전략품목 우주발사체 비접촉 실 특허분석

가. 특허 분석

 

[ 특허 분석 내용 ]

구분		분석 내용
특허동향 분석	특허증가율 분석	주요 국가의 해당품목 기술개발 활동 현황 분석 한국(KIPO), 미국(USPTO), 일본(JPO), 유럽(EPO), 중국(CNIPA) 국가별, 연도별 특허출원 동향 파악
	기술주기 분석	(기술수명주기 분석) 구간에 따른 특허출원건수와 출원인수 변화의 상관관계 분석 해당품목의 전체 출원동향을 4구간(각 5년)으로 나누어 각각의 구간별 특허출원인수 및 특허출원수 파악 (기술순환주기 분석) 한 특허에서 인용한 과거 특허 문서들과의 시차의 중앙값 분석 해당품목 기술의 진보 속도 및 주요 국가의 기술혁신 속도 파악
	특허 영향력 분석	(기술영향력 분석) 특정 등록 특허가 다른 특허들에 의해 인용된 횟수 분석 특정 출원인의 기술력 파악 (시장지배력 분석) 출원인 국적별 패밀리 국가 수 분석 특정 출원인의 시장지배력 정도 파악
주요 기술 키워드 분석	기술개발동향 변화분석	(키워드 분석) AI 알고리즘을 활용하여 해당품목에 대한 기간별 기술 키워드 분석
	기술현황 분석	(IPC 분석) 전 세계적으로 통용되고 있는 IPC(국제특허분류)를 통해 해당품목의 기술 현황 및 집중 기술 분야 분석
	기술집중력 분석	(CRn 분석) 출원 건수를 기준으로 주요 출원인에 의한 특허 점유율 분석 상위 4개 기업을 기준으로 전체기업/국내시장 연구주체별 기술집중력(시장 독과점 수준) 파악 (HHI 분석) 특허 데이터를 활용하여 전체 또는 특정 산업부문 내 모든 기업의 특허 점유율 분석 시장(산업)내 모든 기업의 각 점유율을 제곱하여 합한 값으로 국가별 기술집중력(시장 독과점 수준) 파악 (기간별 연구주체 분석) 국내 연구주체에 따른 기간별 특허 동향을 분석 해당품목의 중소기업 현재 역량 파악
주요 출원인 분석	주요 출원인 동향	(주요 출원인 동향 분석) 해당품목에서 다수의 출원을 보유하고 있는 주요 출원인(Top 10)의 분석 주요 출원인을 기준으로, 국가별/연도별 출원 건수/국내외 주요 출원인 및 국내 중소기업 주요 출원인 파악
	주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석	(키워드 및 주요 특허 분석) AI 알고리즘을 활용하여 주요 출원인별 주요 기술 키워드 분석 해당품목의 집중연구분야 및 주력기술 분야 파악

 

1. 특허 동향 분석

 

󰊱 특허 증가율 분석

 

연도별·국가별 출원 동향

 

• 주요 국가의 해당품목 기술개발 활동현황 분석

- 과거부터 최근까지(20년) 해당품목에 대한 특허기술 출원의 양적 트렌드 분석을 통해 해당품목의 기술개발 동향파악

- 한국(KIPO), 미국(USPTO), 일본(JPO), 유럽(EPO), 중국(CNIPA) 국가별, 연도별 특허출원 동향을 통해 해당품목을 선도하는 국가 파악

 

[ 연도별·국가별 특허출원동향 ]

• 우주발사체용 비접촉 실 품목은 미시적으로 증감이 반복되는 양상을 보이고 있으나, 거시적으로는 증가하는 동향을 보이고 있으며, 중국, 미국, 일본, 유럽, 한국 순으로 활발한 출원 활동이 진행되고 있음

- 국가별 출원비중을 살펴보면, 중국이 50%의 출원비중을 차지하고 있어 최대 출원국으로 우주발사체용 비접촉 실 산업분야를 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 다음으로 미국 21%, 일본 13%, 유럽 11%, 한국 5% 순으로 나타남

 

- 연도별 출원동향을 살펴보면, 지속적으로 증가하는 추세를 나타내는데, 이는 발사체 피로 특성을 고려한 티탄합금 등 재료 연구 및 탄성 해석을 통한 스프링 보강 금속 실(seal) 개발에 기인한 것으로 분석됨

 

󰊲 기술주기 분석

 

기술수명주기 분석

 

• 기술수명주기 분석을 통해 해당품목 기술의 현재 위치를 파악함

- 해당품목의 전체 출원동향을 4구간(각 5년)으로 나누어 각각의 구간별 특허출원인수 및 특허출원수를 그래프로 나타냄으로써 해당기술의 수명주기 파악이 가능함

기술수명주기 분석 = 구간에 따른 특허출원건수와 출원인수 변화의 상관관계 분석

[ 기술수명주기분석 ]

• 우주발사체용 비접촉 실 기술 분야의 기술 위치를 살펴본 결과, 전체적인 동향은 기술혁신의 주체인 특허출원인수와 기술혁신의 결과인 특허출원건수가 증가하는 동향을 보임으로 성장기 단계로 분석됨

