맨위로가기

F7 (엔진)

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

F7 엔진은 일본 IHI가 개발한 고 바이패스비 터보팬 엔진으로, 주로 가와사키 P-1 해상초계기에 사용된다. 1998년 개발을 시작하여, XF5-1 엔진을 기반으로 연비 절감 및 저소음을 목표로 설계되었다. XF7-10 PFRT는 2002년부터 2007년까지 진행되었으며, 2004년 P-1 초계기 엔진으로 공식 채택되었다. 2010년 양산형 설계가 완료되었으며, 2013년 연료 분사 밸브 문제로 엔진 정지 문제가 발생했으나, 제어 프로그램 개수를 통해 해결했다. F7 엔진은 이륙 시 약 60kN의 추력을 가지며, 연비 절감과 환경 보호를 위해 설계되었다. 2016년에는 JAXA에 판매하기 위한 민간 전환 계약이 체결되어, 엔진 기술 실증에 활용될 예정이다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 항공기 엔진 - 성형 엔진
    성형 엔진은 실린더가 크랭크축을 중심으로 방사형으로 배치된 내연 기관으로, 4행정 사이클 기반 작동, 짧은 크랭크축, 공랭식 냉각, 다기통화 등의 특징을 가지며, 과거 항공기 및 전차 엔진으로 널리 사용되었다.
  • 항공기 엔진 - 터보팬
    터보팬은 바이패스비를 활용해 연료 효율을 높인 항공기 엔진으로, 바이패스비에 따라 민간 여객기에 쓰이는 고바이패스 터보팬과 전투기에 쓰이는 저바이패스 터보팬으로 나뉘며, 터보제트 엔진의 단점을 개선하여 제트 엔진 기술 발전에 기여했다.
F7 (엔진)

2. 개발

IHI는 1998년, 저 바이패스비 엔진인 XF5-1을 기반으로 고 바이패스비 터보팬 엔진 개발을 시작했다. 첫 번째 프로토타입 XF7-1은 2000년부터 2002년까지 시험을 거쳤고, 비행 시험용 XF7-10의 시험은 2002년에 시작되었다.[1]

XF7-10의 PFRT(예비 비행 평가 시험)는 2002년 2분기에 시작되어 2007년 8월에 완료되었다. PFRT는 군사 규격 MIL-E-5007D와 FADEC 시스템에 대한 표준을 기반으로 진행되었다.[2] 2004년 10월 28일, XF7-10은 P-1 초계기의 엔진으로 공식 채택되었고, 같은 해 11월부터 12월까지 C-1FTB를 이용하여 XF7-10 엔진의 비행 시험이 실시되었다.

2007년 2월, 다이키 정 다목적 항공 공원에서 환경 빙결 시험이 실시되었고,[12] 같은 해 8월 PFRT가 완료되었다. 소방 연구 센터에서 국내 최초의 내화 시험이 실시되어 양호한 결과를 얻었다.[13] 같은 해 9월부터 10월에 걸쳐 미국 공군 아놀드 기술 개발 센터에서 고공 시험이 실시되었으며,[14][15] 기존 엔진보다 약 10%의 연료 소비 절감을 확인했다.[16] 2010년, 양산형 설계가 완료되어 제조가 시작되었다.

F7 엔진은 P-1 초계기의 엔진으로 개발이 시작되었다. 프랫 & 휘트니의 JT8D-9, GE의 CF34-8E, 롤스로이스의 BR700 정도만이 동급의 엔진으로 존재하여 선택지가 적었기 때문에 국내 개발이 결정되었다.

F7-10의 이륙 추력은 60kN, 바이패스비는 8.2, 연료 소모율은 0.34 kg/h/daN이다.[3] 배기 가스 배출량은 ICAO의 표준을 충족하며, NOx는 54%, CO는 33%, UHC는 0.5%, 매연은 표준이 100%일 때 74%이다.[4] 염분 환경에서 높은 내식성을 위해 강한 합금 재료를 선택했으며, 흡음 패널을 장착했다.[5] 소음 수준은 P-3의 T56보다 5~10dB 낮으며, 측정 결과는 공회전 시 76 dB, 이륙 시 70.6 dB이다.[6] P-1의 F7-10에는 추력 반전 장치가 GE의 카울 개방 시스템과 함께 설치되었다.[7]

2. 1. 문제점 및 해결

2007년 6월 7일, 지상 내구 시험 중 엔진 내부 베어링이 손상되는 문제가 발생했다. 이 문제는 베어링 유지기 형상을 변경하여 해결되었다.[17]

2013년 5월 13일, 고도 약 10,000m에서 약 8,000m로 급강하 후 엔진 출력을 급격히 낮추면서 비행 자세를 회복했을 때, 연소가 불안정해지면서 모든 엔진이 정지하는 문제가 발생했다.

2013년 9월 27일, 이 문제는 양산을 위해 연료 분사 밸브를 두껍게 하는 설계 변경이 원인이었다.[17] 제어 프로그램을 수정하여 연료 유량을 늘리는 방식으로 문제를 해결하고, 10월 23일 비행을 재개했다.

3. 특징

F7-10 엔진은 XF5-1 저바이패스비 엔진을 기반으로 개발된 고바이패스비 터보팬 엔진이다. 1998년부터 개발이 시작되어 2002년에 비행 시험을 시작했다.[1] 이륙 추력은 60kN이며, 바이패스비는 8.2로, 연료 소모율은 0.34 kg/h/daN이다.[3] 높은 바이패스비는 연비 효율을 높이고 소음을 줄이는 데 기여한다.

