1. 제트 엔진의 기원
제트 추진은 기원전부터 사용되었습니다.
그리고 “작용과 반작용의 법칙”은 그것을 이론적으로 설명합니다.
스프링클러는 노즐을 통해 물을 분사하는 반작용을 이용한 대표적인 예이고, 총을 쏠 때 화약이 터지면서 반동을 느끼는 것도 작용과 반작용의 대표적인 예이다.
제트 추진의 원리를 설명하는 인기 있는 예는 풍선입니다.
가스나 기압이 다른 두 개의 다른 크기의 풍선이 있지만 외부 압력이나 대기압은 동일합니다.
풍선의 노즈를 동시에 위치시키면 큰 부피의 풍선이 작은 부피의 풍선보다 더 빠르고 멀리 날아가는 것을 관찰할 수 있다.
풍선은 항상 공기의 반대 방향으로 날아가고 큰 풍선은 작은 풍선보다 빨리 날아갑니다.
그러나 풍선의 크기에 관계없이 주둥이를 떼는 순간 내부의 공기가 빠져나와 부스트가 빠르게 소멸된다.
풍선 내부의 압력이 지속적으로 높은 수준으로 유지될 수 있으면 풍선의 추진력이 유지됩니다.
이 문제를 해결하는 방법 중 하나가 풍선 같은 물체를 사용하여 열린 구멍에 모터를 설치하여 공기 흐름을 지속적으로 공급하는 것이라면 풍선은 계속 날아갈 것입니다.
중앙의 넓은 공간에 공기를 태워 팽창시키면 출구에서 더 빠른 공기 흐름을 얻을 수 있습니다.
여기서 또 다른 가정은 공기배출구에 프로펠러 모양의 터빈을 설치하면 공기흐름의 힘으로 터빈을 회전시키는 동력을 얻을 수 있다는 것이다.
샤프트를 터빈에 연결하여 그 앞에 다른 팬을 돌릴 수 있다면 장치는 완전히 자체 회전하는 기계가 될 것입니다.
이것이 가스터빈 엔진의 기본 원리이다.
2. 제트 엔진 및 가스 터빈 엔진
제트 엔진의 개념은 터빈의 개념과 제트 추진의 원리가 결합되면서 탄생했다.
순수 제트추진 원리를 적용하면 빠른 배기가스의 배기 반응을 통해 항공기의 추진력을 얻는 방식이지만 현대의 제트엔진은 다양한 종류의 제트엔진으로 발전해 왔다.
일반적인 유형에는 터보제트, 터보팬, 터보프롭 및 터보샤프트 엔진이 포함됩니다.
이러한 모든 엔진은 엔진을 구동하는 데 필요한 회전력을 얻기 위해 작동 원리가 사용된다는 점에서 가스 터빈 엔진으로 분류할 수 있습니다.
순수한 터보제트 엔진에서도 본질적으로 엔진으로 공기를 끌어들일 수 있는 회전력은 터빈의 힘을 통해 이루어지기 때문입니다.
가스터빈엔진은 항공기의 추진장치뿐만 아니라 전기를 생산하는 발전기로도 사용된다.
3. 제트 엔진과 피스톤 엔진
제트엔진에 비해 왕복엔진은 저고도 및 저속영역에서 더 좋은 성능을 보인다.
왕복 엔진도 지속적인 성능 향상을 통해 소형 항공기 엔진으로 자리매김할 것입니다.
그러나 제트엔진은 피스톤엔진에 비해 여러 면에서 우월한 성능을 보인다.
첫째, 제트 엔진의 속도 범위는 초음속입니다.
현대 제트 항공기는 초음속 비행이 보편화될 정도로 속도 범위가 향상되었습니다.
왕복 엔진과 프로펠러 조합은 엔진 출력을 높여 프로펠러의 성능을 극대화합니다.
프로펠러 속도를 높이면 블레이드 끝이 음속을 초과할 때 충격파가 발생하기 때문에 속도를 높이는 데 한계가 있습니다.
둘째, 대류권계면까지의 제트 엔진의 작동 고도가 결정됩니다.
왕복 엔진은 과급기를 사용하여 높은 고도에서 비행할 수도 있지만 제트 엔진은 높은 고도에서 더 잘 수행됩니다.
셋째, 엔진 작동 원리의 유사점과 차이점. 이 엔진은 동일한 작동 유체, 공기 및 흡기 열 엔진을 공유합니다.
일반적으로 엔진을 구동하는 동력은 공기를 흡입, 압축, 연소, 배출하는 과정을 거쳐 얻어진다.
그러나 왕복엔진의 4행정 중 동력행정에서만 동력이 발생하고 나머지 행정은 동력행정을 보조하는 역할을 한다.
그러나 가스터빈 엔진은 입구에서 출구까지 연속적으로 진행하므로 동급 엔진에 비해 더 많은 연료를 연소할 수 있고 더 높은 출력을 얻을 수 있다.
구분이 없는 것도 특징입니다.
넷째, 엔진 진동이 상대적으로 적고 무게가 가볍다.
피스톤 엔진은 피스콘 작동으로 인해 높은 수준의 진동이 발생하지만 제트 엔진은 구조적으로 회전 부품으로 구성되어 있기 때문에 본질적으로 진동이 훨씬 적습니다.
왕복기관의 강력한 힘의 원천은 높은 폭발력이다.
이것은 연료의 특성과 관련된 문제입니다.
연료는 더 높은 압력을 견딜 수 있는 높은 옥탄가가 필요합니다.
늘어날 수밖에 없는 구조입니다.
반면 제트엔진은 높은 폭발력을 필요로 하지 않기 때문에 고강도의 두꺼운 소재보다는 가벼운 소재로 작업할 수 있다는 장점이 있다.
4. 제트엔진의 종류
현대 고성능 민간 및 전투 엔진의 기본은 제트 엔진입니다.
초창기에는 제트 엔진의 신뢰성이 매우 의심스러웠지만, 현대식 제트 엔진은 아음속에서 초음속까지 뛰어난 성능과 20,000시간이 넘는 듀티 사이클로 높은 신뢰성을 보여줍니다.
기본 터보제트 엔진에서 항공기 기종과 임무에 따라 다양한 형태로 개발됐다.
현재까지 사용되는 제트엔진의 종류로는 싱글스풀 터보제트, 트윈스풀 터보제트, 트윈스풀 저우회비 터보팬엔진, 트윈스풀 저우회비(애프터버너) 터보팬엔진, 스풀 하이 바이패스 엔진 비터보팬 엔진, 기어식 터보팬 엔진, 테일팬 엔진, 터보프롭 엔진 및 터보샤프트 엔진이 있습니다.