- 중국은 특허출원인수와 특허출원건수가 전 구간에서 증가하는 추세이므로 성장기 단계로 분석되고, 한국, 미국, 일본, 유럽은 특허출원인수와 특허출원건수가 정체 또는 소폭 감소하는 추세이므로 성숙기 단계로 분석됨

 

기술순환주기(TCT) 분석

 

TCT 분석을 통하여 해당품목 기술의 진보속도 및 주요국가의 기술혁신 속도를 파악함

 

- TCT는 최신 기술을 활용하는 경향을 나타내는 지표로서, 제품의 개발주기와 기술개발활동의 강도와 연관되며, TCT 값이 크면 신기술 개발주기가 길어져서 시장에서 새로운 기술 도입에 긴 시간이 걸리며, TCT 값이 작으면 신기술 개발주기가 짧아져서 해당품목관련 신기술 도입에 오랜 시간이 걸리지 않아서 새로운 기술이 적용된 신제품이 자주 등장한다는 것을 의미함

*TCT(Technology Cycle Time) = 한 특허에서 인용한 과거 특허 문서들과의 시차의 중앙값

[ TCT분석 ]

 

 

• 전체 기술순환주기(TCT) 값을 살펴보면, 2002~2016년까지는 평균 TCT 값이 13.1년으로 원천기술에 기초한 기술이 중심을 이루고 있으나, 2017년 이후에는 TCT값이 8.6으로 낮아져 개량기술을 기반으로 해당품목의 기술개발이 빠르게 진행되고 있는 것으로 분석됨

- 최근 값을 살펴보면, 중국의 기술순환주기 값이 7.0으로 주요국가 중 가장 낮게 나타나며 한국이 10.7의 값을 보임으로써 다른 주요 국가 대비 해당품목의 기술개발활동이 활발하게 진행되는 것으로 분석, 다만 일본은 17.1의 기술순환주기 값을 보여 다른 주요국가 대비 다소 기술개발 속도가 느린 것으로 나타남

 

󰊳 특허 영향력 분석

 

기술영향력(CPP) 및 시장지배력(PFS) 분석

 

• 기술영향력 지수(CPP) 분석을 통해 특정 출원인의 기술력을 파악함

- 기술영향력 지수(CPP) 지수는 특정 등록특허가 다른 특허들에 의해 인용된 횟수를 나타내며, 이 값이 클수록 질적 수준이 높은 특허임

 

• 시장확보지수(PFS) 분석을 통해 특정 출원인의 시장지배력 정도를 파악함

- 시장확보지수(PFS)는 출원인 국적별 패밀리국가수를 분석하는 것으로, 해당품목에서 글로벌시장을 타겟팅한 출원인이 누구인지 파악 가능함

전체	한국

[ 특허 영향력 분석 ]

 

• 우주발사체용 비접촉 실 품목에 대한 주요 출원인들의 경쟁력 분석결과, 전체국가에서는 GENERAL ELECTRIC, MITSUBISHI HEAVY IND의 특허가 상업적 가치가 높은 것으로 평가됨

- 전체국가에서 한국의 기업은 없으며, 국내 기업의 시장확보력 및 질적수준은 낮은 것으로 평가됨

(전체) GENERAL ELECTRIC : 기술영향력(CPP) 5.3 / 시장확보력(PFS) 4.5MITSUBISHI HEAVY IND : 기술영향력(CPP) 4.8 / 시장확보력(PFS) 4.6

 

- 한국에서는 한국항공우주연구원, 에이치홀딩스의 특허가 질적 수준이 같으며, 한국항공우주연구원의 시장확보력이 상대적으로 높은 것으로 분석, 다만 출원인의 경쟁력 분석 결과 시장확보력 및 질적수준이 모두 높은 기업은 나타나지 않음

(한국) 한국항공우주연구원 : 기술영향력(CPP) 0.5 / 시장확보력(PFS) 1.0에이치엘홀딩스 : 기술영향력(CPP) 0.0 / 시장확보력(PFS) 1.0

 

2. 주요 기술 키워드 분석

 

󰊱 기술개발동향 변화분석

 

키워드 분석

 

• AI 알고리즘을 활용하여 해당품목에 대한 기간별 기술 키워드를 분석함

[ 전체구간 특허 주요 키워드 ]

• 우주발사체용 비접촉 실 품목 분석 결과, 경량화 제작 기술 관련 키워드가 주로 도출되었으며,‘High Pressure’및‘Service Life’키워드가 도출된 것으로 조사됨

(전체구간 주요 키워드) High Pressure, Service Life, High Temperature, Seal Shoe, Seal Ring, Seal Base, End Face, High Speed, Rotating Shaft, Seal Assembly

 

제 1구간(2002~2011)	제 2구간(2012~2023)

[ 구간별 특허 주요 키워드 ] 

 

• 우주발사체용 비접촉 실 품목에 대한 최근 구간 특허 주요기술 키워드 분석결과, 1구간에는 ‘High Pressure’가 기술 키워드로 도출되었고, 2구간에서는 ‘High Pressure’가 주요 기술 키워드로 도출됨

