쌍발 제트기
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1. 개요
쌍발 제트기는 두 개의 제트 엔진을 사용하는 항공기를 의미하며, 엔진 배치 방식에 따라 날개 아래, 후방 동체 측면, 동체 내부에 배치된다. 최초의 쌍발 제트기는 1941년에 등장했으며, 여객기, 비즈니스 제트기, 전투기 등 다양한 기종에 활용된다. 쌍발 제트기는 연료 효율성이 높아 삼발 및 쿼드 제트기를 대체하는 추세이며, ETOPS 규정 도입으로 장거리 노선 운항이 가능해졌다.
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보잉 767은 1970년대 후반 항공 시장의 운영 비용 절감 요구에 맞춰 개발된 중형 광폭 동체 여객기로, 연료 효율적인 설계, 2인승 조종석, 첨단 항공 전자 장비, 다양한 모델 및 군용 파생형을 특징으로 하며 2027년 말까지 생산될 예정이다.
| 쌍발 제트기 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 유형 | 제트기 |
| 엔진 수 | 2개 |
| 설명 | 엔진을 2개 장착한 제트기 |
| 특징 | |
| 장점 | 연료 효율이 높음 유지 보수 비용 절감 |
| ETOPS 승인 | 과거에는 장거리 운항에 제약이 있었으나, ETOPS 규정 완화로 장거리 운항 가능 ETOPS 규정 완화로 대양 횡단 노선 운항 증가 |
| 활용 | |
| 용도 | 상업용 항공기 비즈니스 제트기 군용기 |
| 참고 | |
| 관련 용어 | 트윈 엔진 항공기 (일반적인 항공기) |
2. 항공기 구성
쌍발 제트기는 엔진 배치 방식에 따라 크게 세 가지 구성으로 나뉜다. 첫 번째는 여객기와 같은 대형 항공기에서 흔히 볼 수 있는 포드형 엔진(podded engine영어) 방식으로, 각 날개 아래, 때로는 위 또는 내부에 엔진이 장착된다. 두 번째는 비즈니스 제트기에 많이 사용되는 아프트 제트 방식으로, 미익과 가까운 후방 동체의 각 측면에 하나의 엔진이 장착된다. 세 번째는 두 엔진이 모두 동체 내에 나란히 배치되는 방식으로, 1960년대 이후 대부분의 전투기에서 사용되었다. 이 구성을 사용하는 후기 전투기에는 Su-27 플랭커, F-15 이글, F-22 랩터가 있다.
2. 1. 포드형 엔진
쌍발 제트기의 일반적인 세 가지 구성 중 하나로, 여객기와 같은 대형 항공기에서 흔히 볼 수 있다. 엔진은 일반적으로 각 날개 아래, 때로는 위 또는 내부에 포드 형태로 장착된다. 이러한 구성의 대표적인 예로는 보잉 737, 에어버스 A320이 있다.2. 2. 후방 동체 엔진
많은 비즈니스 제트기에서 사용되는 방식으로, 미익 가까이 후방 동체의 각 측면에 하나의 엔진을 장착한다.[1] Fokker 70, DC-9, COMAC ARJ21과 같은 일부 여객기에서도 이러한 설계를 사용한다.[2]2. 3. 동체 내장형 엔진
두 엔진이 모두 동체 내에 나란히 배치되는 방식으로, 1960년대 이후 대부분의 전투기에서 사용되고 있다. 이 구성을 사용하는 후기 전투기에는 Su-27 '플랭커', F-15 이글, F-22 랩터가 있다.3. 역사
최초의 쌍발 제트기는 1941년 4월에 독일 전투기 시제품 하인켈 He 280이었다. 이 항공기는 쌍발 나셀 방식의 하인켈 HeS 8 축류 터보제트 엔진을 장착했다.
이후 쌍발 제트기 구성은 맥도넬 더글러스 DC-9, 보잉 737과 같은 단거리 협동체 항공기에 사용되었다. 에어버스 A300은 처음 생산되었을 때 단거리 광동체로 성공적이지 못했지만, ETOPS 규칙 도입으로 장거리 노선을 비행할 수 있게 되면서 중장거리 여객기로 추가 개발되어 판매량이 늘어났다. 보잉은 이에 대응하여 광동체 쌍발 제트기인 보잉 767을 출시했다.
