[추진체 공학] 가스터빈엔진의 원리

목차

가스터빈 엔진의 원리

가스터빈 엔진의 종류
- 터보 제트
- 터보 팬
- 터보 프롭
- 터보 샤프트
- 램 제트

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. 팬 한열을 지날 때마다 압력이 뛰어오른다. Compressor의 출구에는 앞에서 들어오는 Free Stream보다 엄청나게 높은 압력을 지니게 된다. 따라서 Compressor는 Electric Fan과 같아 Compressor를 돌리기 위해서는 지속적으로 에너지를 공급해 주어야 한다. Compressor를 지나서 Burner가 있다. Burner에는 적은 량의 연료가 공기와 점화선에 연결되어 있다. 일반적인 제트엔진의 경우에 100Pound of air/sec에 2pound of Fuel/sec가 들어간다. Burner를 지난 뜨거운 배출가스는 Turbine을 통과한다. Turbine은 풍차와 같은 역할을 한다. 가스터빈 엔진에서 Compressor를 돌리기 위해 Turbine에서 에너지를 뽑아내어 사용하는데 Compressor와 Turbine은 Central Shaft에 고리로 연결되어 있다. Turbine출구의 flow는 free stream flow보다 압력과 온도가 매우 높다. 그 다음 flow는 flow를 가속시키는 형상을 가지는 Nozzle을 통과한다. 이때 Nozzle 출구에서의 속도가 free stream 속도보다 높아 추력이 발생한다. 제트엔진에서 출구에서의 mass flow와 free stream mass flow는 거의 같다.

참고 자료

없음