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공중에 멈출 수 있는 F-35B의 엔진

바로 이 엔진이 전투기를 초음속으로 구동하고 공중에 멈출 수 있게 한다.

수십 년 동안 항공 엔지니어들이 초음속 STOVL 제트기 설계를 시도해 왔다. 먼저 정지하고 있을 때는 날개가 양력을 발휘하지 않기 때문에 비행기 중량을 이겨내는 충분한 추진력이 있어야 한다.

그런 다음 추진력이 직강하 하도록 만드는 한편, 엔진은 비행기를 안정적으로 조종할 수 있도록 해야 한다. 일반 플랩과 제어장치 역시 비행기가 안 움직이면 작동을 멈추기 때문이다.

게다가 이 모든 것이 공중에서 이루어져야 한다. 이제 F-35B 엔진의 작동 원리를 알아보자. 엔진-프랫 & 휘트니, 리프트 시스템-롤스 로이스.

F-35B LIGHTNING Ⅱ

체공시간

F-35B가 공중에 정지하기 위해서는 팬 노즐과 리프트 팬이 완벽한 위치에서 중력의 중심을 향한 하향 추진력의 균형을 유지해야 한다. 롤 포스트 역시 또 하나의 제어 축을 추가한다.

제트 엔진 101

제트 엔진은 흡입, 스퀴즈, 번, 블로 등 간단한 시퀀스를 이용해 추진력을 조성한다.
엔진 전면에 있는 여러 대의 팬이 공기를 흡입한다. 일차(primary) 공기는 엔진의 중심에 유입되고, 우회(bypass) 공기는 코어를 중심으로 가속한다.

다음으로 소형 팬은 일차 공기를 압착해 온도와 압력을 상승시킨다. 컴버스터는 연료를 추가, 연소해 압축 공기를 가열시킨다.

이렇게 가열된 공기 흐름이 터빈을 빠른 속도로 통과하며, 전면에 있는 컴프레서와 팬을 계속 움직이게 한다.

일차 공기와 우회 공기가 터빈 뒤에서 합쳐지면 좁은 배기 노즐을 통과하며 추진력을 생산한다.

F-35B의 놀라운 수직 착륙 방식



1. 비행기가 수평으로 날고 있는 동안 기체 상하의 문이 열리면서 조종석에서 불과 몇 피트 뒤에 있는 드라이브 샤프트와 기어를 통해 엔진에 의해 구동되는 리프트 팬이 드러난다.

2. 엔진이 잠시 감속하는 동안 클러치와 기어박스를 끌어와 리프트 팬을 가동시킨다. 클러치가 고정되면 엔진은 다시 전속력을 회복하여 리프트 팬에 2만 마력(기관차 7대와 같다)을 전송하고, 수직 추진력을 생산하기 시작한다.

3. 주 엔진의 스위블 덕트는 배기 노즐을 단계별로 편향시킨다.

4. 또 하나의 밸브 조합은 추진력의 일부를 제트기 날개 아래에 있는 롤 포스트로 편향시킨다. 이렇게 하면 비행기의 균형을 유지하고 롤링을 방지하는데 도움이 된다.

뒤에 있는 제트 노즐과 리프트 팬에 있는 디플렉터 베인이 바로 아래를 향할 때까지 비행기는 계속 속도를 늦춘다.

F-35B가 정지 수준으로 속도가 느려져도 조종사는 정상적인 조종석 제어장치-스틱, 러더 페달, 스로틀-로 비행하지만 강하 속도와 전진 속도 비율을 제어할 뿐만 아니라 수직 축을 중심으로 비행기를 회전시킨다.

5. 전투기는 공중에서 정지하고 비행기 동력만으로 유지된다. 컴퓨터는 메인 노즐과 팬 노즐, 좌우 롤 포스트, 스로틀을 지속적으로 조정해 F-35B의 수평을 유지한다.







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