4가지 유형의 항공 모델은 무엇인가요?

피스톤 항공기 엔진

초기 항공기나 헬리콥터에서 프로펠러나 로터를 구동하는 데 사용된 항공기 엔진입니다. 대형 피스톤 항공기 엔진의 출력은 2500kW에 달할 수 있습니다. 나중에는 고출력과 우수한 고속 성능을 갖춘 가스터빈 엔진으로 교체되었습니다. 그러나 저출력 피스톤 항공기 엔진은 여전히 ​​경비행기, 헬리콥터 및 초경량 항공기에 널리 사용되고 있습니다.

가스터빈 엔진

이러한 유형의 엔진이 가장 널리 사용됩니다. 터보제트 엔진, 터보팬 엔진, 터보프롭 엔진 및 터보샤프트 엔진을 포함하여 모두 압축기, 연소실 및 가스 터빈을 갖추고 있습니다. 터보프롭 엔진은 주로 시속 800km 미만의 항공기에 사용되며, 터보샤프트 엔진은 주로 헬리콥터에 사용되며, 터보팬 엔진은 주로 초음속 항공기에 사용됩니다.

램제트 엔진

압축기가 없는 공기 기계와 가스터빈이 장착된 것이 특징이며, 고속 비행 시 연소실로 들어가는 공기가 램제트 효과에 의해 가압됩니다. 구조가 간단하고 추력이 크며 특히 고속 및 고고도 비행에 적합합니다. 자체적으로 시동이 불가능하고 저속에서 성능이 좋지 않아 적용 범위가 제한되어 있으며 미사일 및 공중 발사 표적 미사일에만 사용됩니다.

기타

위에서 언급한 엔진은 모두 연료 연소를 위한 산화제로 대기 중 공기를 흡수하므로 공기흡수형 엔진이라고도 합니다. 기타에는 로켓 엔진, 펄스 엔진 및 항공우주 전기 모터가 포함됩니다. 로켓엔진의 추진제(산화제, 연소제)는 모두 자체적으로 운반되는데 연료소모량이 너무 많아 장기간 운용에는 적합하지 않으며 일반적으로 발사체의 엔진으로만 사용된다. 항공기의 단기 가속(가속기 시동 등)의 경우. 펄스 엔진은 주로 저속 표적 드론과 항공 모형 항공기에 사용됩니다. 태양전지로 구동되는 항공전기모터는 경비행기에만 사용되며 아직은 실험단계이다.

피스톤 엔진 시대

초기 수랭식 엔진이 지배적이었습니다. 19세기 말, 자동차에 내연기관이 사용되기 시작하자 사람들은 즉각 항공기 비행의 동력원으로 내연기관을 항공기에 사용하는 것을 생각하고 이 분야에 대한 실험을 시작했습니다.

1903년 미국의 라이트 형제는 4기통 수평 직렬 수냉식 엔진을 개조하여 비행 테스트를 위해 "Aviator One" 항공기에 성공적으로 사용했습니다. 이 엔진은 출력이 8.95kW에 불과하지만 무게는 81kg, 출력 대 중량 비율은 0.11kW/daN입니다. 엔진은 자전거와 마찬가지로 두 개의 체인을 통해 직경 2.6m의 나무 프로펠러 두 개를 구동합니다. 첫 비행의 비행시간은 12초에 불과했고 비행거리는 36.6m에 불과했다. 그러나 이것은 인류 역사상 처음으로 동력을 공급하고, 유인, 지속 가능하고, 안정적이며, 기동 가능한 공중보다 무거운 항공기의 성공적인 비행입니다.

