문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 터보팬 (문단 편집) === 작동 원리 === [[파일:external/upload.wikimedia.org/800px-Turbofan_operation.svg.png|width=540]] 고바이패스 터보팬 엔진의 원리 위의 그림에서 보는 것과 같이, 터보팬 엔진은 2종류의 기체를 뿜어낸다. 팬으로 가속된 공기(Bypass Air, 바이패스 공기, 분홍색)가 연료가 연소된 이후의 배기가스(Combusted Air, 연소된 공기, 붉은색)를 둘러싸는 형태로 되어 있다. 팬, 덕트와 팬 구동용 터빈을 제외하면 나머지는 터보제트 엔진과 동일하다. 동력원은 연소된 공기이며, 이 공기가 연소되는 에너지를 이용해 엔진 앞쪽의 팬을 돌려 바이패스 공기를 만들어낸다. 바이패스된 공기의 경우 프로펠러와 같은 방식으로 작동하게 되는데, 이러면 터보프롭과 다를 게 무엇인가라는 의문을 가질 수 있다. 터보팬의 경우, 노즐로 배출되는 공기의 속도는 줄어들지만, 배출되는 공기의 질량은 늘려 효율을 높이는 구조를 하고 있다. 즉 배출되는 제트의 속도는 느리지만 배출하는 질량이 더 커 출력은 좋은 구조가 된다. 바이패스 공기와 연소된 공기의 비율을 Bypass Ratio라 부른다. 예를 들어 이 비율이 10:1 이라면 연소된 공기가 1일 때 그로 인해 발생되는 바이패스 공기가 10 이라는 의미이다. 바이패스에 비해 노즐에서 나오는 추력 비중이 적다고 무시해선 안되는 게, 팬만 거쳐서 나가는 공기의 비율이 저래서 그렇지, 노즐에서 나오는 제트 추력 자체가 적은 건 아니기 때문이다. 그 팬을 구동하고 있는 건 결국 [[터보제트]] 엔진이고 그 엔진의 힘은 결코 약하지 않다. 예컨대 야구공(적은 질량)을 빠른 속도로 던질 때 100의 추력이 생성된다고 가정하자. 그러면 여기서 속도를 줄이고 질량을 높이는 방식, 예컨대 야구공보다 2배 무거운 농구공을 절반의 속도로 던질 때도 마찬가지로 100의 추력을 생성할 수 있다. 이는 작용/반작용에 의해 발생되는 추력은 던지는 물체의 운동량 변화에서 기인하는 것이기 때문이다. 운동량은 질량과 속도의 곱이기 때문에, 뒤로 던지는 물체의 질량에 반비례하여 낮은 속력으로 같은 추력을 얻을 수 있다. 그러나, 운동에너지는 이와 다르다. 운동에너지는 질량에 비례하고 속도의 제곱에 비례(Ek=1/2mv²)하기 때문에, 위의 예에서 야구공을 빠른 속도로 던지는 것보다, 2배 무거운 농구공을 절반의 속도로 던지는 경우에 절반의 운동에너지만 필요한 것을 알 수 있다. 즉, 높은 질량유량을 낮은 속도로 배출하는 엔진이 동일한 추력에서 더 적은 연료를 소모한다. 한편, 비행기가 정지 상태가 아닌 전방으로 움직이는 경우에, 비행기를 실제로 추진시킬 수 있는 배기가스의 속력은 배기가스가 엔진 노즐을 떠나는 속력에서 비행기의 속력을 뺀 값이 되므로, 배기가스의 속력이 느릴수록 고속 비행시의 효율은 떨어지게 된다. 이를 정리하면, 배기가스가 높은 질량유량과 낮은 속력을 가지는 경우, 저속에서는 효율이 높지만 고속에서는 효율이 크게 떨어진다. 반대로 낮은 질량유량과 높은 속력을 가지는 경우에는 저속에서는 효율이 낮지만 고속에서도 효율이 크게 떨어지지 않는다. [* 다만, 제트엔진의 경우 만들어 낼 수 있는 가스속도에는 한계가 있다. 이것은 연료와 산화제의 종류에 의존하는 값으로, 연료 및 산화제의 단위질량당 에너지 함량에 의해 한계지어지는 값이다. 이는 specific impulse로 나타낼 수 있다.] 고바이패스비를 가진 터보팬 엔진은 배기가스의 질량유동률을 높여서 추력을 내는 방식이고, 저속에 적합하다. 반대로 저바이패스비를 가진 터보팬 엔진이나, 아예 바이패스가 없는 터보제트 엔진은 배기가스 속도를 극대화시켜 추력을 낸다. 따라서 저속에서는 효율이 낮으나 고속에서도 추진 효율이 유지된다. [[파일:external/cdn.9cloud.us/ge90_115b_aka_the_most_powerful_tur_1430314136.jpg|width=540]] [[GE90|GE90-115B]] 터보팬 엔진의 조립 전 모습. 보통 민항기용 터보팬 엔진의 팬 블레이드는 사람보다 크거나 비슷한 크기인 경우도 적지 않다. 또한 질량유동률을 높이려면 바이패스비가 커야 하는데 그러려면 위 사진에서 보듯이 엔진의 직경 자체가 커지므로 엔진 탑재공간 등에 제약을 받는다. 이 때문에 바이패스비가 높은 고바이패스 터보팬엔진은 주로 저속에서 높은 연비를 가져야 하는 민간여객기나 수송기, 폭격기, 대잠초계기 등 체공시간과 항속거리가 중요한 군용기에 쓰인다. 반대로 저바이패스 터보팬엔진은 전투기 등 속도와 기동성이 중요한 군용기에 쓰인다. 따라서 민간여객기의 팬엔진은 맨 앞의 프로펠러 팬이 거대한 형상이고 군용 전투기의 팬엔진은 프로펠러 팬이 작은 형상이라 그냥 터보제트 엔진이라고 해도 믿을 정도다. 일부 군용 전투기 터보팬은 말이 터보팬이지, 바이패스 되는 공기량이 병아리 눈꼽만해서 반 농담삼아 바이패스되는 공기가 그저 약간 새는 수준(leak)이라고 하기도 한다. 그런데 그 병아리 눈꼽만큼의 바이패스 공기가 애프터버너로 들어가면(실제 그렇게 구성되어 있다) 터보제트 엔진의 애프터버너와는 달리 연료를 더 제대로 연소시키게 되어(터보팬 제트엔진의 코어 - 예전의 터보제트엔진 - 의 배기가스에는 산소가 거의 없겠지만 바이패스 공기의 산소는 그대로다) 엄청난 수준으로 출력을 뻥튀기 하게 되며, 터보제트+애프터버너 조합에 비해 연비를 개선시켜주는 효과도 있다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기