기준일을 100으로 놓고 그린 선입니다. 통화가 서로 달라 지수로 겹쳤습니다.
녹는점보다 뜨거운 데서
도는 금속
제트엔진 터빈 앞의 가스는 블레이드 합금이 녹는 온도보다 뜨겁습니다. 그런데 블레이드는 안 녹고, 심지어 분당 만 번 넘게 돕니다. 세 가지를 겹쳐서 그렇게 만듭니다 — 속을 비워 찬 공기를 돌리고, 세라믹을 입히고, 금속을 통짜 결정 하나로 뽑습니다. 아래 손잡이를 내리면 어디서 무너지는지 그 자리에서 계산됩니다.
손잡이
직접 돌려 보고, 잘라 보세요
같은 블레이드를 3D 로 세운 것입니다. 끌면 돌아가고, 옆 손잡이로 세로로 잘라 속을 볼 수 있습니다. 색은 위 계산의 금속 온도를 그대로 씁니다 — 가스 온도나 냉각을 바꾸면 여기 색도 같이 바뀝니다.
잘라 보기
층
50도가 수명을 열 배 가른다
금속 표면 온도에 따라 버티는 시간이 어떻게 변하는지 그린 것입니다. 세로축은 로그입니다 — 눈금 한 칸이 열 배입니다. 세 선은 같은 합금을 어떻게 굳혔느냐의 차이뿐입니다.
왜 통짜 결정 하나여야 하나
보통 금속은 작은 결정 알갱이 수억 개가 뭉친 덩어리입니다. 그 알갱이들이 맞닿은 경계를 입계라고 하는데, 상온에서는 입계가 금속을 단단하게 해 줍니다.
그런데 고온에서는 반대가 됩니다. 입계가 먼저 미끄러지고 늘어나기 시작합니다. 원심력으로 끌어당겨지는 블레이드에서 그 늘어남이 곧 수명입니다. 그래서 입계를 세로로 정렬하고(방향성 응고), 끝내는 입계를 없애 버립니다(단결정) — 알갱이가 하나면 경계도 없습니다.
블레이드 하나를 결정 하나로 키우는 건 쉽지 않습니다. 나선형 통로로 결정 하나만 통과시키고, 그 씨앗에서 블레이드 전체를 몇 시간에 걸쳐 천천히 끌어올립니다. 이걸 상업 규모로 안정되게 하는 곳이 세계에 몇 안 됩니다.
어떻게 만드나 — 여덟 단계
위에서 ‘나선형 통로로 결정 하나만 통과시킨다’고 썼습니다. 말로만 하면 안 잡힙니다. 한 단계씩 보겠습니다. 바뀌는 게 뭔지 보이도록 물건은 같은 자리에 두고 공정만 갈아 끼웠습니다.
↓주조 한 벌은 무엇으로 되어 있나
공정을 보기 전에 이름부터 답니다. 도해의 번호(1A · 2B …)가 아래 목록과 맞물립니다. 남는 것 · 잘라 버리는 것 · 없애는 것으로 색을 갈랐습니다 — 이 한 벌에서 실제로 엔진에 들어가는 건 밝은 금속 부분뿐입니다.
↓ 부품 목록
★모식도입니다. 형상 비율은 ‘무엇이 어디에 있는지’가 읽히도록 그린 것이고 특정 엔진의 사양이 아닙니다.
→여덟 단계
칩을 누르거나 다음으로 넘기면 됩니다. 단계마다 무엇이 걸리는지를 같이 적었습니다.
↓① 세라믹 코어
여기서 무너지면
⑥단계의 그 나선 — 실물
바로 위 ⑥단계의 나선을 실제로 찍은 사진입니다. 블레이드를 뽑아낸 뒤 잘라 버리는 부분이라 이렇게 따로 남습니다. 옆의 동전이 크기입니다 — 손가락 두 마디쯤 됩니다.