(1구간 주요 키워드) High Pressure, High Temperature, 비접촉상태, 실링장치, 실링구조, 실링부재, Sealing Surface, Service Life, Non Contact Seal

(2구간 주요 키워드) High Pressure, Service Life, High Temperature, Seal Shoe, Seal Base, Sealing Ring, Annular Array, Non Contact Seal

 

󰊲 기술현황 분석

 

IPC(국제특허분류) 분석

 

• 전 세계적으로 통용되고 있는 IPC를 통해 해당품목의 기술현황 및 집중 기술 분야를 확인함

- 기술·산업 간 융합에 기반한 새로운 시장전개에 대한 이해증진을 위해 IPC를 활용한 기술융합 분석 정보를 제공함

분야별 IPC 분석	기술융합 분석

[ IPC 분석 ]

 

• 우주발사체용 비접촉 실 품목은 섹션 F 기계공학, 조명, 가열, 무기, 폭파 (69%), 섹션 G 물리학 기술분야의 비중(9%)이 높은 것으로 나타났으며, 그중에서도 피스톤, 실린더, 압력용기 일반, 밀봉장치(F16J), 비용적형의 기계 또는 기관(F01D) 분야에서 집중 연구가 진행되고 있는 것으로 분석됨

- 기술융합에 대한 추이를 살펴보면, (F)기계공학, 조명, 가열, 무기, 폭파에서 (B)처리조작, 운수와의 기술융합이 활발히 진행되고 있는 것으로 나타남

 

[ IPC Sub Class ]

IPC Sub Class	국문타이틀	건수
F16J	피스톤, 실린더, 압력용기 일반, 밀봉장치	415
F01D	비용적형의 기계 또는 기관, 예. 증기터빈(연소기관 F02, 액체용 기계 또는 기관 F03, F04L 비용적형 펌프 F04D)	122
F16C	축, 휨축, 신축성 있는 덮개에서 움직임을 전동하기 위한 기계적 수단, 크랭크축 기구의 요소, 중심축, 추축 연결, 전동장치, 연걸장치, 클러치 또는 제동장치 요소 이외의 회전체 요소, 베어ㅇ랑[1990.01]	89
F04D	비용적형 펌프 (엔진 연료 분사 펌프 F02M, 이온 펌프 H01J 41/12, 전기역학 펌프 H02K 44/02)	59
G01M	기계 또는 구조물의 정적 또는 동적 평형시험, 달리 분류되지 않는 구조물 또는 장치의 시험	47

 

󰊳 기술 집중력 분석

 

CRn 분석

 

• 주요 출원인에 의한 특허점유율을 분석하여 기술집중력(시장 독과점 수준)을 판단함

- 특허동향조사에서는 통상 CR4를 사용하며, CRn값이 0에 가까울수록 시장 독과점 수준이 낮은 것을 의미하고, CR4 값이 40에서 60일 경우 시장의 독과점 수준이 높은 것으로 해석됨

 

[ CR4 분석_ 전체기업 집중력 ]

출원인	출원건수	특허점유율	CRn	n
BEIJING BAIDU NETCOM SCI AND TECH(CN)	6	0.5%		1
SOUTHEAST UNIV(CN)	5	0.4%		2
BANK OF AMERICA(US)	4	0.3%		3
PING AN INT SMART CITY TECH(CN)	4	0.3%	1.5%	4
오가닉서라운딩(KR)	3	0.2%		5
판도플랫폼(KR)	3	0.2%		6
BAIDU ONLINE NETWORK TECH (BEIJING)(CN)	3	0.2%		7
CHENGDU DAXIANG FRACTAL INTELLIGENT TECH(CN)	3	0.2%		8
GUANGXI UNIV(CN)	3	0.2%		9
JILIN UNIV(CN)	3	0.2%		10
기타	1,214	97.0%
합계	1,251	100.0%	CR4=1.5%

 

• 우주발사체용 비접촉 실 관련 기술에 대한 시장관점의 기술독점 현황분석을 위해 집중률 지수(CRn) 분석 결과, 상위 4개 기업의 시장점유율이 1.5%로 독과점 정도가 낮은 수준으로 분석되어 주요 출원인들에 의한 기술 집중화 정도가 낮은 시장으로 판단됨

[ CR4 분석_국내시장 연구주체별 집중력 ]

 

출원인	출원건수	특허점유율	CRn	n
중소기업(개인)	24	35.8%	35.8%	1
대기업	5	7.5%		2
연구기관/대학	4	6.0%		3
기타(외국인)	34	50.7%		4
합계	67	100.0%
주) 국내 대기업의 판단기준은 2024년 5월 공정거래위원회의 공시대상기업집단 지정결과(대기업집단 88개, 소속회사 3,318개 포함)에 따르며, 중소기업에는 중견기업을 포함

• 국내시장에서의 중소기업의 점유율 분석 결과, 우주발사체용 비접촉 실 품목에서 중소기업의 점유율은 35.8%로 조사되어 국내시장에서 중소기업의 해당시장 진입장벽은 보통 수준으로 분석됨

HHI 분석

 

