가스터빈 엔진의 원리와 구조

목차

1. 가스터빈 엔진의 원리

2 .Gas Turbine Parts
1) Inlet
2) Compressor
3) Burner
4) Turbine
5) Nozzle

3. 가스터빈 기관의 종류
1) Turbojet Engine
2) Turbofan Engine
3) Turboprop Engine
4) Turboshaft Engine
5) Ramjet Engine

4. 항공우주박물관의 가스터빈엔진
1) 항공우주박물관의 가스터빈엔진
- JT9D-7Q 엔진
- J47-GE-27 엔진
- J85-GE-13 엔진

Reference

본문내용

현재 운영되고 있는 대부분의 여객기와 전투기는 가스터빈 엔진을 사용하고 있고 그것을 제트엔진이라고 부른다. 가스터빈 엔진 중 처음에 사용되고 간단한 형태가 터보 제트 엔진이다.
위의 그림은 가스터빈엔진의 원리를 간단하게 표현하고 있다.
맨 먼저 주위의 많은 양의 공기가 계속적으로 Inlet에 유입된다. 단순히 공기를 받아들이는 Inlet 이지만 이것의 형상이나 크기는 항공기 제작 경험에 의존하는 경우가 많다. 이렇게 유입된 공기는 Inlet 바로 뒤의 Compressor에 들어간다. Compressor는 Airfoil형태의 날개조각들을 여러 개 묶어서 하나의 팬을 만들고 이러한 팬들이 여러 개 있다.

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위의 사진을 보면 두가지 Type의 Compressor를 볼 수 있다. Axial과 Centrifugal이 그것이다. Axial Compressor라고 부르는 이유는 Flow가 Compressor를 통과할 때 Rotation 축에 평행하게 통과하기 때문이다. Centrifugal Compressor라고 부르는 이유는 Flow가 Compressor를 통과할 때 Rotation 축에 수직하게 통과하기 때문이다. 초창기에 만들어진 Jet Engine은 Centrifugal Compressor 였으며 지금도 작은 크기의 jet Engine은 Centrifugal Compressor를 사용하고 있다. 또한 Turboshaft와 Rocket Engine에도 Centrifugal Type의 Compressor를 사용하고 있다. 현재 상용중인 Turbojet 과 Turbofan 엔진은 항상 Axial Compressor를 사용한다.

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초기 제트기에 장착되었던 엔진으로 원리는 가스발생기 하류에 배기노즐을 부착하여 얻어지는 제트추력을 동력으로 사용하는 방식이다. 고속에서의 추진효율은 우수하나 저속성능이 좋지 않고 엔진소음이 크기 때문에 일부 군용기에서만 사용된다.
비교적 소량의 공기를 고속으로 분출시키기 때문에 소형 경량으로 큰 출력을 얻을 수 있다. 따라서 비행속도가 빠를수록 효율이 좋고 특히 천음속으로부터 초음속(M0.9~3)에서 우수한 성능을 나타낸다.

참고 자료

항공우주공학개론 3rd Edition 항공우주공학회편 p 169~ 172
Aircraft Gas Turbine Engine Design
http://www.lerc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane
http://www.nasa.gov/audience/forstudents/9-12/features/F_Ramjet_9-12.html
http://my.netian.com/~khjij/gas.html
http://home.pusan.ac.kr/%7Ekhhkim/gasturbine.htm