프랫 & 휘트니 PW4000

프랫 & 휘트니 의 항공기용 제트엔진
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에어버스 A330에 적용된 PW4000-100 계열 [1]

보잉 747-400, 767에 적용된 PW4000-94 계열[2]

보잉 777에 적용된 PW4000-112 계열 [3]

1. 개요2. 파생형

2.1. PW4000-942.2. PW4000-1002.3. PW4000-112

3. 관련 외부 링크4. 관련 문서

1. 개요

Pratt & Whitney PW4000

프랫 & 휘트니에서 개발한 터보팬 제트 엔진이며, 전자식 엔진제어 (FADEC) 방식으로 엔진을 통제한다. 애초 JT9D로 초기 여객기 엔진 시장을 주름잡고 있었으나 제너럴 일렉트릭이 날린 카운터 펀치 CF6의 등장으로 광동체 여객기 시장에서의 점유율을 시원하게 털려버리자, 와신상담의 시간을 거쳐 출시한 제품이다.

현재 프랫 & 휘트니의 주력 상품이긴 하지만 출중한 성능에도 불구하고 과거의 영광을 되찾아오는 데는 실패했으며, 회사는 ~~다 때려치고 F-35 엔진에 몰빵하는 중이라~~ 최신 기종인 보잉 787 드림라이너나 A350 XWB에는 아예 신제품 제안조차 하지 못하고 손가락만 빨고 있는 상황이다.[4] 1985년에 첫 비행을 시작했고, 1995년 7월에는 PW4000-100 모델이 업계 최초로 상업적으로 운항하기도 전에 ETOPS-180 인증을 받아내는 대기록을 만들어 냈다.

이 회사의 엔진 중에 PWX000 형식의 이름을 가진 엔진이 있는데[5], 뒤 세 자리 수의 의미는 다음과 같다.

두번째 자리 : 0은 보잉, 1은 에어버스, 3은 일류신, 4는 맥도넬 더글라스, 5는 봄바디어에 기체에 장착된다.
세번째, 네번째 자리 : 최대 추력의 파운드 값의 앞 두 자리의 수이다.

예를 들어, PW4152엔진은 에어버스기에 장착되는 최대 추력 52,000파운드라는 뜻이다.

또한 대분류 명칭인 PW4000-xx는 팬의 지름을 의미하는 숫자로서 PW4000-94의 경우 대략 94인치의 팬 지름을 지닌다고 보면 된다. 한편 A380에 장착되는 GP7200 계열 엔진은 제너럴 일렉트릭 GE90의 엔진 유닛과 PW4000의 저압 시스템[6]을 혼합시켜서 개발한 제품이다.

추력의 다양화로 넓은 제품 라인업을 지니고 있긴 하지만 여객기 엔진 시장에서 아주 많은 점유율을 차지하지는 못했다.[7] [8] 그러나 미 공군의 차기 공중급유기 사업에서 KC-46이 승리한 후 PW4062 모델이 엔진으로 선택되어 2028년까지 총 179대 분량의 엔진과 예비부품에 대한 납품계약을 수주하는 대박을 맞는다. 초도 물량은 2013년 12월에 미 공군에 인도됐다.

한편 삼성테크윈은 1985년 이건희 회장이 파리 에어쇼에 참석해 United Technologies[9]의 관계자를 만나 PW4000 엔진의 국제공동개발사업 협약을 맺은 게 인연이 되어, 1조 9천억 규모의 엔진부품 공급 계약을 맺었다고 한다.