아래 종처럼 퍼진 부분이 냉각판에 닿아 있던 시작 뭉치입니다. 여기서 결정 알갱이가 수없이 생겼습니다. 가운데 두 바퀴 반 꼬인 나선을 지나면서 대부분이 벽에 막혀 자라기를 멈추고, 위쪽 나팔처럼 벌어진 자리에 닿을 때는 하나만 남습니다. 그 하나에서 블레이드 전체가 자랐습니다.
이 물건이 하는 일은 그것뿐입니다. 거르는 것. 생김새가 단순해 보이지만, 이 나선의 각도와 지름과 끌어올리는 속도가 맞아떨어져야 하나만 남습니다. 너무 빠르면 여럿이 통과하고, 너무 느리면 시간과 열이 그만큼 돈으로 나갑니다.
여덟 관문을 곱하면
이 여덟 단계는 순서대로 다 통과해야 블레이드 하나가 나옵니다. 어느 하나가 어긋나면 앞의 일곱 단계에 들인 시간과 합금이 같이 버려집니다. 그게 이 산업의 진입 장벽입니다 — 한 단계가 어려운 게 아니라, 여덟 단계를 동시에 안정시키는 게 어렵습니다.
뒤집어 말하면 쓸 수 있는 블레이드 한 개를 얻으려고 1.51개를 시작해야 한다는 뜻입니다. 손잡이를 90%로 내려 보세요 — 단계별로는 열에 아홉이 통과하는데도 끝까지 살아남는 건 절반이 안 됩니다.
★이 계산의 통과율은 여러분이 넣은 가정입니다. 특정 회사의 실제 수율이 아닙니다. 여기서 보여 주려는 건 숫자가 아니라 곱셈이 얼마나 빨리 깎는가입니다.
그래서 이 넷이 어디를 쥐고 있나
위 여덟 단계를 상업 규모로 돌리는 회사가 몇 안 된다고 했습니다. 그럼 그 몇 안 되는 회사가 만든 물건이 어디에 실려 있는지 보겠습니다. 아래는 기체를 위에서 본 모양이고, 엔진 자리에 칠한 색이 만드는 회사입니다.
↓ 네 회사와 그들의 엔진
★기종과 엔진의 짝만 적었습니다. 추력·연비 같은 숫자는 넣지 않았습니다 — 여기서 보여 주려는 건 성능이 아니라 누가 어디를 쥐고 있는가입니다. C919 는 중국이 자국 엔진을 따로 개발 중이라 ‘지금은’이라고 적었습니다.
←고를 수 있는 기체가 둘뿐이다
위 열 종류 중에서 손님이 엔진을 고를 수 있는 기체는 787 과 A320neo 둘뿐입니다. 나머지 여덟은 기체를 고르는 순간 엔진 회사도 정해집니다. A350 을 사면 롤스로이스를, 737 MAX 를 사면 CFM 을, F-35 를 사면 프랫앤휘트니를 삽니다.
이게 이 조각이 기술 이야기로 끝나지 않는 이유입니다. 앞의 여덟 단계를 안정되게 돌릴 수 있는 회사가 몇 안 되니 기체마다 붙일 수 있는 엔진이 하나로 좁혀지고, 그 자리는 기체가 단종될 때까지 갑니다. 게다가 엔진은 판 뒤에도 정비와 부품으로 수십 년을 더 법니다 — 이건 제 짐작이 아니라 회사가 제출한 10-K 에 적힌 숫자입니다. 바로 아래 절에서 그 숫자를 그대로 옮겨 놓았습니다.
★같은 기술이 하늘에만 있는 건 아닙니다. 발전소의 대형 가스터빈도 같은 이유로 단결정·방향성 응고 블레이드를 씁니다. 이 조각에서는 항공 쪽만 다뤘습니다.
풀고 있는 식
T금속 = T가스 − Φ·(T가스 − T냉각) 냉각 공기는 압축기 출구에서 빼 온 900 K.
LMP = T·(20 + log10 t) 라슨-밀러. 온도와 시간을 하나로 묶는다.
t = 10(LMP/T − 20) 그래서 온도가 조금만 올라도 시간이 급격히 준다.
