터보팬엔진(TURBOFAN ENGINE)의 추력은 어떻게 얻어질까?

 

(TURBOFAN ENGINE)

  오늘날 우리가 이용하는 민항기에는 주로 터보팬엔진이 사용됩니다. 전투기에 사용되는 제트엔진보다 연료소모율이 적고 배기소음도 획기적으로 줄일 수 있기 때문입니다.

(터보팬엔진의 구조)

  엔진 앞부분에 위치한 펜이 돌아가며 공기를 흡입하고 그 다음 압축기(Compressor)에서 공기를 압축합니다. 이 때 공기가 압축되면서 온도는 매우 높아지게 되는데 이 압축공기는 엔진의 연소 뿐만아니라 여러 용도로 쓰입니다. 그 대표적인 것이 기내여압입니다. 엔진에서 압축된 고온의 공기를 식혀 객실로 보내서 어느 고도에서건 항공기 내부를 일정하게 7000피트의 대기압을 유지하게 해줍니다.

  이렇게 압축된 고온의 공기의 양에 비례하여 연료조절기에서 연료를 분사하고 점화하여 '흡입-압축-폭발-배기'가 이루어집니다. 따라서 대부분의 터보팬엔진의 추력이 내연기관에 의해 발생한다고 잘못 알고 있는 경우가 많습니다.

 

  그러나 사실상 대부분의 추력은 위 사진과 같이 'By-Pass Fan Air'에서 생기게 됩니다. 비율로 따지자면 'By-Pass Fan Air'에 의한 추력이 75%, 'Exhaust Jet'에 의한 추력이 25%를 차지하게 됩니다.

  그러므로 터보팬엔진의 추력에 있어 엔진으로 흡입되는 공기의 양은 매우 중요합니다. 기온이 낮을수록 공기의 밀도가 높기 때문에 터보팬엔진의 추력에 도움이 됩니다. 공기의 온도가 높아지다가 30도 부근에서 부터 급격하게 추력이 떨어지게 되는데 이는 항공기 이륙성능에 큰 영향을 미칩니다.

  터보팬엔진의 팬(FAN)과 내연기관은 한 축으로 연결되어 있습니다. 내연기관은 팬을 돌리는 중요한 역할을 하게 됩니다. 이런 이유로 항공기가 지상에서 터보팬엔진을 시동하기 위해서는 펜을 돌리는 동력이 필요하게 됩니다. 따라서 지상조업사에서 GPU를 통해 시동을 거는 방법이 있고 또 한가지 방법은 항공기 꼬리 부분에 설치된 엔진인 APU를 작동시키고 이 힘으로 엔진스타트를 하게 됩니다.

(B737의 APU)

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