2. 파생형

2.1. PW4000-94

명칭	길이 (m)	지름 (m)	자체중량 (kg)	최대추력 (lbf)	압축기 (LPC-HPC)	터빈 (HPT-LPT)	압축비	바이패스비	적용기종
PW4052	3.90	2.48	4,270	52,000	4-11	2-4	27.5~32.3	4.7~4.9	767-200ER/-300ER
PW4152				52,000					A310-300
PW4056				56,000					747-400/-400F B767-200ER/-300/-300ER 스트라토런치 시스템
PW4156				56,000					A310-300
PW4158				58,000					A300-600
PW4060				60,000					767-300/-300ER
PW4460				60,000					MD-11/-11F
PW4062				62,000					747-400 767-300ER/ KC-46A
PW4462				62,000					MD-11/-11F

1986년 7월 첫 번째 모델인 PW4056이 인증을 통과한 후 2008년에 누적 판매량 2,500대를 돌파했다. PW4000 계열의 모든 파생형은 전자식 엔진제어 (FADEC) 방식을 지니고 있으며 TALON (Technology for Advanced Low NOx)이라는 질소산화물 저감기능을 갖춘 연소기가 적용된다. 현재 적용이 가능한 신규생산분 민수용 항공기는 없는 상황이나 B767-200ER을 기반으로 한 공중급유기 KC-46의 엔진으로 채택되어 자연스럽게 생명이 연장됐다.

CF6-80과 형상이 거의 비슷하지만 PW4000의 엔진 카울링이 조금 짧으며 PW4000의 노즐은 약간의 굴곡이 있지만 CF6의 노즐은 곧게 뻗어있다.

2.2. PW4000-100

명칭	길이 (m)	지름 (m)	자체중량 (kg)	최대추력 (lbf)	압축기 (LPC-HPC)	터빈 (HPT-LPT)	압축비	바이패스비	적용기종
PW4164	4.25	3.13	5,850	64,500	5-11	2-5	31.2~33.8	4.9~5.2	A330-300
PW4168A				68,600					A330-200/-300 A330 MRTT [10]
PW4170				70,600

에어버스 A330만을 위해 팬의 지름을 확대시켜 출력을 향상시킨 라인업이다. 현재 주력인 PW4170은 이른바 "Advantage 70"이라는 업그레이드 프로그램을 지니고 있는데 2%의 추력 향상과 1%의 연비를 절감하는 효과를 지닌다고 한다. 대한항공이 최근에 도입한 A330 물량에 이 엔진이 탑재되어 있다.

최근 A330 기종의 지속적인 엔진 문제에 따른 회항사고로 항공철도사고조사위원회의 긴급명령으로 대한항공 및 아시아나 항공에서 PW4168, PW4170을 사용하는 기재의 전수조사 결과 21기의 저압터빈에서 미세균열이 발견되었다고 한다.

2.3. PW4000-112

명칭	길이 (m)	지름 (m)	자체중량 (kg)	최대추력 (lbf)	압축기 (LPC-HPC)	터빈 (HPT-LPT)	압축비	바이패스비	적용기종
PW4074	4.84	3.02	6,850	77,400	6-11	2-7	32.2~41.4	6.0~6.8	777-200/777-200ER
PW4077				80,000
PW4084				86,800
PW4090			7,140	91,800					777-200ER/777-300
PW4098			7,380	99,000					777-300

GE90보다 살짝 작은 크기로 인해 보잉 747 화물기에 통째로 적재하는 것이 가능하다. 기본설계가 우수해서 개발을 지속하면 더 높은 추력을 기대해볼 수도 있었지만 제너럴 일렉트릭이 777-200LR, 777-300ER에 농간[11]을 피우는 바람에 최대 추력이 99,000 파운드에서 멈췄다. 롤스로이스 plc의 Trent 800도 같은 운명이 되어서 777의 노른자 같은 기종의 엔진은 GE90이 모조리 독점하는 결과를 낳는다. 채택한 항공사는 대한항공과 아시아나항공, 일본항공과 전일본공수, 유나이티드 항공 [12] 정도가 거의 대부분을 차지하고 있는데, 그나마도 대부분 1990년대~2000년대 무렵에 도입한 기종들이다. 그러나 전일본공수의 경우는 2010년 이후에도 꾸준히 선택해줘서 프랫&휘트니에 최고의 고객이 되었다.[13]

대한항공의 오리지널 777-300 기종이 기존에 PW4098을 전세계 유일하게 쓰다가 효율성 문제로 PW4090으로 교체했다. 엔진 교체 후에는 장거리 노선에 투입되지 않고, 마닐라나 하네다같은 근거리 대량 수송 위주로 투입된다. 777-300에 PW4098 엔진을 선택한 다른 항공사인 일본항공, 전일본공수은 인도 조차 받지 않았다.