• 주요 출원인에 의한 특허점유율을 분석하여 기술집중력(시장 독과점 수준)을 판단함

- 특허데이터를 활용하여 전체 또는 특정 산업부문 내 모든 기업의 특허점유율을 이용해 시장집중도를 분석함

- HHI값이 높을수록 기술활동의 집중수준이 높고 특정 기업들이 해당 시장을 과점하고 있기 때문에 신규 업체가 해당시장을 진입하기가 쉽지 않은 것으로 해석됨

*HHI(Herfindahl-Hirschman Index) = 시장(산업)내 모든 기업의 각 점유율을 제곱하여 합한 값

 

[ HHI 분석 ]

공보	KIPO	USPTO	JPO	EPO	CNIPA	전체
HHI	178	350	349	613	41	68

• 우주발사체용 비접촉 실 관련 기술에 대한 HHI(허핀달-허쉬만)지수 분석결과, 전체 68으로 경쟁적인 시장이 형성되어 있으므로 시장진입이 다소 용이한 것으로 분석됨

- 한국의 경우 HHI 지수가 178로 다른 주요국가 대비 상대적으로 낮게 나타나고, 기술활동의 집중수준이 높지 않은 상태이므로 시장진입이 어렵지 않은 것으로 분석됨

 

기간별 연구주체 분석

• 국내 연구주체에 따른 기간별 특허동향을 분석하여 해당품목의 기술개발 선도 주체를 파악함

*국내 대기업의 판단기준은 2024년 5월 공정거래위원회의 공시대상기업집단 지정결과(대기업집단 88개, 소속회사 3,318개 포함)에 따르며, 중소기업에는 중견기업을 포함

 

- 기간별 연구주체 분석을 통하여 해당품목의 중소기업 현재 역량을 파악할 수 있으며, 향후 중소기업의 기술개발 및 투자전략 타당성 확보를 위한 가이드라인을 제시함

[ 기간별 연구주체 동향 ]

 

• 기간별 연구주체 분석에 따르면, 최근 우주발사체용 비접촉 실 관련 기술은 기타(외국인)이 주체가 되어 기술개발이 활발히 진행되고 있는 것으로 나타남. 이는 해당품목에 대한 중소기업 중심의 기술개발 및 투자전략이 필요함을 보여줌

3. 주요 출원인 분석

 

󰊱 주요 출원인 동향

 

주요 출원인 동향 분석

 

• 해당품목에서 다수의 출원을 보유하고 있는 주요 출원인(Top 10)의 분석을 통해 전략적인 지적재산관리와 기업의 경쟁력을 강화함

- 주요 출원인을 기준으로, 해당품목에 대해 기술개발을 주도하고 있는 기관 및 기업을 파악하고, 한국(KIPO), 미국(USPTO), 일본(JPO), 유럽(EPO), 중국(CHIPA) 국가별 출원현황 분석을 통해 주요 출원인들이 고려하고 있는 주요 시장이 어디인지 예측하여 거시적 관점의 향후 트렌드를 전망함

[ 주요 출원인 국가별 출원 건수 ]

[ 연도별 출원인 건수 ]

해외 주요 출원인 (TOP 3)	국내 주요 출원인 (TOP 3)	국내 중소기업 출원인 (TOP 3)

[ 국내외 주요 출원인 / 국내 중소기업 주요 출원인 ]

주) 국내 대기업의 판단기준은 2024년 5월 공정거래위원회의 공시대상기업집단 지정결과(대기업집단 88개, 소속회사 3,318개 포함)에 따르며, 중소기업에는 중견기업을 포함

 

• 우주발사체용 비접촉 실 품목의 주요 출원인을 살펴보면, 미국 출원인이 다수 포함되어 있는 것으로 나타났으며 제 1출원인은 글로벌 항공기업 UNITED TECH인 것으로 조사됨

- 우주발사체용 비접촉 실 품목 관련 해외 주요 출원인으로는 UNITED TECH, RAYTHEON TECH, NIPPON PILLAR PACKING 등이 도출되었으며, 국내 주요 출원인으로는 한국항공우주연구원, 에이치엘홀딩스, 팜코 등이 나타남

 

- 국내 주요 출원인은 국가연구기관보다 기업 출원인이 출원을 주도하고 있어 기업 주도의 연구개발이 활발히 진행되고 있는 것으로 분석됨

 

- 국내 중소기업 주요 출원인은 에이치엘홀딩스, 한일마이크로텍, 평화오일씰공업 등이 도출되었으며, 에이치엘홀딩스는 국내 Top3 출원인에도 중복으로 도출되어 기술개발이 활발히 진행되는 것으로 분석됨

 

󰊲 주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석

 

키워드 및 주요 특허 분석

 

• AI 알고리즘을 활용하여 주요 출원인별 주요 기술 키워드를 통하여 집중연구분야를 파악함
• 주요 출원인이 출원한 주요 특허를 검토하여 키워드를 통하여 주력기술 분야를 예측함

◎ UNITED TECH

[ 주요 출원인 기술 키워드 ]

 

[ 주요 특허 분석 ]

