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<colbgcolor=#545454> 터보제트 엔진 | J52 | J57(JT3C) | J58 | J75(JT4A) |
| 터보팬 엔진 | JT3D | JT8D | JT9D | PW1000G | PW1120 | PW2000 | PW4000 | PW6000 | |
| 군용 | TF30 | F100 | F119 | F135 | |
| 인터내셔널 에어로 엔진 제조 |
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| 엔진 얼라이언스 제조 | GP7200 |
1. 제원
| 명칭 |
길이 (m) |
지름 (m) |
중량 (kg) |
최대추력 (lbf) |
압축기-터빈 (LPC-HPC-HPT-LPT) |
압축비 | 적용 |
| J52-P-3 | 3.02 | 0.87 | 930~1,050 | 7,500 | 5-7-1-1 | 13.0~14.6 | AGM-28A/B |
| J52-P-6/6A/6B | 0.77 | 8,500 |
A-4E TA-4J A-6A EA-6A |
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| J52-P-8/8A/8B | 9,300 |
A-4F/G/H/K TA-4F/G/H/K OA-4M A-6B/C/E KA-6D |
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| J52-P-408/408A | 0.81 | 11,200 |
A-4KU/M/N TA-4KU EA-6B |
2. 개요
Pratt & Whitney J52
프랫&휘트니에서 1956년에 개발한 군용 터보제트 엔진으로서 당시 개발하다 중단한 T52라는 터보프롭 엔진과 J57[1]의 기술을 적절히 조합하고 애프터버너 섹션을 제거해서 제작된 제품이다. 추후 덩치를 좀 키우고 약간의 개량을 거쳐 JT8D라는 민수용 터보팬으로 발전시켜 비교적 많은 물량을 팔긴 했지만 군용 터보제트를 대충 개량한 물건들이 그렇듯이 품질은 둘째치고 소음 때문에 많은 항공사들의 뒷목을 잡게 만들었다.[2] J52는 애초 A-4의 초기형 가운데 하나인 A4D-3이라는 야간공격형 파생 기체의 동력으로 추진하다가 계획이 취소된 후 잠깐 주춤했지만 A-4E를 시작으로 이후의 모델에 탑재되기 시작했다. 1960년대 초반에는 A-6의 엔진으로도 선택되어 그 시기 미 해군 항모전투단 타격 전력의 동력으로서 전성기를 맞는다. 브라질 해군은 항공모함의 유일한 함재기로서 AF-1이라는 A-4의 전자장비 강화형 모델이 운용되고 있으며 아르헨티나 공군도 1997년 엄청난 돈을 바르고 마개조를 거쳐 개발된 A-4AR을 거의 주력 전투기 역할로 써먹고 있다. J52 계열은 1990년까지 생산된 후 완전히 단종되었고 A-6E도 1996년을 마지막으로 퇴역했으나 EA-6B는 워낙 핵심적인 전력인데다 대체할 수단도 없었던 관계로 2015년까지 사용되다 EA-18G로 완전히 교체된다. 미 해병대 역시 2019년 3월을 마지막으로 모든 EA-6B를 퇴역시켰고 비행대대까지 해체했으나 아직까지도 뚜렷한 후속기종이 계획되어 있지 않은 상황이다.
A-4의 개발이 시작된 시기는 무려 1952년인데 당시 미국제 엔진 가운데 어울리는 물건이 없었던 관계로 Sapphire[3]라는 영국제 엔진을 라이센스 생산[4]한 J65[5]를 채용한다. 그런데 이 초기형 모델들은 대부분 B43과 같은 전술핵을 1개 탑재하고 작전하는 간소한 수준으로 예상했으나 A-4E의 개발 방침에 이르면서 일반 재래식 무장의 운용으로 방침이 변하게 된다. 이에 무장 스테이션이 각 날개에 하나씩 더 생겨났고 전자장비도 많이 때려박아야 할 필요성[6]이 생기는데 추력이 간당간당할 수 있다는 지적이 나와 J52가 스카이호크에 최초로 탑재되기에 이른다. J65 대비 길이는 거의 비슷한데 지름은 오히려 살짝 작아서 설계를 크게 바꾸지 않은 상태에서도 적용이 가능했고 연비도 약 27% 가량 향상되어 전투행동반경 역시 증가했다는 결과가 나온다. 기체가 워낙 소형이라 날개를 접을 필요도 없이 미 해군이 굴리던 모든 항공모함에 수납이 가능했고 약 4톤에 달하는 무장도 짊어질 수 있어서 남중국해로 배치되던 항모전투단 위주로 엄청난 물량이 깔리기 시작했다. 그러나 완전무장한 둔한 상태에서 불나방처럼 돌진하는 단순한 전술과 마치 분무기처럼 뿌려대던 대공포에 의해 엄청난 수의 A-4를 상실하게 됐고 미 해군 항공기 가운데 가장 많은 손실을 기록하는 불명예도 안게 된다. 어쨌든 A-4F가 미 해군에 배치된 가장 마지막 파생형이었고 1960년대 후반 무렵에는 A-7으로 기종 전환이 시작되어 슬슬 퇴역을 앞두는 듯 보였으나[7] 곡예비행팀 블루 엔젤스가 1974년 12월 A-4F로 기종 전환을 결정하는 일이 생긴다.[8] 기존에 운용하던 F-4J가 사고로 기체와 조종사의 손실이 잦았고 오일쇼크로 운영비를 줄여야 할 필요성이 제기된데다 무엇보다도 팬텀은 곡예비행에 어울리는 기체가 별로 아니었다는 이유에서인데[9] 완전히 성격이 다른 기체로 바뀐 때문인지 역동적이고 파워풀했던 공연이 좀 아기자기하고 묘기에 가까운 형태로 변했다는 평을 받는다(...) 어쨌든 블루 엔젤스는 A-4F를 1986년 11월까지 굴려댄 후 F/A-18A로 교체해서 현재까지 무려 30년 넘게 써먹고 있는데 조만간 F/A-18E/F로 교체할 예정이다.
