항공기 제트 엔진의 거대한 추진력은 공기를 압축한 뒤 연소실에서 연료를 태워 고온 고압의 가스를 후방으로 분사하기 때문이라고 하는데, 그 원리를 설명해 주세요.

Question

항공기 제트 엔진의 거대한 추진력은 공기를 압축한 뒤 연소실에서 연료를 태워 고온 고압의 가스를 후방으로 분사하기 때문이라고 하는데, 그 원리를 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

항공기 제트 엔진은 작용 반작용의 법칙이 적용된 것으로 대량의 공기를 빨아들여 압축과 열팽창시킨 후 고속으로 분사하여 기체를 앞으로 밀어내는 거대한 추진력을 이용합니다. 그 과정에 대해 설명해 드릴게요.

엔진 전면의 거대한 팬이 회전하여 공기를 강하게 빨아들이고, 흡입된 공기의 일부는 핵심 코어로 들어가고, 대부분은 연소실 외곽 통로를 지나 그대로 뒤로 빠져나가며 효율적인 초기 추진력을 제공합니다. 코어로 들어간 공기는 회전 날개를 거치며 통로가 점점 좁아지는 구간을 통과하여 공기가 압축하면서 온도가 수백 도까지 치솟아 폭발하기 좋은 고밀도 상태가 됩니다. 여기에 연소시키면 연료가 불타면서 내부 온도가 상승하며 공기 부피가 폭발적으로 팽창하여 극도로 높은 에너지를 가진 가스로 변합니다.

팽창한 고온, 고압 가스가 밖으로 뿜어져 나가면서 터빈 날개를 돌리고 중심축을 통해 전면의 압축기와 팬에 연결되어 있어 엔진이 스스로 작동 할 수 있도록 동력을 공급합니다. 터빈을 통과한 가스는 입구가 좁아지는 배기 노즐을 지나며 초음속에 가까운 속도로 후방으로 분사됩니다. 이 가스를 뒤로 강하게 밀어내는 힘의 반작용으로 항공기가 앞으로 튀어나가게 되는 것입니다.