전쟁 목적의 항공기 사용에 힘입어 항공은 특히 유럽에서 번성하기 시작했으며 프랑스가 그 선두를 차지했습니다. 미국은 동력항공기를 발명하고 최초의 군용기를 제작했지만, 참전 당시 사용할 수 있는 신형 항공기는 단 한 대도 없었다. 최전선에 배치된 미국 항공대 6,287대 중 4,791대는 Hispano-Siza V형 수냉식 엔진을 탑재한 "스페이드" 전투기 등 프랑스 항공기였습니다. 이러한 종류의 엔진의 출력은 130~220kW에 도달했으며 추력 대 중량 비율은 약 0.7kW/daN입니다. 항공기 속도는 200km/h를 초과하고 상승고도는 6650m입니다.

당시 항공기의 비행 속도는 아직 상대적으로 낮았고, 공랭식 엔진을 식히는 것도 어려웠다. 냉각을 위해 엔진이 노출되어 저항이 큽니다. 따라서 대부분의 항공기, 특히 전투기는 수냉식 엔진을 사용합니다. 이 기간 동안 프랑스 세귄 형제가 1908년에 발명한 회전 실린더 공랭식 레이디얼 엔진이 한동안 인기를 끌었습니다. 고정된 크랭크축과 회전하는 실린더를 갖춘 이러한 종류의 엔진은 결국 출력 증가로 인해 제한을 받게 되었고, 고정 실린더 공냉식 레이디얼 엔진의 냉각 문제가 해결된 후 역사의 무대에서 물러났습니다.

두 차례의 세계대전 사이에 피스톤 엔진 분야에서 몇 가지 중요한 발명품이 등장했습니다. 엔진 페어링은 항공기의 저항을 감소시켰을 뿐만 아니라 공랭식 엔진의 냉각 문제를 해결했으며, 2열 또는 4열 실린더 엔진의 설계는 출력을 높이는 조건을 만들어주며, 배기가스 터보차저는 고지대 조건에서 흡입 압력을 높이고 엔진의 가변 피치 성능을 향상시킵니다. 프로펠러의 효율과 엔진 출력을 높이고, 금속 나트륨으로 채워진 냉각 배기 밸브는 배기 밸브의 과열 문제를 해결합니다. 물과 메탄올의 혼합물을 실린더에 분사하면 출력이 단시간에 1/3 증가합니다. 고옥탄가 연료 증가 연료의 노크 방지 성능을 향상시키고 실린더 내 연소 전 압력을 2에서 3에서 5에서 6, 심지어 8에서 9까지 점진적으로 증가시켜 출력을 증가시킬 뿐만 아니라 리터뿐만 아니라 연료 소비율도 감소시킵니다.

1920년대 중반부터 공랭식 엔진이 급속히 발전했지만, 이 기간 동안 페어링이 저항과 냉각 문제를 해결한 후 공랭식 레이디얼 엔진이 여전히 자리를 잡았습니다. 높은 강성, 가벼운 무게, 우수한 신뢰성, 유지보수성 및 생존성, 큰 출력 성장 잠재력 등의 장점으로 인해 급속히 발전했으며, 대형 폭격기, 수송기, 지상 공격기의 수냉식 엔진을 대체하기 시작했습니다. . 1920년대 중반 미국 라이트컴퍼니(Wright Company)와 프랫앤휘트니컴퍼니(Pratt & Whitney Company)는 최대 출력 400kW 이상과 -중량 대비 1kW/daN 이상의 비율. 제2차 세계대전이 발발하면서 이중 배기형 콜드스타 엔진의 개발 성공으로 엔진 출력이 600~820kW까지 증가했다. 이때 프로펠러 전투기의 비행속도는 500km/h를 넘었고 비행고도는 10,000m에 도달했다.