등록/공개번호 (출원일)	명칭	기술적용분야	IP 경쟁력
			피인용 문헌수	패밀리 국가수
US 10415413 (2016.09.01.)	Floating non-contact seal vertical lip	스프링, 슈, 실(seal) 등을 포함한 조합체 구성에 관한 기술	34	2
US 10060535 (2016.02.25)	Shaped spring element for a non-contact seal device	쐐기 형상의 스프링 빔을 포함하는 비접촉 실(seal) 구성에 관한 기술	28	1
US 10030531 (2016.01.22)	Seal shoe for a hydrostatic non-contact seal device	비접촉식 밀폐장치용 실(seal) 구성에 관한 기술	26	2

• Seal Shoe, Seal Base, Spring Element, Annular Array, Circumscribes, Connects Respective, Non Contact Seal 키워드가 도출됨
• UNITED TECH는 우주발사체용 비접촉 실 품목과 관련하여 Top 1 출원인으로, 미국을 위주로 유럽에 대한 국제출원을 진행하였으며, 비접촉식 실(seal) 조합체 구성에 관한 기술력이 높은 것으로 조사됨

◎ RAYTHEON TECH

[ 주요 출원인 기술 키워드 ]

 

[ 주요 특허 분석 ]

등록/공개번호 (출원일)	명칭	기술적용분야	IP 경쟁력
			피인용 문헌수	패밀리 국가수
US 10801348 (2015.09.14.)	Non-contacting dynamic seal	웨이브 스프링을 갖는 비접촉 동적 실(seal) 구성에 관한 기술	31	2
US 10961860 (2016.08.15.)	Non-contact seal with removal features	복수의 스프링 요소를 포함한 일체형 실(seal) 구성에 관한 기술	15	2
US 10794208 (2015.07.08.)	Non-contact seal assembly for rotational equipment with linkage between adjacent rotors	인접한 로터 사이 링크가 있는 회전 장비용 비접촉 실(seal) 구성에 관한 기술	13	2

 

• Seal Shoe, Seal Base, Spring Element, Seal Base Circumscribes, Rotational Equipment, Contact Seal Assembly 키워드가 도출됨
• RAYTHEON TECH는 우주발사체용 비접촉 실 품목과 관련하여 Top 2 출원인으로, 미국을 위주로 유럽에 대한 국제출원을 진행하였으며, 웨이브 스프링을 갖는 비접촉 동적 실(seal) 구성 기술력이 높은 것으로 조사됨

◎ NIPPON PILLAR PACKING

[ 주요 출원인 기술 키워드 ]

 

 

[ 주요 특허 분석 ]

등록/공개번호 (출원일)	명칭	기술적용분야	IP 경쟁력
			피인용 문헌수	패밀리 국가수
US 7883093 (2005.07.01.)	Mechanical seal	고정 실링 링을 포함하는 기계식 비접촉 실(seal) 구조에 관한 기술	19	7
JP 4262656 (2004.09.10.)	비접촉형 실(seal) 장치	정압을 이용한 비접촉형 실(seal) 장치에 관한 기술	15	1
JP 4119398 (2004.04.30.)	비접촉형 메카니컬 실(seal)	파티클 발생을 방지하는 비접촉형 메커니컬 실(seal) 구조에 관한 기술	13	1

• 회전 밀봉 고리, 정리 밀봉 고리, 비접촉 상태, 밀봉 단면, 비접촉형 메카니컬, Stationary Sealing Ring, 실링 장치, 실링 기능 키워드가 도출됨
• NIPPON PILLAR PACKING은 우주발사체용 비접촉 실 품목과 관련하여 Top 3 출원인으로, 일본을 위주로 미국, 유럽, 중국에 대한 폭넓은 국제출원을 진행하였으며, 정압을 이용한 기계식 비접촉형 실(seal) 구조 기술력이 높은 것으로 조사됨

4. 분석 종합

 

특허 분석 결과 요약

 

[ 특허 분석 결과 ]

