[공학]열역학 - 항공기용 엔진의 구조와 작동원리

1. Turbo jet engine

그림 1 제트 기관의 하나. 공기를 흡입하여 압축한 다음 연소한 뒤 고온 가스를 분출시켜 터빈을 회전시키면서 그 배출 가스를 이용하여 추진력을 얻는다. 고속 항공기 발동기로 쓴다. 터보젯의 기계적 구성은 크게 공기 흡입구, 압축기, 연소기, 터빈 및 추력 노즐로 나눌 수 있다. 각 구성품의 역할에 관해서는 제트 엔진에 관한 문서를 참고할 수 있다.

2. Turbo prop engine

터보프롬(turbo prop) 엔진은 가스터빈의 축(shaft) 출력을 기어로 감속해서 프로펠러를 회전시키기 때문에 왕복엔진에서와 같은 큰 진동은 발생하지 않는다. 따라서 엔진을 쇼크마운트를 사용하지 않고 직접 엔진마운트에 설치하기도 한다. 또한 터보프롭 엔진은 직경이 좁고 본체가 길 뿐만 아니라 엔진의 후방에는 다량의 배기가스를 배출하는 제트 파이프가 설치되어 있으므로 엔진베드가 동체나 날개에서 길게 돌출되게 된다. 이 때문에 착륙시에 큰 하중이 발생하거나 엔진 및 프로펠러의 흔들림과 날개의 진동이 연계된 월 플레터(whirl flutter)를 발생시킬 위험이 있으므로 엔진마운트 구조가 충분한 강성을 갖도록 해야 한다.
터보프롭엔진은 단면이 작아서 엔진의 지지점을 중심 가까이 설치할 수 있으므로 역학적으로는 왕복엔진의 엔진베드를 전후 반대의 형태로 설치하여 구성되는 경우가 많다. 또한 엔진을 설치하는 위치에 따라서 날개 위 설치(Lockheed Electra), 날개 중앙 장치(Aerospatiale Fregate), 그리고 날개 아래설치(Short Belfast)의 세 가지 방법을 사용한다.
그림 2
그림 2는 터보프롭엔진이 날개 위에 설치된 사례를 보여주고 있는데, 엔진을 신속히 교환(QEC, qui차 engine change)하기 위한 구조로 되어 있다. 이 그림…
그림 3

3. Turbo fan engine