윌리엄스 FJ44

3. 설계

FJ44 엔진은 여러 모델을 거치면서 지속적으로 설계가 개선되었다. 초기 모델인 FJ44-1A는 1단 블리스크 팬, 1단 중간 압력(IP) 부스터, 2단 저압(LP) 터빈, 1단 비냉각 고압(HP) 터빈, 1단 원심 고압(HP) 압축기, 충돌 냉각 환형 연소기, 회전 연료 노즐 시스템, 엔진 전체 길이에 걸친 바이패스 덕트 등으로 구성되었다.

FJ44-2A에는 두 개의 추가 부스터 압축기 단이 추가되었다. 1992년에 양산된 FJ44-1A는 직경 약 53.09cm의 팬을 가졌고, 1997년에 투입된 FJ44-2A는 코어 유량을 늘리기 위해 팬 직경이 약 55.12cm로 커졌다. 배기 혼합기와 전자 연료 제어 장치가 도입되었다.

2004년 FJ44-3A는 팬 직경이 확대되고 듀얼 채널 FADEC이 장착되었다. 2005년에는 연료 효율을 개선하고 내부 온도를 낮춘 FJ44-1AP가 도입되었다. 2007년 FJ44-4는 -3보다 직경이 큰 하이테크 팬을 갖추고 있다. 필라투스 PC-24에 탑재된 FJ44-4A는 패시브 추력 편향과 조용한 파워 모드를 갖추고 있다.

3. 1. 기술적 특징

4. 파생형

윌리엄스 FJ44 엔진은 1992년 FJ44-1A 양산을 시작으로, 추력과 효율을 개선한 다양한 파생형 모델들이 개발되었다.

이 외에도 FJ44의 기본 설계를 바탕으로 소형화한 윌리엄스 FJ33 엔진이 있다.

4. 1. 주요 파생형

• '''FJ44-1A''': 1992년에 양산을 시작한 FJ44 시리즈의 최초 모델이다. 추력은 1900lbf이며, 직경 531mm의 1단 팬, 1단 IP(Intermediate Pressure) 부스터, 2단 저압 터빈, 1단 원심 고압 압축기, 1단 고압 터빈(냉각 없음)으로 구성된다. 연료 분사 방식은 회전하는 연료 노즐을 사용하는 특이한 방식이며, 바이패스 덕트는 엔진 전체 길이에 걸쳐 있다. 비연료 소모율(SFC)은 1900lbf (지상 정지, 표준 대기 조건)에서 0.456 lb/hr/lbf이다. 추력을 낮춘 버전인 '''FJ44-1C'''는 1500lbf을 내며, SFC는 0.460 lb/hr/lbf이다.^[19][20]

• '''FJ44-2A''': 1997년에 선보인 추력 2300lbf 버전이다. 팬 직경이 551mm로 커졌으며, 공기 유량을 늘리기 위한 부스터가 2단 추가되었다. 원심 압축기 성능은 공력적으로 낮추어졌으며, 고압 압축기의 압축비가 FJ44-1에 비해 1 낮아졌다. 배기구 혼합기 및 전자 연료 제어 장치를 사용한다. 추력 2400lbf인 '''FJ44-2C'''는 -2A와 비슷하나, 유압기계식 연료 제어 장치를 사용한다.^[21]

• '''FJ44-3A''': 2004년에 선보인 추력 2820lbf 버전이다. -2A와 비슷하나, 팬의 직경을 키우고 FADEC(Full Authority Digital Engine Control) 장치를 사용하였다. '''FJ44-3A-24'''는 -3A의 추력 하향 버전으로서, 2490lbf이다.^[22]

• '''FJ44-4''': 2007년 출시, 추력 3600lbf 버전이다. -3에 비해 직경이 크고 첨단 기술이 적용된 팬을 사용한다.^[24][25] 세스나 CJ4 및 필라투스 PC-24에 사용된다.

• '''FJ44-1AP''': 2005년에 선보인 최소형 급으로, 1965lbf의 이륙 추력과 5% 향상된 비연료 소모율(SFC)을 가지며, 내부 온도를 더 낮추었다. -1A와 비슷하지만, 팬의 압력비가 더 높고, 새로운 연소기, 저압 터빈, 전체 길이 바이패스 덕트/배기구 혼합기를 사용하였고, 2중 채널 FADEC을 사용하였다는 점이 다르다.^[23]

• '''F129''': FJ44를 1500lbf로 출력 제한한, 군사용 파생형이다.