구분		분석 내용
특허동향 분석	특허증가율 분석	주요 국가별로 살펴보면 중국이 가장 활발한 출원활동을 보이는 것으로 조사되었으며, 다음으로 미국, 일본 유럽, 한국 순으로 분석됨
	기술주기 분석	우주발사체용 비접촉 실 기술 분야의 기술 위치를 살펴본 결과, 전체적인 동향은 기술혁신의 주체인 특허출원인수와 기술혁신의 결과인 특허출원건수가 증가하는 동향을 보임으로 성장기 단계로 분석됨
	특허영향력 분석	우주발사체용 비접촉 실 품목에 대한 주요 출원인들의 경쟁력 분석 결과, 전체국가에서는 GENERAL ELECTRIC, MITSUBISHI HEAVY IND 특허가 상업적 가치가 높은 것으로 평가됨 한국에서는 한국항공우주연구원, 에이치홀딩스의 특허가 질적 수준이 같으며, 한국항공우주연구원의 시장확보력이 상대적으로 높은 것으로 분석됨
기술동향 분석	기술개발동향 변화분석	우주발사체용 비접촉 실 품목에 대한 지난 20년간의 특허 주요 기술 키워드 분석결과, ‘High Pressure’, ‘Service Life’가 주요 키워드로 도출됨
	기술현황 분석	우주발사체용 비접촉 실 품목은 섹션 F 기계공학, 조명, 가열, 무기, 폭파 (69%), 섹션 G 물리학 기술분야의 비중(9%)이 높은 것으로 나타났으며, 그중에서도 피스톤, 실린더, 압력용기 일반, 밀봉장치(F16J), 비용적형의 기계 또는 기관(F01D) 분야에서 집중 연구가 진행되고 있는 것으로 분석됨
	기술집중력 분석	우주발사체용 비접촉 실 품목은 기술활동의 집중수준이 높지 않은 상태이므로 시장진입이 어렵지 않은 것으로 분석됨
주요 출원인 분석	출원인 동향 분석	우주발사체용 비접촉 실 품목의 주요 출원인을 살펴보면 미국 출원인이 다수 포함되어 있는 것으로 나타났으며 제 1출원인은 글로벌 항공기업 UNITED TECH인 것으로 조사됨
	주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석	UNITED TECH는 Seal Shoe, Seal Base 등의 키워드가 도출되었으며. 비접촉식 실(seal) 조합체 구성에 관한 기술력이 높은 것으로 조사됨 RAYTHEON TECH는 Seal Shoe, Seal Base 등의 키워드가 도출되었으며, 웨이브 스프링을 갖는 비접촉 동적 실(seal) 구성 기술력이 높은 것으로 조사됨 NIPPON PILLAR PACKING은 회전 밀봉 고리, 정리 밀봉 고리 등의 키워드가 도출되었으며, 정압을 이용한 기계식 비접촉형 실(seal) 구조 기술력이 높은 것으로 조사됨

 

 

분석 종합표

 

[ 평가지표/ 정량적 분석 ]

평가지표	한국			미국		유럽		일본		중국
	전체	중소기업
특허 활동도	6.1	4.5		56.7		17.6		43.2		100.0
특허 부상도	45.6	62.0		66.1		58.8		33.2		100.0
특허 시장력	21.9	18.9		64.4		100.0		53.9		17.5
특허 영향력	13.6	11.3		100.0		37.5		41.6		10.1
상대적 기술경쟁력	30.4		33.7		100.0		74.5		59.9		79.3

주) 각 평가지표 값은 원 계산 값에 상대적 비교의 편의성을 위해 최고점 100점으로 환산한 값이며, 상대적 기술경쟁력은 각 평가지표의 가중치를 1:1로 반영하여 평균값을 도출한 것임

 

 

[ 주요 특허 선별지표 ]

선별지표	가중치
패밀리 특허 수(A)	2
피인용 횟수(B)	2
발명자 수(C)	2
청구항 수(D)	1.5
등록 여부(E)	1.5
IPC 수(F)	1
선별지표 최종 계산식	(A+B+C)X2 + (D+E)X1.5 + (F)X1

 

 

나. 기술개발 로드맵

 

1. 핵심 요소기술 조정

 

조정된 전략품목 대상으로 전문위원회를 통해 기술별 기술개발 핵심성·파급성·가능성을 고려하여 핵심 요소기술 조정

• (기술개발 핵심성) 전략품목 개발 필요 요소기술 가운데 중요도(필수 여부) 및 기술개발 성공 시 달성 기여도
• (기술개발 파급성) 기술개발 이후 타 분야/품목 등에 영향을 미치는 확장 수준
• (기술개발 가능성) 요소기술에 대한 개발 기간, 투자금액, 기술 난이도 등을 종합적으로 고려한 중소기업 적합 수준

 

[ 「우주발사체용 비접촉 실」 핵심 요소기술 ]

구분	핵심 요소기술	개요
1	비접촉 실 제조 기술	극저온 액체 추진제의 기밀을 위해 적용되는 비접촉 실에 대한 설계 및 제작 기술
2	유체 누설 최소화 기술	압축 성능에 영향을 줄 수 있는 액체 추진제의 누설 최소화 기술
3	내구성 확보 기술	극한 환경용 실 신뢰성 평가 기술
4	코팅 도료 제조·적용 기술	실링 소재와 회전 샤프트 간 마찰에 의한 마모 및 손상을 최소화하기 위한 코팅 기술

 

핵심 요소기술 정의서

 

11-1. 비접촉 실 제조 기술

구분			내용
분류 체계	산업기술		(100404) 회전축용 요소부품
	과학기술		(EA0304) 회전축용 요소부품 (EA1210) 우주선 본체
기술개요			극저온 액체 추진제의 기밀을 위해 적용되는 비접촉 실에 대한 설계 및 제작 기술
기술 요구사항			기밀 유지 및 고속 회전이 가능한 비접촉 실 형상 설계 기술 필요 실 소재 및 실을 구성하는 부품에 대한 정밀 가공 기술 필요
기술개발 최종 목표			고압 유체의 누설 최소화 고속 회전에 적합한 실 형상 및 하우징 기밀 설계 핵심 소재(Carbon) 개발 및 정밀 제작 기술 확보 (FM:Flight Model 적용가능 수준) 구성 부품 정밀 가공 및 제작 (스피닝/ 열처리/ 포밍/ 도금 등)
단계별 목표		1차년도	핵심 소재에 대한 기초 시험(물성, 강도, 누설, 마모 등)을 위한 시편 제작(TRL 3단계) 핵심 소재 분석 및 제작 기술 확보(TRL 4단계)
		2차년도	고속 회전 시 누설 최소화가 가능한 실 형상 및 하우징 기밀 설계(TRL 5단계) 기본 시험용 시제품 제작(TRL 6단계)
		3차년도	극저온 추진제 펌프용 실 조립체 설계(TRL 7단계) 극저온 추진제 펌프용 제품 제작 및 실증(TRL 8단계)

