가스터빈엔진(제트엔진)에 도전하다

이강희 지음

비행연구원 2022년 03월 18일 출간

작품소개

책소개

대형 항공기가 승객과 수백 톤의 화물을 탑재하고 이륙하는 모습은 첨단과학의 결실이지만 그 위용에 경이롭기까지 하다. 이 초대형 항공기를 공중에 부양시키고 대륙을 횡단할 수 있는 동력원은 가스터빈엔진이다. 가스터빈엔진은 제트엔진의 원리로부터 파생되어 터보제트, 터보팬, 터보프롭, 그리고 터보샤프트 엔진으로 발달하였다. 우리 주변에서 볼 수 있는 전투기, 중대형 여객기, 터보프롭 비행기, 그리고 헬리콥터 대부분은 터빈엔진을 탑재하고 있다. 그만큼 가스터빈엔진은 일반화되었다.
이에 조종사는 물론이고 정비사 그리고 미래 항공기 설계자들은 가스터빈엔진에 관해서 일가견을 가질 수 있어야 한다. 조종사와 일반 정비사가 공학적 수준의 터빈엔진에 관한 지식을 갖추어야 하는 것에 대해서는 오랫동안 논란됐으나, 최근 FAA와 국토부 표준교재는 공학과 실무를 명확하게 분리하는 추세이다.
최첨단 항공기 가스터빈엔진을 다룬다는 것이 복잡하고 어렵다는 선입관 때문에 접근이 쉽지 않지만, 공학적 수학적 분석이 아닌 구조적 원리와 시스템에 기초하여 스토리 형식을 내용을 구성하였다.
조종사는 자신에 운용하는 터빈엔진에 관한 기본 지식을 갖추어야 비행 중 발생할 수 있는 문제에 효율적으로 대처할 수 있다. 항공 정비사는 터빈엔진의 전체적인 작동 원리와 구성품의 기능에 관한 개념을 확립하는 것은 체계적 정비에도 큰 도움이 될 것이다. 미래 터빈엔진 기계공학자는 터빈엔진 기초원리를 바탕으로 고차원적 공학적 수학적으로 분석하거나 개발에 도움이 될 수 있을 것이다.
이 책이 비록 스토리 형식으로 구성하였지만, 전문성을 고려하여 실무 현장과 연계될 수 있게 전문용어를 사용하였다. 이외에도 전문서적을 어렵게 하는 것 중 하나가 전문용어다. 내용 중간에 전문용어가 있을 때 이를 정확하게 모른다면 관련 내용을 이해하기 쉽지 않고 학습에 관한 흥미를 잊을 수 있다. 이를 고려하여 관련 전문용어에 관해서 가능한 한 많은 해설을 곁들였다. 아울러 약 190개의 그림은 터빈엔진의 구조를 관찰할 수 있고, 내용을 이해하는 데도 큰 도움이 될 것이다. 국내 항공기 부품 제작은 물론 국제적 정비 시설이 속속 완공되어 앞으로 우수한 항공정비 인력에 대한 수요가 꾸준히 증가할 것으로 예상한다.

가스터빈엔진!

이젠 선택이 아닌 필수가 되었다. 국가적 항공산업의 위상이 높아지는 것과 발맞추어 글로벌 항공인 항공지식에 큰 도움이 되기를 기원한다.

목차

[제1장] 제트엔진(가스터빈엔진) 발달

1.1 개 요
1.2 제트추진 엔진 발달사
1.3 가스터빈엔진(제트엔진) 기본원리
1.4 기타 제트추진 엔진
1.5 가스터빈엔진 분류와 추진효율
1.6 속도영역의 분류

[제2장] 제트추진 원리
2.1 개 요
2.2 주요 물리법칙
2.3 기 체
2.4 압축비와 압력비
2.5 기체의 점성과 압축성
2.6 엔진 스테이션 번호
2.7 엔진 사이클
2.8 덕트의 기능과 모양
2.9 엔진 성능 변수
2.10 전면면적과 추력
2.11 추력 무게비
2.12 정적조건과 정체조건
2.13 엔탈피
2.14 엔트로피
2.15 등엔트로픽 과정
2.16 압축성과 비압축성 흐름

[제3장] 흡입구
3.1 개 요
3.2 기본 설계 요건
3.3 현대 항공기 인렛 설계
3.4 가스터빈엔진 공기 흡입구 발달
3.5 아음속 공기흡입구
3.6 초음속 공기흡입구 설계 요건
3.7 초음속 공기흡입구의 종류
3.8 무변환기 초음속 흡입구
3.9 공기흡입구와 이물질
3.10 벨 마우스 압축기 인렛

[제4장] 압축기
4.1 개요
4.2 압축기 발달
4.3 압축기 구동(동력)
4.4 원심압축기
4.5 축류 압축기
4.6 압축기 터보 역학
4.7 압축기 실속 또는 서지

[제5장] 연소기
5.1 연소실 또는 연소기
5.2 연소기 설계 필수요건
5.3 연공비와 터빈인렛온도
5.4 화염 속도와 화염 안정
5.5 연료 분사와 효율
5.6 연소기 구조
5.7 공기흐름 경로
5.8 연소기 종류

[제6장] 터빈
6.1 터빈
6.2 고온조건에서의 작동
6.3 터빈의 일
6.4 터빈 설계의 필수요건
6.5 터빈부 구조
6.6 터빈 종류
6.7 터빈 블레이드
6.8 터빈 블레이드 재료와 제조방식
6.9 터빈 냉각
6.10 터빈 밀봉

[제7장] 배기계통
7.1 배기계통
7.2 추진 노즐
7.3 가변 배기 노즐
7.4 가스터빈엔진 작동 상의 조건

작가정보

저자(글) 이강희

[학력 및 경력] 육군3사관학교, 청주대학교 영문과, (학점제) 심리학, 장교영어반, (미)항공고등군사반 수료, 육군항공학교 헬리콥터 이론 및 비행교관, FAA 이론 및 비행교관(비행기), 비행연구원 설립 및 집필활동(1996~현재)[주요 서적] 운항학 개론, 계기비행, 계기절차 지침서, 항공우주용어사전, 제트엔진, 항공기 I, 항법개론, 전자조종실, 항공상식, 항공교육 교수법, 항공기상, 항공정보지침서(AIM), 경량항공기, 헬리콥터 비행과 역학, 항공무선통신, 기타 문제집저자는 항공교육에 뜻을 두고 실무 비행경력을 바탕으로 실제와 이론에 관한 항공인의 지식 함양을 위해 계속 집필하고 있다. 현재까지 약 60여 권의 참고서와 문제집을 집필하여 항공지식의 이론적 토대를 마련하였다. 아울러 자격증명을 위한 시험문제집 집필로 제도권에서 공정한 학습권과 경쟁을 위한 체계화하였다.