제2차 세계대전 당시 공랭식 방사형 엔진은 계속해서 고출력 방향으로 발전했다. 더 유명한 것 중에는 Pratt & Whitney의 2열 "Double Wasp"((R-2800))와 4열 "Giant Wasp"(R-4360)가 있습니다. 전자는 1939년 7월 1일에 완성되었습니다. 초기 출력은 1230kW이며, 5개 시리즈와 수십 가지 개조가 개발되었으며 최종 출력은 2088kW에 이르렀으며 이는 다수의 군용 및 민간 항공기와 헬리콥터에 사용되었습니다. 24,000개의 R-2800 엔진이 P-47 전투기용으로 생산되었습니다. P-47을 포함해 단독으로 J의 최대 속도는 805km/h에 달한다. 논란의 여지가 있지만 이 엔진은 항공 박물관이나 항공 전시회에서 특별한 자리를 차지하고 있다. R-2800은 항상 중앙 위치에 위치합니다. 일부 항공 역사 책에서는 R-2800 엔진이 없었다면 연합군이 제2차 세계 대전에서 승리하기가 훨씬 더 어려웠을 것이라고 말합니다. 용량 71.5L, 출력 2200~3000kW로 세계에서 가장 강력한 피스톤 엔진으로 일부 대형 폭격기 및 수송기에 사용된다. 1941년 B-36 폭격기는 R-4360 엔진 6개를 중심으로 설계됐다. 하나는 사용되지 않은 몇 안되는 추진 항공기 중 하나였습니다.

Wright의 R-2600 및 R-3350 엔진도 유명한 이중 배기 콜드 스타 엔진으로 1939년에 출시되었습니다. 1,120kW의 출력을 가지며 대서양을 건너 티켓을 구매하는 승객을 태운 Boeing "Clipper" 314 4엔진 수상 비행기와 일부 소형 어뢰기, 폭격기 및 공격 항공기가 처음으로 사용되었습니다. 1941년에 처음으로 출력이 2088kW였으며 유명한 B-29 "Flying Fortress" 전략 폭격기를 기반으로 한 R-3350은 전쟁 후 중요한 개조인 엔진 배기 장치를 개발했습니다. 3개의 배기가스 터빈을 둘레에 고르게 분포시켜 구동함으로써 최대 상태에서 150kW의 전력을 생산할 수 있으며, 이를 통해 R-3350의 출력은 2535kW로 증가하고 연료 소비율은 0.23kg/()으로 낮아졌습니다. kW·h) 1946년 9월, P2V1에는 두 개의 R-3350 터빈 복합 엔진이 장착되었습니다. "Neptune" 항공기는 18,090km의 공중 비행 거리로 세계 기록을 세웠습니다. 수냉식 엔진은 많은 단점을 갖고 있지만, 바람이 불어오는 방향에 있는 작은 면적은 특히 고속 전투기에 유리하며, 전투기는 높은 고도에서 비행하므로 지상 사격에 덜 취약합니다. 수냉식 엔진의 취약성은 눈에 띄지 않으므로 많은 전투기에 사용됩니다.

예를 들어, 이번 전쟁 중 미국에서 가장 많이 생산된 전투기 5대 중 4대가 수냉식 엔진을 사용했습니다. 그중에서도 영국 롤스로이스사의 멀린 엔진을 언급할 가치가 있다. 1935년 11월 "허리케인" 전투기로 처음 비행했을 때 출력은 708kW에 달했고, 1936년 "스핏파이어" 전투기로 비행할 때는 출력이 783kW로 증가했습니다.

항공 엔진

두 항공기 모두 제2차 세계대전 당시 유명한 전투기였으며 속도는 각각 624km/h와 750km/h에 달했습니다. 멀린 엔진의 출력은 종전 당시 1238kW에 달해 1491kW라는 기록까지 세웠다. 미국 파커사는 특허에 따라 멀린 엔진을 생산해 P-51 '머스탱' 전투기를 개조해 일반 항공기를 최고의 전시 전투기로 탈바꿈시켰다. '머스탱' 전투기는 특이한 5엽 프로펠러를 사용하며 멀린 엔진을 탑재해 최대 속도는 760km/h, 비행 고도는 15,000m에 이른다. 당시 가장 빠른 속도를 지닌 것 외에도 "머스탱" 전투기의 또 다른 뛰어난 장점은 연합군 폭격기를 베를린까지 호위할 수 있다는 놀라운 장거리 능력이었습니다. 전쟁이 끝날 때까지 "머스탱" 전투기는 공중전에서 4,950대의 적 항공기를 격추하여 유럽 전장에서 1위를 차지했습니다. 극동 및 태평양 전장에서 일본의 '제로' 전투기의 지배력을 종식시킨 것은 공랭식 엔진을 탑재한 F6F '헬캣' 전투기의 등장이었다. 항공 역사가 커뮤니티에서는 "Mustang" 항공기를 프로펠러 구동 전투기의 정점으로 간주합니다.