 

11-2. 유체 누설 최소화 기술

구분			내용
분류 체계	산업기술		(100404) 회전축용 요소부품
	과학기술		(EA0304) 회전축용 요소부품 (EA1210) 우주선 본체
기술개요			압축 성능에 영향을 줄 수 있는 액체 추진제의 누설 최소화 기술
기술 요구사항			극저온 환경 모사 성능 시험 설비 구축 필요 극저온 추진제 펌프에서의 누설에 의한 성능 영향 평가 필요
기술개발 최종 목표			극저온 환경에서의 유체 누설 시험을 통한 적정 Clearance 및 면적 평가 극저온 환경에서 실의 편심률 및 동특성 평가 극저온 추진제 펌프에 대한 최소 누설량 검증 및 성능 영향 평가
단계별 목표		1차년도	극저온 모사 성능시험용 고속 모터 설계 및 제작(TRL 3단계) 극저온 모사 성능시험 설비 설계(TRL 4단계)
		2차년도	극저온 모사 성능시험 설비 구축(TRL 5단계) 시제품(단일 부품)에 대한 누설 성능 시험(TRL 6단계)
		3차년도	로켓엔진용 추진제 펌프 적용 누설 성능 시험(해외 제품과의 비교 시험 포함, TRL 7단계) 로켓엔진용 추진제 펌프 연동 성능 평가(해외 제품과의 비교 시험 포함, TRL 8단계)

 

11-3. 내구성 확보 기술

구분			내용
분류 체계	산업기술		(100404) 회전축용 요소부품 (101002) 기능재료
	과학기술		(EA1210) 우주선 본체 (EB0102) 기능재료
기술개요			극한 환경용 실 신뢰성 평가 기술
기술 요구사항			극한 환경에서의 소재 물성 확보 필요 극한 환경에서의 내구성 검증 필요
기술개발 최종 목표			고압 및 고회전 조건에서의 실 소재 강도 검증 극저온 환경에서의 조립 구조 안정성 확보 고회전 조건에서의 실 마모 및 내구성 검증
단계별 목표		1차년도	상온 조건 원자재 재료 물성 및 강도 시험(TRL 3단계) 극저온 조건에서의 원자재 물성 및 강도 시험(TRL 4단계)
		2차년도	극저온 모사 시험 설비를 활용한 시제품 내구성 시험 : 목표 내구 기준에서의 구조 안정성(강도, 마모 등) 검증(TRL 6단계)
		3차년도	로켓엔진용 추진제 펌프 적용 신뢰성 시험 : 실제 운용 조건에서의 실 조립체 및 추진제 펌프 성능 종합 평가(TRL 8단계)

 

11-4. 코팅 도료 제조적용 기술

구분			내용
분류 체계	산업기술		(100404) 회전축용 요소부품 (101310) 기타 표면처리기술
	과학기술		(EA1210) 우주선 본체 (EB0699) 달리 분류되지 않는 열/표면처리
기술개요			실링 소재와 회전 샤프트 간 마찰에 의한 마모 및 손상을 최소화하기 위한 코팅 기술
기술 요구사항			극저온 및 고속 회전 조건 적용이 가능한 코팅 소재 확보 필요 극저온 및 고속 회전 조건에서 코팅 내구성 및 부품 손상 여부 검증 필요
기술개발 최종 목표			고회전시 실/회전체 간 마찰면에서의 실 소재 및 회전 부품 손상 최소화 극저온 추진제 노출시 부품 손상 최소화
단계별 목표		1차년도	극저온 및 고속 회전에 적합한 코팅 도료 개발(TRL 3단계) 코팅 공정 확립(TRL 4단계)
		2차년도	코팅 기술이 적용된 성능시험용 시제품 제작(TRL 5단계) 극저온 모사 시험 설비에서의 코팅 마모 성능 시험(TRL 6단계)
		3차년도	코팅 기술이 적용된 로켓엔진 추진제 펌프용 부품 제작(TRL 7단계) 추진제 펌프 실 운용 조건에서의 코팅 마모 및 부품 손상 여부 평가(TRL 8단계)

 

 

2. 기술로드맵 구축

 

󰊱 기술개발 목표

 

[ 「우주발사체용 비접촉 실」 기술개발 로드맵 ]

