정밀기계공학의 정점으로 불리는 궁극의 전투기 제트 엔진

 

전투기 엔진는 정밀기계공학, 제어공학의 정점으로 미국, 영국, 프랑스, 러시아 정도만 상용화 기술을 보유하고 있습니다. 둘째라면 서러운 불법 카피 실력을 자랑하는 중국도 전투기 엔진 개발까지는 무리인 모습입니다. 물론 자국산 5세대 전투기 J-20에 러시아제 엔진이 아닌 중국이 자체 개발한 엔진이 장착된 모습이 유포되기도 했지만 성능은 아직 미지수입니다. 

 

 

전투기 가격 중 엔진이 차지하는 비율은 30%나 되지만 우리나라도 전투기 엔진 자체 개발은 아직 힘들고 조립 면허생산과 엔진 부품 국산화에 만족하고 있는 상황입니다. 이처럼 전투기 엔진은 로켓엔진만큼 어렵고 난해하며 기술장벽이 높은 분야입니다. 우리나라가 전투기 엔진을 개발하려면 앞으로 수십 년간 수백 조의 자금을 쏟아 부어야 가능할 것으로 판단됩니다. 그렇다면 지금 현재 지구상 최고라 불리는 전투기들은 어떤 엔진을 장착하고 있는지 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 F-22 Raptor│Pratt & Whitney F119

현존 최강의 전투기 F-22 엔진은 1925년 설립된 미국 엔진 제조회사 프랫&휘트니(Pratt & Whitney)사에서 제조한 F119-PW-100 터보팬 엔진을 사용하는데 PW는 Pratt & Whitney사의 약자입니다. F119-PW-100 엔진은 전투기들의 추진에서 가히 혁명적인 발전이라고 할 수 있는데 초음속 순항 상태에서의 추진력은 에프터 버너를 작동하지 않은 상태에서 재래식 엔진이 에프터 버너를 작동한 상태보다 더 높은 추진력의 우위를 보여줍니다.

 

 

또한 2D 추력 편향 노즐(TVN)을 갖추고 있는데 이 추력 편향 노즐은 F-22의 스텔스 설계와 더불어 적외선이 노출되는 것을 최소화시켜 IRST 혹은 적외선 유도 방식 미사일에게 잘 탐지되지 않게 설계되어 있으며 상,하 20도±로 추력의 방향을 돌릴 수 있어 선회율을 50% 가까이 증대시킬 수 있습니다.

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F-35 Lightning II │Pratt & Whitney F135

최신예 멀티롤 전투기 F-35 역시 Pratt & Whitney사에서 만든 F-135 엔진을 사용합니다.  F135엔진은 JSF 사업을 위해 개발된, 현존하는 가장 강력한 전투기용 터보팬 엔진입니다. 록히드 마틴의 X-35와 보잉의 X-32에 탑재하기 위해 개발되었으며 F-22가 사용하는 F119 엔진을 기반으로 새롭게 설계한 엔진 팬과 저압 터빈을 통합하여 개발되었습니다.

 

 

F135엔진은 길이 15.7m, 폭 10.6m이며 F-35A에는 F135-PW-100, 함재기 F-35C에는 염분내식성이 강화된 F135-PW-400, 단거리 이륙 - 수직착륙(STOVL) 전투기 F-35B에는 F135-PW-600 엔진이 장착됩니다.

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F/A-18E/F Super Hornet│GE F414-GE-400

미 해군 항공대의 자존심이라 불리는 F/A-18E/F 슈퍼 호넷 전투기는 전구를 발명한 토머스 에디슨이 창립한 제너럴 일렉트릭(GE)사에서 만든 GE F414-GE-400 터보팬 엔진을 사용합니다. AB 추력 22,000 lb으로 유로파이터 20,000 lb와 비교해서 약간 앞서는 수준이며 라팔의 M88 엔진의 17,000 lb와는 비교가 안됩니다. 

 

 

한마디로 동급엔진들 중 가장 추력이 강력합니다. 또한 경쟁엔진에 비해 유지비도 저렴한 편인 것으로 알려졌습니다. 그래서 현재까지 이 엔진은 1,300기 이상 판매된 것으로 알려졌습니다.

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F-16 Fighting Falcon│Pratt & Whitney F100

F-16은 전 세계에서 MiG-21, F-4 팬텀 다음으로 가장 많이 퍼져나간 제트 전투기입니다. 그래서 예전에는 외계인이 침공하면 인류의 주력 전투기는 F-16가 될 것이라는 말이 있을 정도였습니다. F-16도 F-22, F-35와 마찬가지로 프랫&휘트니에서 만든 F100 터보팬 엔진을 사용합니다. 

 

 

이 엔진은 1993년부터 F-15와 F-16에 운용되기 시작하였고 우리나라 공군을 포함한 미 우방국 공군의 전투기에도 탑재되기 시작했습니다. 하지만 이 때 제작된 KF-16에서 엔진 고장으로 인한 추락이 좀 빈번하게 발생하였고 자연스럽게 프랫&휘트니 엔진에 대한 신뢰도가 떨어지면서 이후 F-15K의 1차분 도입에서는 제너럴 일렉트릭(GE)사에 F110-STW-129A 도입하였고 이후 F100-STW-229를 사용하고 있습니다.

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Rafale│SNECMA M88-2

프랑스의 대표적인 전투기 라팔에는 프랑스 엔진 제조회사 스네크마에서 만든 M-88-2 터보팬 엔진을 사용합니다. 특별히 쉬운 조작성을 위해 풍부한 디지탈 조절시스템이 적용된 M88-2 엔진은 모듈식 설계를 도입하여 정비를 간소화하였고 나아가 새로운 소재와 다른 진보된 기술을 사용하였습니다.

 

특히 저고도 돌파공격비행과 고고도 요격임무에 특화된 엔진으로 항모용과 육상기지에서 운용화는 라팔의 추진기관으로 성능을 입증하였습니다. M88-2 성능로 인해 라팔은 진정한 멀티롤전투기로써 고고도 요격, 저고도 공격등을 임무를 훌륭하게 수행하고 있습니다.

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Eurofighter Typhoon│EJ200

가속성능과 초음속 기동능력이 뛰어난 유로파이터 타이푼 전투기에는 1980년대에 개발된 롤스로이스 사의 XG40 엔진을 기반으로 영국의 롤스로이스, 독일의 MTU, 이탈리아의 AVIO, 스페인의 ITP 사가 컨소시엄을 구성하여 유로제트(Eurojet)를 설립하고, 터빈, 압축기, 애프터버너 등의 구성품을 분담해서 개발한 EJ200 터보팬 엔진이 장착되었습니다.

 

 

EJ200은 작고 가벼운데다 추중비도 높은 고성능 엔진이지만, 짧은 엔진 수명으로 인해 유지비가 너무 비쌉니다. 그래도 동급 엔진들 중 밀추력이 가장 높으며 위에 소개한 슈퍼호넷에 장착된 F414 엔진과 비교하면 더 작고 가벼운 덕분에 연비와 추중비가 높아 초음속 순항에서 유리합니다. 하지만 F414 엔진보다 미래가 불안정한 편입니다.