제2차 세계대전 발발과 전후의 가장 중요한 기술 발전은 직접 오일 분사, 터빈 복합 엔진, 저압 점화였다.

두 차례의 세계대전을 계기로 엔진 성능은 급속도로 향상됐다. 단위 출력은 10kW 미만에서 약 2500kW로 늘었고, 중량 대비 출력비는 0.11kW/daN으로 늘어났다. 1.5kW/daN. 1리터 정도의 전력은 배기량 리터당 수 킬로와트에서 40~50킬로와트로 증가하고, 연료 소비율은 약 0.50kg/(kW·h)에서 0.23~0.27kg/(kW·h)으로 감소합니다. ). 혁신 수명은 수십 시간에서 2000~3000시간으로 연장됩니다. 제2차 세계대전이 끝날 무렵, 피스톤 엔진은 상당히 성숙해졌고, 이를 동력으로 하는 프로펠러 항공기의 비행 속도는 16km/h에서 거의 800km/h로 증가했으며 비행 고도는 15,000m에 이르렀습니다. 피스톤 엔진은 이제 발전의 정점에 이르렀다고 할 수 있다.

제트기 시대의 피스톤 엔진

제2차 세계대전이 끝난 후 터보제트 엔진의 발명으로 제트기 시대가 열리면서 피스톤 엔진은 점차 주력 항공 분야에서 물러났다. 그러나 370kW 미만의 출력을 갖는 수평 대향 실린더 피스톤 엔진은 행정용 항공기, 농업 및 임업 항공기, 탐사 항공기, 스포츠 항공기, 개인용 항공기 및 다양한 무인 항공기와 같은 경량 저속 항공기 및 헬리콥터에 여전히 널리 사용되고 있습니다. 로터리 피스톤 엔진은 드론 분야에서 두각을 나타내고 있으며, NASA는 차세대 소형 범용 항공기에 사용할 항공 등유를 사용하는 새로운 2행정 디젤 엔진도 개발하고 있습니다.

미국 나사(NASA)는 안전하고 편안하며 조작이 쉽고 저렴한 미래 범용 경비행기에 동력 기술을 제공하기 위해 일반 항공 추진 계획을 시행했다. 이러한 종류의 경비행기는 약 4~6개의 좌석을 갖추고 있으며 비행 속도는 약 365km/h입니다. 한 가지 옵션은 터보팬 엔진을 사용하는 것입니다. 이 엔진을 사용하는 항공기는 약간 더 크고 좌석이 6개 있으며 속도가 더 빠릅니다. 또 다른 옵션은 디젤 사이클 피스톤 엔진을 사용하는 것입니다. 이를 사용하는 항공기는 좌석이 4개이고 속도가 느립니다. 엔진 요구 사항은 다음과 같습니다: 150kW의 연료 소비율, 0.22kg/(kW·h), 향후 배출 요구 사항 충족, 제조 및 유지 관리 비용 절감. 2000년까지 이 프로그램은 130kW의 출력과 0.23kg/(kW·h)의 연료 소비율로 500시간 이상의 엔진 지상 테스트를 수행했습니다.

가스터빈 엔진 시대

두 번째 시기는 제2차 세계대전 말부터 현재까지이다. 지난 60년 동안 항공용 가스터빈 엔진은 피스톤 엔진을 대체하고 제트 시대를 열며 항공 동력을 장악했습니다. 기술 개발(표 1 참조)에 힘입어 터보제트 엔진, 터보팬 엔진, 터보프롭 엔진, 프로펠러 팬 엔진 및 터보샤프트 엔진은 서로 다른 시기에 서로 다른 비행 분야에서 각각의 역할을 수행하여 항공기 성능 범위를 차례로 새로운 수준으로 끌어올렸습니다.