결정 차이 = 같은 LMP, 다른 온도 단결정 기준, 방향성 응고 +50 K, 보통 주조 +85 K 로 놓는다.
녹는점보다 뜨거운 데서 안 녹는 법
블레이드가 있는 곳의 가스는 금속의 녹는점보다 뜨겁습니다. 그런데 안 녹습니다 — 안쪽에 찬 공기를 흘리고, 표면의 작은 구멍으로 새어 나오게 해서 얇은 공기막으로 덮기 때문입니다.
구멍에서 나온 공기가 표면을 따라 얇게 깔립니다. 금속이 뜨거운 가스에 직접 닿지 않게 하는 것이 전부입니다.
그래서 이 부품은 속이 빈 채로 만들어야 하고, 구멍은 정확한 각도로 뚫려야 합니다 — 위 판의 온도 여유가 몇 십 도인 이유이고, 이 조각 하나가 그렇게 비싼 이유입니다.
구멍 개수와 배치는 원리를 보이기 위한 것입니다. 실제로는 수백 개가 정밀한 각도로 뚫립니다.
실물은 이렇게 생겼다
위 화면의 블레이드는 제가 그린 모식도입니다. 진짜는 이렇게 생겼습니다.
① 저 점들이 전부 구멍이다
롤스로이스 트렌트 엔진의 고압 터빈 블레이드입니다. 날개마다 표면에 줄줄이 뚫린 작은 점들이 전부 냉각 구멍입니다. 속에서 돌던 찬 공기가 저 구멍으로 새어 나와 표면에 얇은 공기 막을 만듭니다 — 위 화면에서 파란 점이 표면을 따라 흐르는 게 이것입니다.
이 사진을 소장한 과학박물관이 붙인 설명이 이 조각의 제목과 같습니다 — ‘녹는점 위에서 작동하기 위한 냉각 구멍’.
아래쪽의 전나무처럼 생긴 뿌리는 원심력을 받아 내는 자리입니다. 블레이드 하나가 회전 중에 받는 힘은 자기 무게의 수만 배에 이릅니다. 그 힘으로 계속 잡아당겨지는 상태에서 위 계산의 온도를 버텨야 합니다.
② 갈라 놓은 단결정 블레이드
명패에 ‘2 PIECE SINGLE CRYSTAL HPT BLADE’라고 적혀 있습니다 — 단결정 고압 터빈 블레이드를 속이 보이게 두 조각으로 갈라 놓은 것입니다. 프랫앤휘트니가 만든 것이고, NASA 의 에너지 효율 엔진 계획에서 나왔습니다.
왼쪽 조각의 격자로 뚫린 구멍이 필름 쿨링이고, 오른쪽 조각의 빈 속이 찬 공기가 도는 통로입니다. 위 화면에서 파란 타원으로 그린 그 통로입니다.
앞에 놓인 자를 보세요. 눈금이 2.5cm 까지입니다. 이 손바닥만 한 물건 하나가 결정 알갱이 하나로 되어 있고, 속이 비어 있고, 표면에 수백 개의 구멍이 뚫려 있고, 세라믹이 입혀져 있습니다. 그 넷을 동시에 만족시키는 게 이 산업의 문턱입니다.
엔진은 팔 때 버는 게 아니다
앞에서 “판 뒤에도 정비와 부품으로 수십 년을 더 번다”고 썼습니다. 그건 제 주장이니 제가 근거를 대야 합니다. 회사가 스스로 제출한 연차보고서(Form 10-K)에 매출을 장비와 서비스로 갈라 적어 놓았습니다. 그 숫자를 그대로 옮깁니다.
→ 옮겨 온 숫자와 그 출처
출처 · GE Aerospace FY2025 Form 10-K(2026-01-29 제출) ·
RTX Corp FY2025 Form 10-K(2026-02-06 제출). 미국 증권거래위원회(SEC)에 제출된 원문입니다.
★비율(%)과 배수는 인쇄된 값끼리 나눈 것입니다. ‘서비스’의 범위는 회사마다 다르므로
회사 간 비교는 조심해서 읽어야 합니다.
