역할을 할 것이다.