터보제트/터보팬 엔진

영국 휘틀(British Whittle)과 독일 오하인(Ohain)은 각각 1937년 7월 14일과 1937년 9월 엔진 WU와 HeS3B에 원심 터보제트를 성공적으로 개발했습니다. 전자는 추력이 530daN이지만, 1941년 5월 15일 첫 시험비행을 한 Gloster E28/39 항공기는 개선된 W1B를 탑재하여 추력이 540daN이고 추력 대 중량비가 2.20이었습니다. 후자는 추력이 490daN이고 추력 대 중량 비율이 1.38입니다. Heinkel He-178 항공기에 처음 설치되어 1939년 8월 27일에 성공적으로 테스트되었습니다. 이것은 비행 시험에 성공한 세계 최초의 제트 항공기로, 제트 추진의 새로운 시대와 항공의 새로운 시대를 열었습니다.

세계 최초의 실용적인 터보제트 엔진은 독일의 Eumo-004였습니다. 벤치 테스트는 1940년 10월에 시작되었습니다. 추력은 1941년 12월에 980daN에 도달했습니다. 이 엔진은 1942년 7월 18일에 설치되었습니다. Messerschmitt Me에서 성공적인 테스트 비행 262 항공기. 1944년 9월부터 1945년 5월까지 Me-262***는 613대의 연합군 항공기를 격추하고 200대(비전투 손실 포함)를 잃었습니다. 영국 최초의 실용적인 터보제트 엔진은 1943년 4월 롤스로이스가 출시한 빌랜드(Wieland) 엔진으로, 추력은 755daN이고 추력 대 중량비는 2.0입니다. 그해 엔진이 생산에 들어간 뒤 '메테오' 전투기를 탑재해 1944년 5월 영국 공군에 인도됐다. 항공기는 영국 해협 상공에서 독일 V-1 미사일을 성공적으로 요격했습니다.

전쟁 후 미국, 소련, 프랑스는 특허를 사거나 독일에서 얻은 재료와 인력을 활용해 1세대 터보제트 엔진을 잇달아 개발했다. 그 중 미국 제너럴 일렉트릭 컴퍼니(General Electric Company)의 J47 축류 터보제트 엔진과 소련 클리모프 설계국(Klimov Design Bureau)의 RD-45 원심 터보제트 엔진은 모두 추력이 약 2650daN이고 추력 대 중량비가 2:3이다. 각각 1949년에 발사되어 1948년에 F-86과 MiG-15 전투기에 장착되었습니다. 이 두 항공기는 한국전쟁 당시 생사를 건 공중전을 벌였습니다. 1950년대 초, 애프터버너의 도입으로 엔진의 추력이 단시간에 크게 증가하여 항공기가 음속 장벽을 돌파할 수 있을 만큼 충분한 추력을 제공할 수 있게 되었습니다. 일반적인 엔진에는 미국 J57과 소련 RD-9B가 포함됩니다. 이들의 재연소 추력은 각각 7000daN과 3250daN이고 추력 대 중량 비율은 각각 3.5와 4.5입니다. 이는 초음속 단일 엔진 F-100 및 쌍발 엔진 MiG-19 전투기에 설치됩니다.

1950년대 후반과 1960년대 초반에 J79, J75, Evonne, Olympus, Atta 9C, R-11 등 여러 나라에서 M2 이상의 항공기에 적합한 터보제트 엔진을 다수 개발했다. 13에서는 추력 대 중량 비율이 5~6에 도달했습니다. 1960년대 중반에는 M3 1급 항공기용 J58 및 R-31 터보제트 엔진도 개발되었습니다. 1970년대 초, "콩코드" 초음속 여객기에 사용되는 올림푸스 593 터보제트 엔진이 완성되었으며, 최대 추력은 17,000daN입니다. 그 이후로 더 이상 중요한 터보제트 엔진은 생산되지 않았습니다.

