가스터빈 엔진의 종류 및 특징

목차

1. 터보제트엔진(Turbojet Enging)
1) 원심식 터보제트엔진
2) 축류식 터보제트엔진

2. 터보팬엔진(Turbofan Enging)
1) 장점
2) 단점

3. 터보프롭엔진(Turboprop Engine)
1) 장점
2) 단점

4. 터보샤프트(Turboshaft Engine)

본문내용

◉ 터보제트엔진(Turbojet Enging)
터보제트는 가장 먼저 개발된 항공기용 가스터빈 엔진인만큼 그 구조가 간단하다. 공기 흡입구로 공기가 유입되면 그것이 압축기를 통과하면서 고온 고압의 압축공기로 바뀌고, 그 공기가 연소실에서 분사되는 연료와 만나 발화하면서 생기는 고온 고압의 배기가스가 압축기와 연동된 터빈을 회전시킨 후 배출된다.

공기가 일직선으로 움직이고, 피스톤 엔진처럼 왕복운동을 회전운동으로 바꿔줄 필요도 없기 때문에 부품의 개수, 가지수가 모두 적어 신뢰성이 높다. 또한 폭발 순간에만 외부에 일을 하게 되는 왕복 기관과 달리 지속적인 공기의 압축, 화염에 의한 팽창, 고온/고속 개스의 분출을 하기 때문에 더 큰 출력을 얻을 수 있게 된다는 장점이 있다.

하지만 화염의 유지가 어렵다는 단점이 있다. 일반적으로 대부분의 연료들은 초속 5m/s의 바람에도 쉽게 꺼진다. 따라서 연료 분사 장치 및 점화 장치들은 압축기를 통해 압축되어 유입되는 고속의 공기를 이겨내고 화염을 유지시켜야 한다. 이는 작동 조건이 까다롭게 된다는 것을 의미한다. 결과적으로 터보제트 엔진 설계의 가장 핵심이 되는 부분이 바로 이 화염 유지 이기도 하다.

▶원심식 터보제트엔진
원심압축기를 채택한 터보제트 엔진으로, 엔진의 길이가 짧은 대신에 굵고, 압축비가 떨어진다. 그리고 공기의 흐름이 압축기의 블레이드 끝 방향으로 날아갔다가 압축기를 지나면서 다시 축에 평행해지기 때문에 효율이 떨어진다. 초창기의 원심식 터보제트 엔진의 압축비는 5:1 가량으로, 21세기의 자동차용 자연흡기식 피스톤 엔진의 압축비인 10:1에 비하면 현저히 낮다. 하지만 축류식에 비해 상대적으로 안정적으로 동작한다는 점이 장점이며 축류식에 비해 이물질 흡입에도 잘 견디는 편이다. 또한 최대로 만들 수 있는 압축비는 축류식보다 떨어지지만, 압축기 1단 만을 놓고 비교하면 축류식보다 높은 압력을 만들 수 있기 때문에 길이에 제약을 받는 미사일용 제트엔진으로는 많이 쓰는 방식이다.

참고자료

· 없음