★GE 연결 매출에는 보험 부문($3,533M)이 따로 있어 세그먼트 합계와 다릅니다.
나선을 돌릴 줄 알아도, 이게 없으면 못 만든다
여기까지는 기술 이야기였습니다. 그런데 그 여덟 단계를 다 할 줄 알아도 재료가 없으면 아무것도 못 만듭니다. 초내열합금의 고온 강도를 올려 주는 원소 중에 레늄(Re)이 있습니다. 문제는 이 원소가 캐러 가는 광물이 아니라는 것입니다.
↓구리 캐다 딸려 나오는 원소
레늄 광산이라는 건 없습니다. 구리-몰리브덴 광산에서 몰리브덴 정광을 구울 때 부산물로 나옵니다. 그래서 레늄 값이 올라도 레늄만 더 캘 수가 없습니다 — 구리를 더 캐야 합니다.
→ 이 그림의 숫자는 전부 한 곳에서 왔습니다
출처 · U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2025
(2025년 1월), RHENIUM ·
원문 PDF
★비중(%)은 인쇄된 나라별 값을 합친 61,900 kg 기준입니다. 러시아는 집계가 없어(NA)
빠져 있으므로 실제 비중은 이보다 낮을 수 있습니다.
★한국이 이 목록에 있는 건 구리 제련 부산물로 회수하기 때문입니다.
←레늄을 덜 쓰면 얼마나 더 만드나
업계가 레늄을 덜 쓰는 합금을 좇는 이유를 산수로 보겠습니다. 위 숫자 두 개(광산 62,000 kg · 재생 25,000 kg)에 초내열합금 몫 80%를 곱하고, 합금 속 레늄 비율로 나누면 만들 수 있는 합금 양이 나옵니다.
비율을 절반으로 줄이면 같은 레늄으로 두 배를 만듭니다. 그래서 이 산업의 숙제는 ‘레늄을 더 구하기’가 아니라 ‘레늄을 덜 쓰고도 같은 온도를 버티기’가 됩니다 — 맨 위 손잡이에서 냉각과 코팅을 올리던 것이 바로 그 일입니다. 금속이 덜 뜨거우면 합금이 덜 버텨도 됩니다.
★레늄 비율은 여러분이 넣은 가정입니다. 실제 합금은 세대와 제조사마다 다르고, 레늄을 아예 안 쓰는 합금도 있습니다. 여기서 보여 주려는 건 특정 합금의 조성이 아니라 나눗셈이 얼마나 크게 갈리는가입니다. ★2차 생산 25,000 kg 에도 같은 80% 를 적용했습니다(원문은 2차 생산의 용도별 몫을 나누지 않습니다).
그럼 한국은 어디에 있나
여기까지 읽으면 자연스럽게 나오는 질문입니다. 이건 제 평가가 아니라 회사가 금융감독원에 제출한 사업보고서에 적어 놓은 것을 그대로 옮긴 것입니다. 두 회사가 스스로 어디까지 왔고 무엇이 남았는지 적어 두었습니다.
↓ 공시에 적힌 그대로
Disk‘Leap & LM2500 HPT Disk 공급계약’ 수주 상세에 이 이름으로 올라와 있습니다. LEAP 은 앞에서 본 737 MAX · A320neo 의 그 엔진이고, HPT 는 고압터빈 — 이 조각이 내내 다룬 바로 그 자리입니다. 디스크는 블레이드를 꽂는 원판입니다.
출처 · 금융감독원 전자공시(DART) —
한화에어로스페이스 사업보고서(2025.12) 2026-03-16 제출 ·
두산에너빌리티 사업보고서(2025.12) 2026-03-20 제출.
따옴표 안은 보고서 원문이고, 비율(%)만 인쇄된 값끼리 나눈 것입니다.
★계단 그림은 이 조각의 잣대로 정리한 것입니다. 회사의 전체 역량 평가가 아니라
‘완제 항공엔진’ 하나만 놓고 본 위치입니다.
★앞 절에서 본 레늄에도 한국은 이미 이름이 있습니다 — 2024년 3,000 kg 생산.