[엔진] 터보팬엔진 vs. 터보제트엔진

2012 포스팅 자료실 2012.01.01 15:40
**터보팬엔진이 터보제트엔진을 대체하는 이유**

책을 읽다 흥미로운 내용이 있어서 끄적여 봅니다. ㅎ


 잘 알다싶이 터보팬엔진은 터보제트엔진에 커다란 팬을 장착한 것이다. 대부분의 여객기 등에서 사용되고 있는데, 이유는 연비가 좋고 소음이 적기 때문일 것이다. 그렇다면 터보팬 엔진이 터보제트엔진에 비해 어떻게 연비가 더 좋은지 알아보자.

터보팬엔진의 장점 !
a) 팬의 배기에 의해 낭비되는 운동에너지의 양이 더 적어 추진효율을 좋게 한다.

b) 터보제트에 비해 터보팬엔진은 대기에 그냥 낭비되는 운동에너지의 양이 적다.

예를 들어, 한 터빈엔진 비행기에서 배기가스로 10 (단위질량 : 322 lb 파운드를 중력계수 9.8 로 나눈 값) 을 방출하고 있다. 그리고 배기가스의 속도는 1,000 ft / sec (300m/s) 이다.

-- 운동에너지 : K.E  =  ½ mV²  =  ½ × 10  ×  1000 ²  =  50,000 ft.lbs ( ft.lbs 는 힘*거리 로서 Fs와 같습니다.)
즉, 엔진에서 50,000 이라는 수치의 힘이 소요된 것입니다.


다음은, 위와 동일한 비행기에서 배기가스 속도만 두 배가 되었다고 하면,

--운동에너지 : K.E  =  ½ × 10  ×  2000 ²  =  20,000 ft.lbs

속도는 일정하고 배기가스의 단위질량이 두 배가 되었다고 하면,

--운동에너지 : K.E  =  ½ × 20  ×  1000 ²  =  10,000 ft.lbs

결론 적으로 최소의 연료로 최대추력을 얻으려면 되도록 많은 공기유량으로 가속은 적게시켜야 합니다. 고 바이패스 터보팬 엔진이 그러한 경우인데요, 바이패스 비가 높을 수록 배기가스의 질량이 높아지므로 그러하다고 합니다.  또, 이것은 저속영역의 비행기에 고속배기의 엔진은 비효율적이라는 것을 증명해준답니다.

  • 잡동사니 2012.08.07 14:23 ADDR 수정/삭제 답글

    글을 읽다... 몇 가지 의문이 듭니다...
    내용상 말씀하시려는 것이 무엇인지는 파악됐으나 계산이 좀 문제 인것 같네요..

    1. lb가 질량? 아시겠지만 계산엔 질량이 들어가야 하는데..lb를 g로 나눈다고 질량단위의 lb가 된다...는건 무리가 있겠네요.. 단위계를 바꿔써 보시는게 좋지 않을까요..?

    2. 1,000^2=1,000,000
    계산 결과가 만 단위로 끊어지는 걸 보고 깜짝 놀랐습니다;;;

    혹여 제가 잘못된 지적을 한 것이라면 먼저 사과드리고 충분한 설명도 부탁드리겠습니다.

    • Favicon of https://heliblog.tistory.com BlogIcon 블루엣지 블루엣지 2012.08.07 22:47 신고 수정/삭제

      아. 오류가 많이 있었네요,, ; 제대로 확인도 안해보고 글을 썼네요.. 죄송합니다...

      322파운드를 중력계수로 나눈 것을 단위질량으로 할때 10이라고 가정한것입니다.
      m = 10lbs.sec"/ft
      V = 1,000ft/sec

      K.E = 0.5 * 10 * 1,000" = 5,000,000 ft.lbs(낭비된 에너지)

      계산한 값은 5만이 아니라 5백만이 되겠네요.

      지적 감사합니다 ^^