터보팬 엔진의 개발은 제2차 세계대전에서부터 시작됐다. 세계 최초로 작동하는 터보팬 엔진은 독일의 다임러-벤츠(Daimler-Benz)가 개발한 DB670(또는 109-007)으로 1943년 4월 테스트 벤치에서 840kg의 추력에 도달했지만 기술적 어려움과 추가 획득 문제로 인해 실패했습니다. 개발. 세계 최초의 양산형 터보팬 엔진은 1959년 완성된 브리티시 콘웨이(British Conway) 엔진이다. 추력은 5730daN이며 VC-10, DC-8, 보잉 707 여객기에 사용된다. 바이패스율은 0.3과 0.6 두 가지가 있으며, 연료소모율은 동기간 터보제트 엔진에 비해 10~20% 낮다. 1960년 미국은 JT3C 터보제트 엔진을 기반으로 한 JT3D 터보팬 엔진을 성공적으로 개조 개발했으며, 추력이 7700daN 이상, 바이패스 비율이 1.4에 달해 보잉 707과 DC-8 여객기와 군용기에 사용됐다. 수송 항공기.

향후 터보팬 엔진은 바이패스율이 낮은 군용 애프터버닝 엔진과 바이패스율이 높은 민간용 엔진이라는 두 가지 방향으로 발전할 것이다. 낮은 우회비 군용 애프터버닝 터보팬 엔진과 관련하여 1960년대 영국과 미국은 민간용 터보팬 엔진을 기반으로 Spey-MK202와 TF30을 개발했는데, 이는 각각 구매한 "팬텀" F-4M에 사용되었습니다. 영국의 /K 전투기와 미국의 F111(나중에 F-14 전투기에 사용됨).

추력 대 중량 비율은 같은 시기의 터보제트 엔진과 비슷하지만 중간 연료 소비량이 낮아 항공기의 항속 거리가 크게 늘어납니다. 1970년대와 1980년대에는 미국의 F!00, F404, F110, 서유럽 3개국의 RB199, RD 등 여러 나라에서 추력 대 중량비가 8인 터보팬 엔진을 개발했다. 구소련의 -33과 AL-31F. F-15, F-16, F-18, 토네이도, MiG-29, Su-27 등 3세대 전투기를 최전선에 탑재하고 있다. 추력 대 중량비가 10인 터보팬 엔진이 성공적으로 개발되어 곧 실전에 투입될 예정입니다. 여기에는 미국 F-22/F119, 서유럽의 EFA2000/EJ200 및 프랑스 Rafale/M88이 포함됩니다. 그 중 F-22/F119는 초음속 순항, 단거리 이착륙, 초기동성, 스텔스 능력 등 4세대 전투기의 대표적인 특징을 갖췄다. 초음속 수직 이착륙과 단거리 착륙이 가능한 JSF 동력장치 F136은 개발 중이며 2010년부터 2012년까지 운용될 예정이다.

1970년대 20,000daN 이상의 추력을 지닌 1세대 고바이패스비(4~6) 터보팬 엔진이 적용된 이후 대형 광동체 여객기의 새로운 시대가 열렸다. 안내받았습니다. 나중에 20,000daN 미만의 추력을 갖는 다양한 추력 수준의 높은 우회비 터보팬 엔진이 개발되어 다양한 주선 및 지역 여객기에 널리 사용되었습니다. 추력 수준이 10,000~15,000daN인 CFM56 시리즈가 13,000대 이상 생산되었으며, 탑재 수명이 30,000시간 이상이라는 기록을 세웠습니다. 민간용 터보팬 엔진을 적용한 이후 크루즈 연료 소비는 절반으로 줄었고, 소음은 20dB 감소했으며, CO, UHC, NOX는 각각 70%, 90%, 45% 감소했습니다. 1990년대 중반 보잉 777기에 탑재된 2세대 하이바이패스비(6~9) 터보팬 엔진은 추력이 35,000daN 이상이다. 그 중 General Electric의 GE90-115B는 2003년 2월 엔진 추력 56,900daN의 세계 기록을 세웠습니다. 프랫 앤 휘트니(Pratt & Whitney)는 차세대 터보팬 엔진 PW8000을 개발하고 있습니다. 이 기어 구동 터보팬 엔진은 추력이 11,000~16,000daN이고 바이패스율이 11이며 연료 소비율이 9% 감소했습니다.

