지난 1980년대 사장됐던 제트엔진으로
현대 항공기의 연비 개선


제트엔진이란 기관 내부에서 연소시킨 고온·고압의 개스를 분출시켜 그 반동력을 추력으로 사용하는 열기관을 말한다. 일반적으로 제트엔진은 공기 중의 산소를 이용해 연료를 연소시키기 때문에 공기가 있는 대기권 내에서만 기능할 수 있다.

제트엔진은 대부분 항공용 원동기로 사용되며, 구조와 기능에 따라 여러 가지가 있다.

지난 1983년 제너럴 일렉트릭의 엔지니어들은 덕트가 없는 팬(UDF: Unducted Fan) 엔진을 실험했다.

UDF 엔진은 팬이 외부에 노출돼 있는 구조로 돼 있으며, 각 팬은 서로 반대방향으로 도는 이중반전 형태다. 이 같은 구조는 팬 사이를 지나는 공기 흐름의 양을 늘릴 수 있고, 같은 양의 연료로도 더 많은 추력을 낼 수 있다.

사실 UDF 엔진은 유가 변동, 그리고 이산화탄소 배출 규제 등 각종 여건에 의해 부침이 있었다. 당초 UDF 엔진은 소음이 심했지만 연료 소비량이 무려 26%나 줄어들었기 때문에 제너럴 일렉트릭은 이 계획을 계속 추진했다. 하지만 유가가 하락하면서 연비가 좋지 않은 제트엔진도 사용할 만 하게 되자 제너럴 일렉트릭은 이 계획을 중단했다. 이 같은 계획이 다시 부활된 것은 각 항공사가 유가와 이산화탄소 배출량에 다시금 민감해졌기 때문. 그리고 신기술이 적용돼 더욱 실용성이 높아졌다.

지난해 9월 제너럴 일렉트릭은 미 항공우주국(NASA)의 글랜연구센터에서 5분의 1 스케일의 UDF 엔진을 대상으로 풍동실험을 했다. UDF 엔진은 덕트가 없기 때문에 팬으로 들어오는 공기의 양이 3배나 많으며, 팬 블레이드의 직경도 현재 가장 큰 3m보다 1.2m가 더 큰 4.2m까지 키울수 있다고 수석 엔지니어 테레사 조그는 말한다.

엔지니어들은 또한 향상된 컴퓨터 기술을 사용해 초음속으로 회전하는 팬 블래이드 끄트머리에서 나가는 공기의 소음도 감소하게끔 했다.

UDF 엔진은 스로틀을 조절하지 않고도 팬 블레이드의 각도만 바꾸면 속도를 조절하며 연료를 절약할 수 있다. 엔지니어들이 이 엔진을 사용해 사람을 나르려면 앞으로도 많은 실험을 해봐야 할 것이다. 제너럴 일렉트릭의 예측에 따르면 적어도 2020년은 돼야 보잉 737과 같은 중형 여객기에 이 같은 엔진을 달 수 있을 것이라고 한다.