A-4E를 시작으로 최초 J52-P-6을 지녔던 물량들은 대부분 약 1,000 lbf 가량 추력이 향상된 P-8 계열로 교체됐으며 미 해병대에 인도된 A-4M에는 웬만한 J57의 추력을 상회하는 11,200 lbf 짜리 P-408이 탑재되어 배치됐다. P-408은 대략 1969년 무렵 개발된 제품으로서 VIGV (Variable Inlet Guide Vanes)[10]라는 기술이 적용되었고 업그레이드 킷 형태로도 제공되어 기존의 엔진을 내다버릴 필요 없이 변신시킬 수도 있었는데 모든 물량에 다 적용시킨 것은 아니고 이스라엘 공군과 쿠웨이트 공군의 수출용 신품 기체와 일부 장기간 써먹어야 할 훈련기를 대상으로 이루어졌다. 그러나 뉴질랜드 공군의 사양은 A-4F를 기초로 한 사양이어서 그냥 P-8 계열로 전달되었으며 호주 해군이 1982년 항공모함을 퇴역시키면서 뉴질랜드에 땡처리한 A-4G들도 모두 같은 엔진을 지니고 있었다. 이 J52-P-408은 A-6의 파생형 가운데 가장 무거운 EA-6B에 탑재된 엔진으로서 최대이륙중량 28톤의 기체를
한편 A-6의 개발 컨셉은 폭탄을 잔뜩 싣고 낮게 날아 정확하게 때리고 온다는 개념으로서 아음속과 재래식 무장만 운용하는 것을 상정하고 있었다. 최초 A-6A에 탑재된 P-6 모델은 A-4E에 장착된 것과 약간의 차이가 있는 물건으로서 약간 과장하자면 현재 TVC의 원조라고도 할 수 있는데 항공모함이나 짧은 활주로[11]에서 이륙할 때 행여 모자랄지도 모르는 추력에 대비해서 노즐이 아래쪽으로 최대 23도 꺾여지는 형태를 지니고 있었다. 이륙 뿐만 아니라 착륙할 때도 큰 도움이 될거라 생각했으나 막상 써먹어보니 실속 속도를 고작 10~15 km/h 가량 낮춰줄 뿐 별반 효과가 없다는 것으로 드러났고 게다가 아래로 분출되는 열기 때문에 갑판의 승조원들을 불고기로 만들 위험성이 있다는 이유로 바로 취소되고 만다(...) 어쨌든 이 결과로 덩치가 아담한 에식스급 항공모함에서 운용하는 것은 곤란하게 됐지만 1961년 캘리포니아에서 버지니아까지 미 대륙 횡단을 공중급유도 없이 한방에 성공시키는 무식한 항속거리를 과시함으로서 항모전투단의 많은 기대를 불러오게 한다. 1970년에 A-6E로 발전하면서 엔진도 P-8 계열로 교체되었고 베트남전에서 운용하면서 드러난 엔진 관련 트러블은 별로 없을 정도로 똘똘한 신뢰성을 자랑했으나 무려 11개의 컴퓨터를 통합시킨 DIANE (Digital Integrated Attack Navigation Equipment)이라는 항법과 화력통제 짬뽕 시스템이 온갖 놈의 진상을 떠는 바람에 작전에 많은 애로사항을 초래했다.[12] 또한 위험한 임무만 A-6에게 몰빵시키다 보니 손실이 급격하게 늘어나서 "이거 써먹을 만한 물건이 맞기는 한거냐?"는 비판도 나왔으나 Mk.82와 같은 자유낙하폭탄을 무려 30개나 적재하고 공중급유도 없이 웬만한 전술기보다 더 오래 체공할 수 있는 능력은 보통 매력적인 것이 아니어서 종전이 임박했던 2차 라인배커 작전까지 지상의 목표들을 사정없이 무식하게 때려 부수고 다녔다.