2021년 2월, 유나이티드 항공의 이 엔진을 단 777기가 엔진 이상을 일으켜 엔진 잔해가 지상에 떨어지는 사고가 발생해 보잉으로부터 운행중지 권고를 당했고, # 결국 이 엔진을 장착한 모든 777이 1년 정도 운항을 중단하였다. 당연하게도 여기에는 대한항공, 아시아나항공, 진에어의 항공기들도 포함됐으나, 2022년 중순 즈음부터 대한항공을 시작으로 운항 해제가 풀리며 지금은 모두 잘 날아다니는 중이다.

여담으로, 해당 엔진을 장착한 보잉 777은 활주로에서 속도를 높일 때 고래 울음소리 같이 낮게 깔리는 우우우웅 소리를 낸 후에 엔진 출력을 높이면서 이륙하는데, 이 우우우웅 하는 소리가 압권이다.

3. 관련 외부 링크

(영문 위키백과) Pratt & Whitney PW4000

4. 관련 문서

[1] 대한항공, 아시아나항공의 A330에 장착되어 있다. [2] 대한항공의 747-400ERF에 장착되어 있다. [3] 대한항공, 아시아나항공, 진에어의 보잉 777-200ER과 보잉 777-300(Non-ER)에 장착되어 있다. [4] 그나마 777X 개발 당시 PW1000G 기반의 최신 대형 엔진을 제안하였으나 이마저도 탈락해 버린 상황. [5] PW1000G, PW2000, PW4000 등 [6] 팬, 저압압축기, 저압터빈 [7] pw4000-94기준 2000년까지 2000대 이상의 엔진을 수주 받아 생산했지만 이후 2017년까지 500여대 수준 밖에 더 수주 및 생산하지 못했다. [8] 777-200ER 기준으로 25%에도 못 미치는데, 특히 유럽지역 항공사들의 선택비율은 아주 형편없는 수준이다. 나머지는 당연히 제너럴 일렉트릭과 롤스로이스 plc가 비슷한 수치로 뿜빠이(...) [9] 현 RTX. 이 엔진의 제작사인 프랫 & 휘트니의 모 회사이다. [10] 그러나 PW4000은 아직 A330 MRTT에 인증을 통과하지 못한 상태여서 적용이 불가한 상태다. 이 급유기를 운용하는 국가 가운데 호주 공군과 사우디 공군만 CF6를 사용 중이고 대한민국 공군을 포함한 나머지는 죄다 트렌트 700을 선택했는데, 애초 방위사업청은 대한항공과 아시아나항공 모두 A330을 오랫동안 잘 운항해왔고 이들을 통한 창정비가 가능하다는 점 때문에 이 기종을 선택한 것이었지만, 공교롭게도 두 회사 모두 PW4000 계열을 사용하고 있다(...) 최대추력은 트렌트 700이 약간 높다. [11] 1999년 보잉은 개발 중이었던 777-200LR/-300ER의 엔진으로 GE90-110B과 GE90-115B만 채택한다고 발표했는데, 이는 당시 제너럴 일렉트릭의 사장이었던 제임스 맥너니(James McNerney)가 보잉에 5억 달러의 개발비를 지원하겠다고 약속한 것이 이유가 됐다. 이 때의 인연 때문인지 맥너니는 2005년부터 2015년까지 보잉의 회장을 역임했다. [12] 컨티넨탈 항공을 합병하면서 넘어온 기체 22대는 엔진이 GE90이다. [13] 그런데 전일본공수의 A380의 엔진은 프렛&휘트니와 GE의 합작 엔진인 GP7200이 아닌 트렌트 900이다.