1980년대에 보잉 727은 단종되었고, 협동체 시장에서 쌍발 제트기가 대체하였다. 에어버스는 에어버스 A320을, 보잉은 보잉 757과 업데이트된 "클래식" 버전의 보잉 737을 출시했다. 맥도넬 더글러스는 MD-11로 삼발 제트기 설계를 계속 개발했지만, 에어버스와 보잉은 새로운 광동체 쌍발 제트기 설계를 연구하여 각각 에어버스 A330과 보잉 777을 개발했다.
A320 패밀리는 가장 많이 생산된 제트 여객기이며, 보잉 777X는 세계에서 가장 큰 쌍발 제트기이다. 보잉의 다른 쌍발 제트기로는 767, 757, 787이 있고, 에어버스는 A320 패밀리, A330, A350을 생산한다.
일부 현대 상업용 항공기는 에어버스 A380, 보잉 747-8과 같은 4발 제트기를 사용하며, 이는 대형 항공기로 분류된다. 4개의 엔진은 전략 수송기와 같은 특수 화물을 운송할 수 있는 가장 큰 화물 항공기에도 여전히 사용된다.
3. 1. 초기 쌍발 제트기
최초로 비행한 쌍발 제트기는 1941년 4월에 나셀이 달린 하인켈 HeS8 축류 터보제트를 탑재하고 비행한 독일의 전투기 프로토타입 하인켈 He 280이었다.[1]
3. 2. 상용 항공기 도입
맥도넬 더글러스 DC-9, 보잉 737과 같은 단거리 협동체(단일 통로) 항공기에는 쌍발 제트기 구성이 사용되었다. 에어버스 A300은 처음 생산되었을 때 단거리 광동체(넓은 동체) 항공기여서 큰 성공을 거두지 못했다. A300을 단거리 노선에서 운항하는 항공사들은 대용량 항공기를 채우기 위해 운항 횟수를 줄여야 했고, 더 자주 운항하는 협동체 항공편을 운항하는 항공사에 승객을 빼앗겼다. 그러나 ETOPS 규칙이 도입되어 쌍발 제트기가 이전에는 운항할 수 없었던 장거리 노선을 비행할 수 있게 되면서, 에어버스는 A300을 중장거리 여객기로 추가 개발하여 판매량을 늘릴 수 있었다. 보잉은 이에 대응하여 광동체 쌍발 제트기인 보잉 767을 출시했다.[3]3. 3. 기술 발전과 경쟁
1980년대에 보잉 727은 중앙 엔진 베이를 조용하고 고바이패스 터보팬으로 재설계하는 데 지나치게 비용이 많이 들어 단종되었다. 곧 협동체 시장은 쌍발 제트기가 대체했는데, 에어버스는 에어버스 A320을, 보잉은 보잉 757과 업데이트된 "클래식" 버전의 보잉 737을 출시했다. 맥도넬 더글러스는 DC-10의 업데이트 버전인 MD-11로 삼발 제트기 설계를 계속 개발했는데, 이는 생산 중인 보잉 767 및 A300/A310과 같은 쌍발 제트기보다 초기에는 항속거리에서 이점이 있었다. 그러나 에어버스(삼발 제트기를 생산한 적이 없음)와 보잉은 각각 에어버스 A330과 보잉 777이 될 새로운 광동체 쌍발 제트기 설계를 연구했고, MD-11의 장거리 이점은 곧 에어버스 A330-300과 장거리 보잉 767-300ER 및 보잉 777-200ER에 의해 무효화되면서 짧게 끝났다.A320 패밀리 쌍발 제트기는 가장 많이 생산된 제트 여객기이다. 보잉 777X는 세계에서 가장 큰 쌍발 제트기이며, 777-200LR 변종은 A350-900 ULR 다음으로 세계에서 두 번째로 긴 항공기 항속거리를 가지고 있다. 보잉의 다른 쌍발 제트기에는 767, 757 (생산 중단되었지만 여전히 상업 운용 중) 및 787이 있다. 경쟁사인 에어버스는 A320 패밀리, A330 및 A350을 생산한다.