미 공군도 1960년에 배치된 공중발사 순항미사일인 AGM-28 하운드독에 J52-P-3을 채용했다. 사실 이건 당시에 최첨단 기술을 집약시켜 개발하던 AGM-48 스카이볼트 ALBM (Air Launched Ballistic Missile)[13]이 배치될 때까지의 땜빵 역할이었으나 스카이볼트 계획이 취소되면서 공중투사 핵전력으로 1976년까지 운용하게 된다. 그런데 여기에 탑재된 J52는 일단 한 번 비행하면 다시 되돌아 올 물건은 아니니까 1회용으로 좀 적당히 만들긴 했는데 B-52가 이륙시 추력이 좀 딸린다 싶으면 하운드독의 엔진을 가동시켜 부가적인
3. 관련 링크
(영문 위키백과) Pratt & Whitney J52
[1]
터보제트 엔진 가운데 세계 최초로 2축 구조 (Two Spool)를 적용한 물건으로서 J52 역시 2축 구조로 구성됐다. 그런데 비슷한 시기에 경쟁사
GE는
J79를 개발하면서 2축 구조보다는 압축기의 날개 (Stator) 각도를 변화시킬 수 있는 기능을 추가하여 기술적인 단점을 극복해낸다.
[2]
그러나 이 퇴물로 취급되던 물건은 2012년 부터
미 공군
E-8C의 엔진 교체사업에 선택되어 새로 생명연장을 하기 시작했다. 기존의
TF33은 연식 때문에 유지하기가 어려워졌고 가뜩이나 무거운 전자장비들이 여기저기 깔려있는 터라 작전에
애로사항이 있었는데 물론
B727에나 써먹던 구형 모델이 아닌
JT8D-219라는 최종 개량형으로 작업이 이뤄졌다. 추력은 약 2,000 lbf 가량 증가했고 연비와 소음, 매연 등 대부분의 항목에서 만족스러운 향상이 있는 한편 엔진의 형상도 거의 비슷하고 제조사도 같기 때문에 기술적인 어려움도 별로 없었다고 한다. 애초에는 이걸
CFM56으로 교체하는 방안도 당연히 검토되었지만 현재 생산중인 CFM56 모델을 장착하면 조종석의 개량도 반드시 수반될 수밖에 없는 상황이라 돈이 2중으로 들어가게 생겨서 포기했다.
[3]
Armstrong Siddeley라는 영국 회사가 제작한 7,000 lbf 추력의 엔진으로
자벨린과
헌터 등에 적용된 제품이다. 이 회사는 원래 자동차 생산이 주력이었지만 부수적으로 항공기 엔진 사업부도 지니고 있었는데 이런 저런 사연으로 1956년 Bristol Aero Engines와 합병하여 Bristol Siddeley라는 회사가 되었으나 10년 후
롤스로이스에 흡수되어 아예 사라지게 된다. 지니고 있던 항공기 엔진 기술들은 고스란히 롤스로이스에 전달되었다.
[4]
지금이야 상상하기 어렵지만 1950년대 미국의 제트엔진 기술은 영국에 비해 꽤나 모자라는 수준이었다. 이 뿐만 아니라
롤스로이스의 Olympus 엔진을 좀 손봐서 J67을 제작했었고 심지어는 프랑스제 Marboré를 기반으로 J69라는 소형 엔진을 만들어내기도 했지만 별로 잘 써먹지는 못했다. 한편 영국은 추후
F-4를 도입하면서 애초 달려있던 미국제
J79에 대해 "이거 정비하기 개떡같고 매연 땜에 도무지 써먹을 물건이 못되니 우리꺼 끼워넣으세"라는 이야기를 해서 미국에게 또 심각한 망신을 주고야 만다. 이 때 영국이 개량한 F-4M/K의
Spey 엔진은 미국이 또 구걸 라이센스 생산을 해서 TF41이라는 파생형으로 발전했고
A-7D/E에 탑재된다.
[5]
애초
F-104를 개발할 때 이 J65를 탑재해서 시험비행까지 완료했으나
미 공군이 요구한
마하 2.0의 속도에 도달하지 못하는 바람에 물을 먹었고 결국
J79를 탑재하기 위해 동체를 1.6 m 가량 늘리는 짓을 감행해야 했었다. 그 이전에는
F-84F에 적용되긴 했지만 멀쩡한 사람이 환장할 정도의 소음과 금속피로로 인한 강철 재질 부품들의 손상이 잦았다. 이외에 누유도 빈번해서 정비하는데
걸레가 많이 필요했고 비나 눈이 오는 날에는 엔진이 종종 꺼지는 결함도 있어 "당장 엿이나 바꿔먹자"는 등의 안좋은 소리만 잔뜩 들었다.
