항공 엔진, 터보팬과 터보제트의 차이와 추력 원리

여객기가 활주로에서 속도를 올린 뒤 기수를 드는 순간, 항공 엔진은 공기를 강하게 뒤로 밀어 추력을 만든다. 오늘날 여객기에 가장 널리 쓰이는 항공 엔진은 터보팬으로, 엔진 앞의 큰 팬이 많은 공기를 뒤로 보내며 필요한 힘의 대부분을 낸다.

공기는 흡입구로 들어가 압축기를 거치며 고압 상태가 되고, 연료와 섞여 연소실에서 뜨거운 가스로 바뀐다. 이 가스는 터빈을 돌려 앞쪽 팬과 압축기에 동력을 전달한 뒤 뒤쪽으로 빠져나간다. 뒤로 뿜어낸 공기와 가스의 반작용이 항공기를 앞으로 움직인다.

터보팬은 엔진 중심부를 통과하지 않는 공기, 이른바 바이패스 공기를 크게 활용한다. 같은 추력을 낼 때 소음과 연료 소모를 줄이기 유리해 대형 여객기와 단거리 여객기 대부분에 쓰인다. 커다란 엔진 앞부분이 눈에 띄는 이유도 이 팬의 지름이 커졌기 때문이다.

터보제트는 들어온 공기 대부분이 엔진 내부의 압축·연소·터빈 과정을 거쳐 고속 배기로 나가는 방식이다. 구조상 빠른 속도 영역에서 장점이 있지만 배기 소음과 연료 소모가 커 민항 여객기에서는 주류가 아니다. 다만 고속 비행을 중시한 초기 제트기와 일부 군용기·특수 목적 항공기에서 중요한 기반 기술로 남아 있다.

항공기 운항에서 엔진은 이륙 추력만 만드는 장치가 아니다. 순항 중에는 고도와 속도를 유지할 만큼 출력을 조절하고, 착륙 뒤에는 역추력 장치를 통해 감속에도 관여한다. 비행기의 크기와 운항 거리, 요구 속도에 따라 팬 크기와 엔진 설계가 달라지는 배경이다.