4. 효율
쌍발 제트기는 삼발 제트기(엔진 3개) 및 쿼드 제트기(엔진 4개) 항공기보다 연료 효율성이 높은 경향이 있다. 항공기의 연료 효율성이 매우 중요하기 때문에, 많은 항공사들은 21세기에 들어 삼발 제트기와 쿼드 제트기 설계를 쌍발 제트기 쪽으로 전환하고 있다. 초기 쌍발 제트기는 ETOPS 제한으로 인해 장거리 대양 횡단 노선을 운행할 수 없었으나, 보잉 777, 보잉 787, 에어버스 A350과 같은 후기 쌍발 제트기는 보잉 747, 에어버스 A340과 같은 구형 쿼드 제트기 설계를 따라잡거나 능가하여, 쌍발 제트기가 쿼드 제트기보다 판매 측면에서 더 성공적이었다.
2012년, 에어버스는 보잉 747-8에 대항하는 470석 규모의 쌍발 제트기 경쟁 기종을 연구하기도 했다.[3]
5. ETOPS
ETOPS(Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards)는 쌍발 제트기가 엔진 하나가 고장 났을 때, 남은 엔진으로 일정 시간 안에 대체 공항에 도달할 수 있도록 하는 안전 규정이다. 항공기가 ETOPS 표준에 따라 인증을 받으면, 엔진 1개만으로도 항공기를 충분히 유지할 수 있기 때문에 추력은 문제가 되지 않는다.[1] ETOPS 인증은 주로 하나의 엔진 고장으로 인해 다른 엔진도 고장나는 것을 방지하는 유지보수 및 설계 요구 사항을 포함하며, 엔진 및 관련 시스템은 독립적으로 유지 관리되어야 한다.[1] ETOPS는 장거리 해상 비행에만 적용된다고 오해받지만, 이용 가능한 대체 공항으로부터 특정 거리 이상 떨어진 모든 비행에 적용된다.[1]
5. 1. 대양 횡단 비행 도입
1990년대 이후, 항공사들은 대서양 횡단 항공편 및 태평양 횡단 항공편 노선을 운항하기 위해 4발 또는 3발 제트 여객기에서 쌍발 제트 여객기로 점점 더 전환하고 있다. 미국에서 아시아나 유럽으로 가는 무착륙 비행의 경우, 장거리 항공기는 보통 대권 항로를 따른다. 따라서 보잉 777과 같은 쌍발 제트 여객기의 엔진 고장 시에는 캐나다, 알래스카, 러시아 동부, 그린란드, 아이슬란드, 또는 영국 제도의 비상 착륙장에 비상 착륙할 수 있다. 보잉 777은 또한 미국 연방 항공청의 승인을 받아 북아메리카와 하와이 사이를 운항한다.6. 기타 이점
대형 여객기의 경우, 엔진 비용이 항공기 가격의 상당 부분을 차지한다. 각 엔진은 별도의 서비스, 서류 작업 및 인증을 필요로 한다. 따라서 3개 또는 4개의 작은 엔진 대신 2개의 더 큰 엔진을 사용하는 것은 일반적으로 항공기의 구매 및 유지 보수 비용을 모두 크게 줄인다.[4]
쌍발 제트기는 이륙 결정 속도에 도달한 후 엔진 고장 시에도 이륙을 계속할 수 있어야 한다는 규정에 따라, 더 높은 추력대중량비를 갖도록 설계된다. 이 때문에 쌍발 제트기는 엔진이 더 많은 항공기보다 더 빠르게 가속하고 상승할 수 있다.
7. 관련 사진
참조
[1]
웹사이트
For Transoceanic Flights, Are Two Engines Enough?
http://www.popularme[...]
2014-07-16
[2]
웹사이트
Aerospace | Popular Science
http://www.popsci.co[...]
2015-11-18
[3]
뉴스
Airbus 'Mega-Twin' Concept Hints At Next-Generation Plan
http://aviationweek.[...]
2014-01-27
[4]
웹사이트
14 CFR 25.121 - Climb: One-engine-inoperative.
https://www.law.corn[...]
2014-11-04
[5]
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