터보프롭/터보샤프트 엔진

최초의 터보프롭 엔진은 1937년 헝가리에서 설계되어 1940년에 취역한 Jendrassik Cs-1이었습니다. 이 항공기는 원래 국가의 Varga RMI-1 X/H 쌍발 엔진 정찰/폭격기에 사용될 예정이었으나 항공기 프로젝트가 취소되었습니다. 1942년 영국은 최초의 터보프롭 엔진인 Rolls-Royce RB.50 Trent의 개발을 시작했습니다. 이 항공기는 1944년 6월 처음 운용됐다. 633시간의 시험 끝에 1945년 9월 20일 글로스터 "미티어" 전투기에 장착돼 298시간의 비행 실험을 거쳤다. 이후 영국, 미국, 구소련 등은 다트(Dart), T56, AI-20, AI-24 등 다양한 터보프롭 엔진을 잇달아 개발해 왔다. 이러한 터보프롭 엔진은 연료 소비가 낮고 이륙 추력이 높으며 일부 중요한 수송 항공기와 폭격기가 장착되어 있습니다. 1956년 미국에서 투입된 터보프롭 엔진 T56/501은 C-130 수송기, P3-C 정찰기, E-2C 조기경보기에 탑재된다. 출력 범위는 2580~4414kW이며 다양한 군용 및 민간용 시리즈가 생산되어 50개 이상의 국가 및 지역에 수출되었으며 세계에서 가장 많이 생산되는 터보프롭 엔진 중 하나입니다. 오늘. . 구소련의 HK-12M은 최대 출력이 11,000kW에 달하며 Tu-95 "베어" 폭격기, An-22 군용 수송기, Tu-114 민간 수송기에 사용됩니다. 결국 프로펠러의 흡수력, 크기, 비행속도의 한계로 인해 대형 항공기에서는 터보프롭 엔진이 점차 터보팬 엔진으로 교체되었지만 중소형 수송기나 일반 항공기에서는 여전히 그 자리를 차지하고 있다. 그중 대표적인 것이 Pratt & Whitney Canada의 PT6A 엔진입니다. 지난 40년 동안 출력 범위가 350~1100kW인 이 엔진 시리즈는 30개 이상의 수정을 개발했으며 144개국에서 거의 100개 유형의 항공기에 사용됩니다. 전 세계적으로 30,000개 이상 구매되었습니다. 1990년대에 미국은 T56과 T406을 기반으로 한 차세대 고속 지역 항공기를 개발했습니다. AE2100은 현재 출력 범위가 2983~5966kW인 가장 진보된 터보프롭 엔진입니다. 0.249kg/(kW·h)으로 매우 낮습니다.

1980년대 후반에는 터보프롭 엔진과 터보팬 엔진의 중간 성능을 지닌 프로펠러 팬 엔진이 붐을 이루었습니다. 몇몇 유명 엔진 회사에서는 다양한 수준의 예측과 테스트를 진행해왔는데, 그중 General Electric의 UDF(Unducted Fan) GE36이 비행 테스트를 진행했습니다.