4. 2. 세부 사양

1992년에 추력 1900lbf의 '''FJ44-1A'''의 양산이 시작되었다. 이는 2단의 저압(LP) 터빈으로 구동되는, 직경 약 53.09cm의 1단 브리스크식 팬과 1단의 중압(IP) 부스터, 1단의 비냉각 고압(HP) 터빈으로 구동되는 1단의 원심식 고압(HP) 압축기로 과급된다. 연소실은 충돌 냉각식의 환상 설계이다. 연소는 일반적인 연료 공기 혼합기나 기화기가 아닌, 드문 회전 연료 노즐 시스템에 의해 연소실에 공급된다. 바이패스 덕트는 엔진의 전체 길이와 같다. 국제 표준 대기, 해면 고도에서 정지 상태에서의 단위 추력당 시간당 연료 소비율은 0.456lb/lbf/h이다. 추력을 1500lbf으로 낮춘 파생 기종인 '''FJ44-1C'''의 연료 소비율은 이다.^[19][20]

추력을 2300lbf으로 올린 개량형 '''FJ44-2A'''는 1997년에 투입되었다. 코어 유량을 늘리기 위해 2단 부스터가 추가되었고, 팬은 더 큰 약 55.12cm가 되었다. 응력이 고려되어 공기역학적으로 더 낮은 압축비가 되었고, 고압 원심식 압축기의 압축비가 FJ44-1보다 낮아졌다.^[21] 이 외에 배기 혼합기와 전자 연료 제어 장치를 도입했다. 추력 2400lbf의 '''FJ44-2C'''는 -2A와 유사하지만, 통합형 유압 기계식 연료 제어 장치를 도입했다.

2004년에 더욱 개량된 추력 2820lbf의 '''FJ44-3A'''가 투입되었다. 이는 -2A와 유사하지만, 팬의 직경을 확대하고 듀얼 채널의 FADEC을 장착했다.^[22] 추력 2490lbf의 '''FJ44-3A-24'''는 -3A의 출력을 낮춘 기종이다.

2005년에 새로운 로우 엔드 버전인 '''FJ44-1AP'''가 도입되었다. 이륙 추력은 1965lbf이며, 연료 소비율을 5% 개선하고, 내부 온도를 낮추었다. -1AP는 -1A와 유사하지만, 팬의 압축비가 높아지고, 새로운 연소실과 저압 터빈, 새로운 전체 길이를 덮는 바이패스 덕트/배기 혼합기, 듀얼 채널의 FADEC을 장착했다.^[23]

2007년에 추력 3600lbf의 '''FJ44-4'''가 투입되었다. 이는 -3보다 직경이 큰 하이테크 팬을 갖추고 있다.^[24][25]

'''FJ44-4A'''는 필라투스 PC-24에 탑재되었으며, 패시브 추력 편향과 조용한 파워 모드를 갖추고 있어, 성능과 효율성 측면에서 이점이 있으며 엔진을 보조 전원 장치처럼 사용할 수 있다.^[26]

5. 적용 기체

참조

_[1] 뉴스 Williams Imagines Future Concept https://www.flightgl[...] 2017-04-06
_[2] 웹사이트 FJ44-1AP http://www.williams-[...] 2006-05-07
_[3] 웹사이트 FJ44-1 http://www.williams-[...] 2006-05-07
_[4] 웹사이트 FJ44 for military trainer aircraft http://defence.rolls[...] 2006-05-07
_[5] 웹사이트 FJ44-2 http://www.williams-[...] 2006-05-07
_[6] 웹사이트 FJ44-3 http://www.williams-[...] 2006-05-07
_[7] 웹사이트 Williams Fanjet Family http://www.williams-[...] 2020-02-20
_[8] 웹사이트 FJ44-4 http://www.williams-[...] 2010-03-12
_[9] 보도자료 Textron Aviation celebrates light jet leadership with 2,000th delivery for Cessna CJ family http://txtav.com/en/[...] Textron Aviation 2017-06-08
_[10] 웹사이트 Airplanes with the FJ44-1 Engine https://web.archive.[...] Williams International 2019-03-05
_[11] 웹사이트 Airplanes with the FJ44-2 Engine https://web.archive.[...] Williams International 2019-03-05
_[12] 웹사이트 Airplanes with the FJ44-3 Engine https://web.archive.[...] Williams International 2019-03-05
_[13] 웹사이트 Airplanes with the FJ44-4 Engine https://web.archive.[...] Williams International 2019-03-05
_[14] 웹사이트 Type Certificate Data Sheet NO. E3GL https://rgl.faa.gov/[...] FAA 2018-10-04
_[15] 뉴스 FJ44-1AP https://web.archive.[...] Williams International 2019-03-05
_[16] 뉴스 FJ44-2 https://web.archive.[...] Williams International 2019-03-05
_[17] 뉴스 FJ44-3 https://web.archive.[...] Williams International 2019-03-05
_[18] 뉴스 FJ44-4 https://web.archive.[...] Williams International 2019-03-05
_[19] 웹사이트 FJ44-1 http://www.williams-[...] 2006-05-07
_[20] 웹사이트 FJ44 for military trainer aircraft http://defence.rolls[...] 2006-05-07
_[21] 웹사이트 FJ44-2 http://www.williams-[...] 2006-05-07
_[22] 웹사이트 FJ44-3 http://www.williams-[...] 2006-05-07
_[23] 웹사이트 FJ44-1AP http://www.williams-[...] 2006-05-07
_[24] 웹사이트 FJ44-4 http://www.williams-[...] 2006-05-07
_[25] 웹사이트 FJ44-4 http://www.williams-[...] 2010-03-12
_[26] 뉴스 Williams Keeps Quiet About Engine Features https://www.ainonlin[...]
_[27] 웹사이트 Airplanes using FJ series engines http://www.williams-[...] 2006-05-07
_[28] 웹사이트 Venik's Aviation - Jet Engines - USA http://www.aeronauti[...]