[6]
그래서
A-4F를 시작으로 이른바 "Humpbacked"라고 하는 캐노피 뒤의 혹처럼 생긴 전자장비 탑재 공간이 생겨났고 A-4E에도 혹이 달리게 된다.
[7]
A-7의 무장 탑재능력은 거의 7톤에 가까웠고 폭격의 정확성 등 모든 부분에서
A-4의 능력을 앞질렀다. 게다가 가격도 저렴한 편이었고 A-4를 주류로 싣고 다니던
에식스급 항공모함은 그 시기에 대부분 퇴역하거나 퇴역이 예정되어 있었다.
[8]
그런데 최초에는 감히 겁도 없이
F-14A를 원했으나(...) 시원하게 거절당했고
A-7을 생각해보기도 했지만 전투비행대에 밀어넣을 물량조차도 버거운 상황이라 어쩔 수 없는 선택이기도 했다.
[9]
미 공군 썬더버드팀도 같은 해에
F-4E에서
T-38A로 교체해서 1983년까지 사용했다.
[10]
엔진의 상태에 따라 최적의 공기 유입을 위해 압축기의 날개 각도가 가변적으로 움직이는 방식으로서 현재의 제트엔진에는 대부분 적용되어 있는데
터보팬 계열에서는 팬 블레이드가 슥슥 움직이는 기능을 VIGV라고 표현하기도 한다.
[11]
그래서
미 해병대가
베트남전에서 좀 짧거나 부실하게 지어진 활주로에서 이륙할 때 JATO (Jet Assisted Take Off)를 종종 사용했고 특히
A-4가 이 로켓의 힘을 빌어서 출격하는 일이 잦았다. 이건 전술기 뿐만 아니라 보급품을 내리고 다시 이륙하는
C-130에게도 필요할 때가 있었는데 심지어는 착륙할 때 로켓을 역추진시켜서 활주거리를 짧게 만드는 시도도 했으나 너무 위험한 짓이어서 몇 대를 상실하기도 했다.
[12]
AIM-7E가 덥고 습한 날씨 때문에
베트남전에서 극도로 낮은 신뢰성을 보인 것처럼 DIANE도 마찬가지였고 당시의 기술적 한계로 시스템이 좀 덜 떨어져서 그런 것도 원인이 됐다.
[13]
지상의
ICBM들이 먼저 공격받으면 소련을 반격할 수단이 묘연해진다는 우려에서 개발한 것으로서 말 그대로 공중에서 ICBM을 날린다는 계획이었다. 당시는
SLBM이 존재하지도 않았고 ICBM을 핵공격에도 견딜 수 있는 사일로에 수납하는 개념도 아직 나오기 전이어서 충분히 설득력 있는 생각이긴 했으나 기술적인 어려움이 너무 많은데다가
미 해군에
UGM-27 폴라리스가 배치되자 마자 바로 취소됐다. 이건 로켓이기 때문에 제트엔진으로 추진되는 물건이 아니다.
[14]
B-52H를 제외한 파생형들은 모두 다
J57
터보제트 엔진을 지니고 있었는데 이것들이 8개나 뭉쳐있어도 그 덩치를 가뿐하게 이륙시키기에는 조금씩 덜 떨어진 물건들이라 대부분 물 분사장치 (Water Injection)를 지니고 있었다. 그러니까 이륙시에 엔진 앞쪽에 맹물을 분사해서 공기의 밀도를 높여 추력을 향상시키는 방법을 쓰곤 했는데 어쩔 수 없이 물이 엔진으로 들어가다 보니 불완전연소 때문에 시커먼 매연이 엄청나게 뿜어질 수밖에 없었다. 심지어
여객기 조차도 이런 짓을 아주 그냥 밥 먹듯이 하고 다녔는데 당시는 뭐 환경 문제라는 것에 아예 개념조차 없었고 그냥 담 쌓고 살던 시기라 뭐 그렇다 쳐도 이 매연은 적에게 피탐될 소지를 높이는 바람에
B-52를 운용하는데 있어서 큰 골칫거리가 됐으나 좀 부실한
터보팬이긴 하지만 B-52H의
TF33은 이런 문제를 그래도 상당 수준 해결해냈다. 게다가 물탱크와 펌프를 제거해서 연료를 더 적재할 수 있었고 기내의 소음과 진동도 훨씬 줄어들어 승무원들이 상당히 만족했다고 한다. 한편 하운드독의
INS는 B-52의 자체 항법시스템이 먹통이 됐을 때 백업으로도 써먹을 수 있었다고 한다(...)