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<colbgcolor=#545454> 터보제트 엔진 | J33 | J79 | J85 |
| 터보팬 엔진 | CF6 | CF34 | TF34 | TF39 | GE90 | GEnx | GE9X | F101 | F110 | F118 | F404 | F414 | YF120 | XA100 | |
| 터보 샤프트 엔진 | T58 | T64 | T408 | T700 | T901 | |
| CFM 인터내셔널 제조 | CFM56 | LEAP | |
| 엔진 얼라이언스 제조 | GP7200 |
1. 제원
| 명칭 |
길이 (m) |
지름 (m) |
중량 (kg) |
최대추력 (lbf) |
압축기-터빈 (LPC-HPC-HPT-LPT) |
압축비 | 바이패스비 | 적용 |
| F118-GE-100 | 2.55 | 1.18 | 1,450 | 19,000 | 0-9-1-2 | 35.1 | 0.81 | B-2A |
| F118-GE-101 | 2.80 | 1.20 | 1,430 | 17,000 | U-2S |
2. 개요
General Electric F118
제너럴 일렉트릭에서 개발한 군용 저바이패스 터보팬 제트엔진으로서 적용된 항공기가 B-2A와 U-2S의 두 종류 뿐이라 상업적으로 성공한 물건은 아닌데 GE의 기술진들이 선견지명[1]이 있어서인지 아예 백지상태에서 개발하기는 뭐하고 해서(...) 이미 만들어놓은 엔진을 개량한 제품이다. 일반적으로 F-14B/D와 F-16C/D에 채택된 F110 엔진의 애프터버너 섹션을 제거한 물건 정도로 알려져 있으나 B-2와 U-2라는 항공기들이 워낙 은밀한 구석이 많아 그들의 특성과 임무에 맞도록 적절하게 손을 봐서 내놓은 제품이라고 할 수 있다.
그런데 엄밀히 따지자면 F110에서 기반했다기 보다는 B-1 폭격기의 엔진인 F101의 파생형이라고 하는게 옳다. 1979년 무렵 미 공군이 F-15와 F-16에 탑재된 F100의 애프터버너 가동시 실속 문제를 해결하고자 이 기체들에 병행해서 탑재할 수 있는 새로운 엔진을 찾기 시작했는데 당시 GE가 내놓은 물건이 F101을 전투기의 사이즈에 맞게 축소 및 개량시킨 F101 DFE (Derivative Fighter Engine)라는 실험적인 엔진이었고 이걸 전술기의 특성에 맞도록 다시 다듬은 물건이 1984년 F110-GE-100라는 제식 명칭을 부여받아 F-16C/D Block 30에 탑재되기 시작했다. 또한 미 공군이 1979년에 비밀리에 추진한 ATB (Advanced Technology Bomber)라는 프로젝트[2]는 B-2가 개발되는 계기가 됐는데 역시 F101 DFE를 전익기 탑재 형태로 발전시킨 시제품이 1982년에 등장했고 이게 F118의 시초라고 할 수 있다. 물론 F101 DFE을 개량하는 과정에서 서로 공통적인 요소가 적잖이 발생하긴 했으나 결국은 F110과 F118로 갈라져서 서로 완전히 다른 방향으로 스텝을 밟게 된다.
F110-GE-100과 비교했을 때 공기의 흐름과 압축비는 늘어나서 약 1,500 lbf 가량의 평시추력이 증가했고 바이패스비는 살짝 감소했다. 저압 시스템은 완전히 다시 설계하는 바람에 서로 상이하긴 하나 차후 운용에 있어서의 비용을 절감하기 위해 제작과 관련한 기재들은 대부분 공통적으로 사용할 수 있도록 조치했다. 1987년 미 공군의 인증을 받은 후 1989년 7월에 F118을 탑재한 B-2가 첫 비행을 성공적으로 마쳤는데 당시 미군의 흐름이 항공유를 인화성이 높은 JP-4[3][4]에서 JP-8로 바꾸는 분위기여서 F118도 연료의 전환에 관한 제반 작업을 모두 수행한다. 한편 항공기에서 RCS를 가장 많이 발생시키는 우범지대는 프로펠러나 제트엔진의 팬 블레이드인데 F118 자체가 스텔스 능력을 지닌 것은 절대 아니지만 B-2는 전익기가 지니는 구조를 완벽히 활용해서 이 약점을 최대한 감소시켰다. 기체 상단의 좌우에 엔진을 각각 2개씩을 수납시켰는데 그나마도 날개 안에 완전히 묻혀 있는 형태라서 지상의 적 레이더 기지에서 발사한 전파가 아예 엔진쪽에 얼씬도 못하게 했다. 게다가 공기 흡입구에서 팬 블레이드로 이어지는 덕트[5]를 S자 형태[6]로 만들어서 팬의 노출 자체를 아예 원천봉쇄하는 설계를 했는데 F-117이 공기 흡입구 앞에 전파를 흡수하는 석쇠(...)를 설치해 놓은 것과는 완전히 다른 방식이다. 그러나 이렇게 꾸불꾸불하게 만들어놓는 바람에 마치 콧구멍이 막힌 것처럼 되어버려 특히 저속에서의 추력 손실[7]이 심했는데 그래서 이걸 해결하고자 윗쪽으로도 공기 흡입구를 뚫어놓는다. 첫번째 짤방에 보이는 위로 툭 튀어나온 문짝들을 개폐해서 모자란 흡입량을 보충하고 있으며 이륙 후 일정 속도에 도달하면 공기의 저항을 피해 다시 닫히는 구조로 되어 있다.