ICAO의 표준을 충족하는 배기 가스 배출량을 달성했으며, NOx는 표준 대비 54%, CO는 33%, UHC는 0.5%, 매연은 74% 수준이다.[4] 이는 터빈 입구 온도를 1,600℃에서 1,550℃로 낮춘 결과이다.[21]

염해 환경에서의 내식성을 위해 강한 합금 재료(티타늄 합금, 니켈 합금, 알루미늄 합금)를 사용하고, 흡음 패널을 장착하여 소음을 줄였다.[5] 소음 수준은 P-3의 T56보다 5~10dB 낮다.[6]

P-1에 탑재된 F7-10 엔진은 4개의 엔진 중 안쪽 2개에 GE의 카울 개방 시스템을 이용한 추력 반전 장치를 갖추고 있어 이착륙 성능을 향상시켰다.[7]

3. 1. 제원 (F7-10)

형식높은 바이패스비 2축 터보팬 엔진
길이2.7m
직경1.4m (엔진 입 구경)
건조 중량1240kg
압축기팬 1개, 10단 (저압 2단, 고압 8단) 축류 압축기
연소기아뉴라 형
터빈2단 저압, 4단 고압 터빈
엔진 추력60kN
바이패스 비8.2:1
터빈 입구 온도1550°C
정격 연료 유량0.34kg / hr / daN[3]
추력 중량비4.9:1


4. 일본 IHI사의 군용기용 엔진

5. 민간 전환

2016년 12월 14일, 방위 장비청과 IHI는 JAXA에 F7 엔진을 판매하기 위한 민간 전환 계약을 체결하고, 엔진 도입 준비를 시작한다고 발표했다[22]。 JAXA는 이 엔진을 활용하여 요소 기술 연구 성과를 실증할 계획이며, 실제 엔진 내부 모듈을 빈번하게 교체하며 시험할 예정이다. 기술 노하우가 공개되지 않은 해외 엔진은 이러한 시험에 적합하지 않아 F7 엔진이 도입되었다[23]。 이 실증 성과는 방위성에 피드백되어 F7 엔진의 성능 향상에 기여할 것으로 기대된다[24]。 JAXA는 2019년에 F7 엔진을 도입하고, 저 NOx 린번 연소기 기술을 엔진 시스템으로 실증하여 2023년 이후 엔진 개발에 활용할 예정이다[25]。

6. 운용 기종

가와사키 P-1 해상초계기에 F7-10 엔진이 탑재된다.

참조

[1] 간행물 XF7-10 development reference paper https://www.mod.go.j[...] TRDI Defense Technology Symposium 2007
[2] 간행물 XF7-10 PFRT reference paper https://www.mod.go.j[...] TRDI Defense Technology Symposium 2007
[3] 문서 XF7-10 development reference paper
[4] 문서 XF7-10 PFRT reference paper
[5] 문서 XF7-10 development reference paper
[6] 웹사이트 XP-1's inspection report by city council member http://www.tsunashim[...] 2009-02-13
[7] 웹사이트 GE - Cowl Opening Systems http://www.geaviatio[...] GE Aviation Systems 2009-01-21
[8] 웹사이트 政策評価書（要旨）－高バイパス比エンジン技術の研究 https://warp.da.ndl.[...] 防衛省技術研究本部 2020-05-03
[9] 간행물 XF7-10 development reference paper https://web.archive.[...] TRDI Defense Technology Symposium 2007
[10] 간행물 XF7-10 PFRT reference paper https://web.archive.[...] TRDI Defense Technology Symposium　2007
[11] 논문 F7-10 エンジンの設計 https://www.ihi.co.j[...] 2017
[12] 웹사이트 XF7-10エンジンの環境氷結試験 https://web.archive.[...]
[13] 웹사이트 次期固定哨戒機用エンジン（XF7-10）制御・補機試験の概要 https://web.archive.[...] 防衛省技術研究本部 2020-03-19
[14] 웹사이트 XF7-10エンジン海外高空試験 https://web.archive.[...]
[15] 웹사이트 次期固定翼哨戒機用エンジン（XF7-10）QT全体計画と高空試験概要 https://web.archive.[...] 防衛省技術研究本部 2020-03-19
[16] 논문 高バイパス比ターボファンエンジンについて http://www.gtsj.org/[...] 2012-05
[17] 뉴스 海自哨戒機トラブル、エンジンの設計変更が原因 http://www.asahi.com[...] 2013-09-27
[18] 서적 航空装備の最新技術 一般社団法人防衛技術協会 2016-12-01
[19] 문서 XF7-10 development reference paper
[20] 웹사이트 11月20日　XP1視察 https://web.archive.[...]
[21] 문서 XF7-10 PFRT reference paper
[22] 웹사이트 防衛装備庁F7-10エンジンの導入について https://www.aero.jax[...]
[23] 웹사이트 戦略的次世代航空機研究開発ビジョン https://www.mext.go.[...]
[24] 웹사이트 国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構における平成２７年度に係る業務の実績概要 https://www.meti.go.[...]
[25] 웹사이트 【中間評価補足資料】コアエンジン技術の研究開発について https://www.jaxa.jp/[...] JAXA 2020-09-01
[26] 웹사이트 Ｆ７－ＧＴの実用化に関する技術調査の契約希望者募集要項 https://web.archive.[...]
[27] 웹사이트 固定翼哨戒機「P-1」用「F7-IHI-10」ターボファン・エンジンを初出荷 ～22年ぶりの国産開発による量産エンジンの出荷～ https://www.ihi.co.j[...]
[28] 논문 高バイパス比ターボファンエンジンについて http://www.gtsj.org/[...] 2012-05


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com