프랑스 Turbomeca Company가 1950년에 206kW Aduster I 터보샤프트 엔진을 개발하고 첫 비행을 위해 미국 S52-5 헬리콥터에 성공적으로 장착한 이후 헬리콥터 분야에서 터보샤프트 엔진이 점차 대중화되었습니다. 피스톤 엔진을 대체하고 가장 중요한 동력 형태가 되었습니다. 지난 반세기 동안 4세대 터보샤프트 엔진이 성공적으로 개발되었으며, 중량 대비 출력 비율이 2kW/daN에서 6.8~7.1kW/daN으로 증가했습니다. 3세대 터보샤프트 엔진은 1970년대에 설계되어 1980년대에 생산에 들어갔습니다. 주요 대표 모델로는 AS322 "Super Puma", UH-60A, AH-64A, Mi-24 및 Ka-52가 장착된 Makira, T700-GE-701A 및 TV3-117VM이 있습니다. 4세대 터보샤프트 엔진은 1980년대 후반과 1990년대 초반에 개발된 신세대 엔진으로, 대표적인 모델로는 영국과 프랑스가 공동 개발한 RTM322, 미국의 T800-LHT-800, 독일이 공동 개발한 MTR390, MTR390 등이 있다. , 프랑스 및 영국. NH-90, EH-101, WAH-64, RAH-66 "Comanche", PAH-2/HAP/HAC "Tiger" 및 Ka-52에 사용되는 러시아 TVD1500. 세계에서 가장 큰 터보샤프트 엔진은 우크라이나 D-136으로 이륙 출력이 7500kW입니다. 두 개의 엔진을 장착한 Mi-26 헬리콥터는 20톤의 화물을 운반할 수 있습니다. T406 터보샤프트 엔진을 탑재한 틸트 로터 V-22는 기존 회전익기의 비행 속도 상한인 400km/h를 돌파해 갑자기 638km/h로 증가합니다.

항공 가스터빈 엔진 출현 이후 60년 동안 이루어진 획기적인 기술 발전은 다음 수치로 확인할 수 있습니다.

전투기 엔진의 추력 대 중량 비율 현재 2개에서 7~9개로 늘어났고, 9~10개가 확정되어 곧 사용 예정입니다. 민간용 고바이패스비 터보팬 엔진의 최대 추력은 50,000daN을 초과했습니다. 순항 연료 소비율은 1950년대 터보제트 엔진의 1.0kg/(daN·h)에서 0.55kg/(daN·h)로 감소했습니다. 소음은 20dB 감소했으며, CO, UHC, NOx는 각각 70%, 90%, 45% 감소했습니다.

현재 운용 중인 헬기 터보샤프트 엔진의 중량 대비 출력비는 2kW/daN에서 4.6~6.1kW/daN으로 늘었고, 최종 확정돼 실전에 투입될 엔진은 6.8에 이른다. ~7.1kW/daN.

엔진 신뢰성과 내구성이 2배로 향상됐다. 군용 엔진의 기내 정지율은 일반적으로 0.2~0.4/1,000엔진 비행시간이고, 민간용 엔진의 비행중 정지율은 0.002~0.02/1,000엔진 비행시간이다. 전투기 엔진의 최종 요구 사항은 4300~6000TAC 주기 테스트를 통과하는 것입니다. 이는 정상 사용 시 10년 이상에 해당하며 핫 엔드 부품의 수명은 2000시간에 이릅니다. 민간 엔진은 7000~10000h이고, 전체 엔진의 탑재 수명은 15000~20,000h에 달하며 이는 약 10년의 사용 기간에 해당합니다.

요컨대 항공터빈엔진은 상당히 성숙하게 발전해 초음속 순항, 스텔스, 단거리 이륙 기능을 갖춘 M3급 전투·정찰 항공기를 비롯한 다양한 항공기 개발에 중요한 기여를 해 왔다. 착륙 및 초 기동성 전투기, 아음속 수직 이착륙 전투기, 180분 쌍발 엔진 확장 범위 여객기(ETOPS) 요구 사항을 충족하는 광동체 여객기, 탑재량 20톤의 거대 헬리콥터 , 600km/h를 초과하는 속도를 가진 틸트 로터 항공기. 동시에, 이는 또한 다양한 항공 개조 경지상 가스 터빈의 기반을 마련합니다.