어쨌든 F118-GE-100은 B-2에 탑재되어 1989~1991년까지의 시험비행을 완벽하게 수행한 후 미국항공협회 (National Aeronautic Association)가 주는 Collier Trophy를 수여받기도 했다. 또한 비행운의 발생을 차단하기 위해 연소실 (Combustor)의 구조[8]와 맨 끝단에 위치한 LPT (Low Pressure Turbine)을 개량하는 작업이 수반됐는데 일부 전문가들은 B-2의 스텔스 능력과 관련하여 엔진에 강력한 정전기장을 형성시켰다는 의견도 내놓고 있으나 당연히 GE는 이에 대한 아무런 답변이나 자료를 내놓지 않고 있다.
한편 1990년대 들어서 SR-71의 퇴역이 예정되자 임무가 완전히 공통되는 것은 아니지만 U-2에 탑재하는 정찰용 센서와 장비들이 늘어났고 덩달아 중량도 증가하게 됐다. 게다가 기존에 써먹었던 J75 엔진의 연식이 너무나 오래되어 유지보수가 어려워졌고 거지같은 연비로 이미 많은 애로사항을 경험한 터라 F118-GE-101로의 교체가 이루어진다.[9] J75와 추력은 거의 비슷한 수준이지만 엔진 자체의 무게도 훨씬 가벼울 뿐더러 향상된 연비에 의해 항속거리와 체공시간이 비약적으로 증가
그런데 록히드 마틴은 2015년 8월 U-2의 첫 비행 60년을 맞아(...) TR-X라는 새로운 정찰 플랫폼을 스스로 이야기하고 나왔다. 이런 소리를 할 사람들은 오직 스컹크 웍스 밖에 없는데 U-2와 RQ-4 글로벌호크의 임무를 통합시키는 개념으로서 유인/무인 조종의 선택이 가능한데다 기존에 U-2에서 사용하던 정찰용 기재들을 그대로 운용할 수 있는 장점을 지니고 있다. 당연히 스텔스 형상의 플랫폼으로서 2019년으로 예정된 U-2 계열의 퇴역을 앞두고 미 공군이 충분히 군침을 흘릴만한 매력적인 요소들을 지니고 있다. 여기에 탑재할 엔진으로서 F118이 가장 유력한 후보에 올라와 있긴 하지만 F118의 생산 자체가 1997년에 종료됐기 때문에 U-2S 탑재된 엔진을 끄집어내서 잘 닦아다가 다시 써먹을 공산이 크다. 김정은 침실 엿볼 U-2 대체 차세대 첩보기 TR-X 공개
3. 관련 링크
(영문 위키백과) General Electric F118
[1]
초기에는
B-2를 어림 반푼어치도 없는 무려 132대 생산할 계획이었으나 말도 안되는 가격때문에 꼴랑 21대로 시원하게 칼질을 당했는데 그나마도 2008년에 1대를 해먹어서 딱 20대만 운용중에 있다.
[2]
대략 1988년 무렵까지 이 기체에 대한 형상조차 짐작을 못할 만큼 모든 사항이 극비였다.
[3]
등유와
휘발유를 50:50으로 혼합한 연료로서
미 공군에서는 1995년까지만 사용됐다.
[4]
미 해군도 1980년대 초반까지는 항모전투단에 고휘발성 AV GAS (Aviation Gasoline)를 연료로 하는 고물딱지
함재기들이 있었으나 1998년에 퇴역한
CV-62 USS 인디펜던스의 경우 1985~1988년 수명 연장작업을 거치면서 AV GAS의 저장고를 일반 제트연료 저장용으로 변신시키는
노가다를 했었다.
[5]
당연히 이 부분에
RAM을 집중적으로
떡칠해놨다.
[6]
B-1도 그 무식한 덩치에 비해 놀랍도록 낮은
RCS를 지니고 있는데 공기 흡입구의 구조가
B-2와 대단히 흡사하다. 신빙하기 어렵겠지만 전면부 RCS가
F-15의 절반 이하이며
F-4에 비해서는 무려 1/6 수준이다.
B-52는 앞에 떡 하고 노출된 엔진이 8개나 있으니
더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
[7]
GE가 공개한 GE-100의 최대 추력은 19,000 lbf이긴 한데
미 공군은 이런 콧구멍 막힌 구조로 인해 뭔 짓을 하더라도 17,000 lbf 이상을 만들어내기 힘들다고 밝힌 바 있다.
[8]
B-2가 아무리 야간 위주로 작전한다 하더라도
비행운의 발생은 적에게 노출될 수 있는 보통 골치아픈 문제가 아니라서 애초에는 비행운의 근본 원인인 물 입자의 크기를 줄이기 위해 염화 불화 술폰산 (Chloro Fluorosulfuric Acid)이라는 화학물질을 살포해서 배기가스와 혼합하려는 생각까지 했으나 부식성이 너무 강해서 위험했고 다른 물질을 골라다가 써보려고도 했지만
영 좋지 않은 생각이라는 의견들이 많아 이 방안은 곧 취소된다. 대신에 연소실의 개량과 배기가스의 온도 조절과 관련된 운항 시스템을 개발하고 비행운 발생시 조종사에게 경고 신호를 전송하는 해결책이 마련되기에 이른다.
[9]
사실 이 시기에
애프터버너를 제거한
F404로 교체하는 것도 생각할 수 있었지만 약 7,000 lbf 가량 추력이 딸려서 별반 선택의 여지가 없기도 했다.