구분	핵심 요소기술	기술 요구사항	개발목표			최종목표
			1차년도	2차년도	3차년도
1	비접촉 실 제조 기술	기밀 유지 및 고속 회전이 가능한 비접촉 실 형상 설계 기술 필요 실 소재 및 실을 구성하는 부품에 대한 정밀 가공 기술 필요	핵심 소재에 대한 기초 시험(물성, 강도, 누설, 마모 등)을 위한 시편 제작(TRL 3단계) 핵심 소재 분석 및 제작 기술 확보(TRL 4단계)	고속 회전 시 누설 최소화가 가능한 실 형상 및 하우징 기밀 설계(TRL 5단계) 기본 시험용 시제품 제작(TRL 6단계)	극저온 추진제 펌프용 실 조립체 설계(TRL 7단계) 극저온 추진제 펌프용 제품 제작 및 실증(TRL 8단계)	고압 유체의 누설 최소화 고속 회전에 적합한 실 형상 및 하우징 기밀 설계 핵심 소재(Carbon) 개발 및 정밀 제작 기술 확보 (FM:Flight Model 적용가능 수준) 구성 부품 정밀 가공 및 제작 (스피닝/ 열처리/ 포밍/ 도금 등)
2	유체 누설 최소화 기술	극저온 환경 모사 성능 시험 설비 구축 필요 극저온 추진제 펌프에서의 누설에 의한 성능 영향 평가 필요	극저온 모사 성능시험용 고속 모터 설계 및 제작(TRL 3단계) 극저온 모사 성능시험 설비 설계(TRL 4단계)	극저온 모사 성능시험 설비 구축(TRL 5단계) 시제품(단일 부품)에 대한 누설 성능 시험(TRL 6단계)	로켓엔진용 추진제 펌프 적용 누설 성능 시험(해외 제품과의 비교 시험 포함, TRL 7단계) 로켓엔진용 추진제 펌프 연동 성능 평가(해외 제품과의 비교 시험 포함, TRL 8단계)	극저온 환경에서의 유체 누설 시험을 통한 적정 Clearance 및 면적 평가 극저온 환경에서 실의 편심률 및 동특성 평가 극저온 추진제 펌프에 대한 최소 누설량 검증 및 성능 영향 평가
3	내구성 확보 기술	극한 환경에서의 소재 물성 확보 필요 극한 환경에서의 내구성 검증 필요	상온 조건 원자재 재료 물성 및 강도 시험(TRL 3단계) 극저온 조건에서의 원자재 물성 및 강도 시험(TRL 4단계)	극저온 모사 시험 설비를 활용한 시제품 내구성 시험 : 목표 내구 기준에서의 구조 안정성(강도, 마모 등) 검증(TRL 6단계)	로켓엔진용 추진제 펌프 적용 신뢰성 시험 : 실제 운용 조건에서의 실 조립체 및 추진제 펌프 성능 종합 평가(TRL 8단계)	고압 및 고회전 조건에서의 실 소재 강도 검증 극저온 환경에서의 조립 구조 안정성 확보 고회전 조건에서의 실 마모 및 내구성 검증
4	코팅 도료 제조·적용 기술	극저온 및 고속 회전 조건 적용이 가능한 코팅 소재 확보 필요 극저온 및 고속 회전 조건에서 코팅 내구성 및 부품 손상 여부 검증 필요	극저온 및 고속 회전에 적합한 코팅 도료 개발(TRL 3단계) 코팅 공정 확립(TRL 4단계)	코팅 기술이 적용된 성능시험용 시제품 제작(TRL 5단계) 극저온 모사 시험 설비에서의 코팅 마모 성능 시험(TRL 6단계)	코팅 기술이 적용된 로켓엔진 추진제 펌프용 부품 제작(TRL 7단계) 추진제 펌프 실 운용 조건에서의 코팅 마모 및 부품 손상 여부 평가(TRL 8단계)	고회전시 실/회전체 간 마찰면에서의 실 소재 및 회전 부품 손상 최소화 극저온 추진제 노출시 부품 손상 최소화

 

󰊲 로드맵 기획

 

(총론) 우주발사체용 비접촉 실에 대한 R&D 추진 시, 고압 및 고온 환경에서의 누설 방지 성능 확보, 극한 환경에서의 내구성 및 신뢰성 강화, 경량화 및 고강도 재료 개발, 비접촉 방식의 정밀도 및 유지보수 최소화 기술 확보 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

• (중소기업 기술개발전략 1) 고압 및 고온 환경에서의 누설 방지 성능을 확보하기 위한 비접촉 실 설계 및 테스트 기술 개발
• (중소기업 기술개발전략 2) 진공, 극한 온도 변화, 방사선 환경에서의 내구성과 신뢰성을 강화하기 위한 특수 소재 및 코팅 기술 개발
• (중소기업 기술개발전략 3) 경량화 및 고강도 구조를 위한 복합재 기반 비접촉 실 제조 기술 개발
• (중소기업 기술개발전략 4) 비접촉 방식의 정밀도 향상 및 유지보수 최소화를 위한 센서 기반 실시간 모니터링 및 제어 기술 개발

[ 「우주발사체용 비접촉 실」 기술개발 로드맵 ]