보잉 787 드림라이너의 ‘GEnx 엔진’은 구성 부품이 적은데다 가볍고 강한 복합소재 부품을 사용한다. 이로 인해 기존 제트엔진보다 연료소모량이 15%나 적다. 오는 2009년 상용화될 이 엔진은 정숙성과 내구성 또한 타의 추종을 불허한다.
GEnx 엔진의 추력 생성 메커니즘
GEnx와 같은 고(高) 바이패스 터보팬 엔진은 추력의 90%를 팬 블레이드로부터 얻는다. 회전을 통해 대량의 공기를 흡입한 뒤 엔진을 감싸고 있는 링으로 내뿜으면서 추력을 발생시키는 것. 제작사는 특히 GEnx의 블레이드 디자인을 혁신적으로 개선, 적은 숫자의 블레이드로 더 효율적인 공기 흡입이 가능케 했으며, 소재도 탄소섬유로 제작해 중량을 최소화했다.
팬 블레이드가 흡입한 공기 중 일부는 엔진 중심부로 보내져 저압·고압 컴프레셔로 압축된다. 이후 연료와 혼합해 연소되는데 이 힘으로 터빈이 돌아가고, 터빈은 다시 팬 블레이드의 지속적인 회전을 가능케 해준다. 연소를 마친 배기가스는 엔진 밖으로 배출되며 나머지 10%의 추력을 제공한다.
1. 팬 블레이드(fan blade)가 공기 흐름의 효율성을 높이기 위해 휘어져 있다. 탄소섬유의 재질이어서 일반 금속제품 대비 225kg이나 가볍다.
저압 컴프레셔팬에서 흡입한 공기를 압축, 엔진 속으로 빠르게 뿜어낸다. 특히 이 컴프레셔 뒤쪽의 모든 부품은 팬과 분리해 교체할 수 있다. 즉 마모율이 적은 팬을 재활용해 유지비 절감이 가능하다.
2. 베어링시스템이 각 부품의 자유로운 움직임을 도와준다.
고압 컴프레셔 공기를 더욱 고압 압축시켜 연소에 대비한다. GEnx는 블레이드와 디스크의 혼합형인 엔진 블리스크(blisk)를 3개 사용함으로서 재래식 엔진보다 적은 수의 블레이드로도 더 높은 공기 압축 효율을 얻는다. 또한 블리스크는 블레이드와 디스크 사이의 공기 누출을 막아주고 연료 절감, 부품 감소, 유지관리비용 절감, 소음 감소의 효과를 제공한다.
3. 팬-허브(fan-hub) 프레임이 팬 디스크를 대체, 엔진의 위치를 잡아준다.
연소기압축된 공기를 22개의 노즐로 보내 연료와 혼합한 후 점화시킨다. GEnx의 노즐은 소용돌이 효과를 발생, 엔진이 적은 양의 공기-연료 혼합기체로 작동할 수 있게 함으로서 배기가스 양을 감소시킨다.
4. 액세서리 기어박스는 발전기를 회전시켜 항공기에 필요한 전력을 생산한다.
5. 고압 터빈이 공기를 연소기에서 저압 터빈으로 이송한다.
6. 배기 노즐에 의해 공기가 엔진 밖으로 배출된다.
저압 터빈 과열된 고온의 공기를 흡수, 블레이드를 회전시킨다. 이렇게 블레이드에 연결된 축이 회전, 앞쪽의 팬 블레이드를 돌린다. 이로 인해 공기가 계속 흡입돼 엔진 작동이 유지된다.
길이: 4.87m
중량: 5,670kg
팬 직경: 2.87m
팬 블레이드 수: 18개
추력: 5만7,000~7만5,000 LBS
단가: 엔진 당 1,600만 달러
문의: geae.com
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