하늘을 나는 엔진 기술

항공기 제트엔진은 어떠한 원리로 하늘을 나는 것일까. 우주항공 엔지니어이자 GE의 열역학팀 팀장인 토드 웨츨(Todd Wetzel)은 제트 엔진의 추진 과정을 네 가지 단어로 설명한다. “쭈욱?! 꾸욱?! 쾅! 휘익?!” 이는 제트엔진이 공기를 빨아들이고, 누르며, 폭발시킨 후, 공기가 빠져나가면서 추진력이 생기는 과정을 의성어로 표현한 것이다. 기술적으로 설명한자면 흡기-압축-연소-배기 과정이다. 엔진 속으로 흡입된 공기는 압축된다. 거기에 열을 가하면 공기의 밀도가 높아지게 된다. 고온?고밀도 상태가 된 공기가 터빈을 빠른 속도로 회전시키고, 여기서 발생하는 에너지가 추진력을 만들어내는 것이다. 이러한 원리에 의해 터보 제트 엔진은 지난 40년 간 하늘을 날 수 있게 해주었다.

세계적인 항공기업인 GE항공은 첨단 기술력을 동원하여 한층 강력하고 효율적인 터보 팬 엔진을 개발했다. 엔진 앞쪽에 커다란 선풍기 날개 같은 팬 블레이드가 회전하면서 공기를 엔진 속으로 흡입하는 것이다. 팬 블레이드는 막대한 양의 공기를 빨아들여 상대적으로 적은 양의 공기로도 큰 추진력을 만들어낸다. 팬 엔진은 기존 엔진 대비 연료 효율성이 30% 이상 높아졌다. GE의 신형 엔진의 경우 슈퍼 소재인 탄소섬유 복합재료로 팬 블레이드를 만들고, 3D 프린팅 기술을 적용한 연료노즐로 공정을 개선했다. 아래 영상에서는 GE의 토드 웨츨 팀장이 제트엔진에 대해 알기 쉽게 설명한다.