제너럴 일렉트릭 F414

제너럴 일렉트릭 의 항공기용 제트엔진
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1. 개요2. 상세3. 세부 모델4. 장착 기종5. 장점6. 단점7. KF-21의 엔진8. 관련 항목

1. 개요

기준	F414-GE-400
길이	154 인치 (391cm)
직경	35 인치 (89 cm)
무게	1.1 t
추중비	9 : 1
압축비	30 : 1
바이패스비[1]	0.25 : 1[출처]
MIL 추력[3]	14,770lb (65.7 kN)
AB 추력[4]	22,000lb (98.4 kN)

GE에어로스페이스에서 개발한 전투기용 터보팬 엔진.

2. 상세

F414 엔진은 F404 엔진의 후계로 F/A-18E/F 슈퍼 호넷 전투기를 위해 개발되었다. F412 엔진은 본래 A-12 어벤져 II 스텔스 공격기의 엔진으로 사용될 예정이었다. 그러나 프로젝트가 취소되어 사용할 곳이 없어졌고 이후 F414 설계에 전용된다. F119 엔진과 경쟁했던 YF120 엔진의 FADEC(전자식 엔진 제어장치)와 저압 압축기를 적용하고 애프터버너를 추가하였다.

F/A-18보다 훨씬 무거운 F/A-18E/F에 맞춰 설계되었다. 엔진 팬 블레이드를 개량하여 공기유량을 증대시켜 추력이 강화되었지만 무거워졌다. 가령 KF-21 보라매에 장착되는 F414-GE-400K 중량이 1,151kg인데 비해, T-50 계열에 들어간 F404-GE-102 중량은 1,036kg이다. 슈퍼호넷의 중량은 초기형 F-15와 맞먹는다. 그러나 추력은 떨어져서 슈퍼 슬로우 호넷, 슈퍼뚱돼지호넷, 돼지말벌등의 멸칭으로 불리는 수모를 당했다.

F-15나 F-16 등에 많이 쓰이는 F100/ F110 엔진에 비하면 직경, 길이, 무게 및 추력이 작은 한 등급 낮은 엔진이다. 단발로는 경전투기에 적합하고 쌍발로는 전투기나 공격기에 적합하여 많이 채용된 베스트셀러다.

3. 세부 모델

F414-GE-400 : F/A-18E/F 슈퍼호넷에 탑재된 버전. 함재기형 F-117N에도 제안되었다. E/A-18G 그라울러에도 탑재된다. KF-21 보라매는 국내 라이센스 버전인 F414-GE-400K를 장착한다.
F414-EDE : '내구성 강화 엔진'. 고압 터빈(HPT)이 재설계되었고, 고압 압축기(HPC)가 6단으로 감소하여 엔진 내구도는 3배, 연비는 2% 향상되었다.
F414-EPE : '성능 향상 엔진'. 엔진 코어와 팬, 압축기가 재설계되어 추력을 20%+ 향상시킬 수 있다고 한다.
F414-EE : EDE와 EPE의 장점을 흡수. 18% 향상된 추력과 향상된 신뢰성을 제공한다고 한다. (26000lb급) GE 브로셔
F414-GE-39E : JAS 39 그리펜E/F 전투기에 탑재되는 엔진. 단발 엔진을 사용하는 그리펜을 위해 전자식 엔진 제어 장치(FADEC)의 안전성이 향상되었다.
F414-INS6 : HAL 테자스 Mk.2 전투기 제안 사양. 기존과 큰 차이는 없다.

4. 장착 기종

414 쌍발 탑재

F/A-18E/F 슈퍼호넷 - 미국 보잉사의 4.5세대 최신형 중형급 멀티롤 전투기이며 주로 함재기로 사용된다.
EA-18G - F/A-18E/F 슈퍼호넷을 전자전기로 개발한 전투기.

KF-21 보라매 - 한국형 4.5세대의 중형급 쌍발 전투기로 개발되어 2024년 생산에 돌입되었다.

~~AMCA - 인도의 중형급 쌍발 스텔스 5세대 전투기 개발사업.~~

414 단발 탑재

JAS 39 그리펜E/F (그리펜 NG)

테자스 Mk.2 : 원래 테자스는 F404 엔진를 사용했지만, 테자스 Mk.2는 기체의 크기를 늘리면서 그에 맞춰 F414 엔진을 선정하였다.

IAI 크피르 : NG(Next Generation)형에서 기존의 제너럴 일렉트릭 J79를 대체하였다.
X-59

5. 장점

AB 추력 22,000 lb로 유로파이터에 쓰이는 경쟁자 EJ200의 20,000 lb와 비교해서 앞선다. 라팔의 M88 엔진의 17,000 lb와는 비교를 불허하며 동급의 엔진 중에서 가장 추력이 높다. M88 엔진의 경우 F404와 비교될 수준이다. 다만 F414 엔진은 F404보다 더 무거워서 한두 체급 더 크다고 봐야한다.

경쟁 엔진에 비해 유지비도 저렴한 편으로 알려진다. # 26,500lb 추력 개량형도 제시된다.

미해군 항공전력의 중추인 F/A-18E/F 슈퍼호넷을 비롯해, 그리펜 등 각국에서 사용되는 현역 엔진이다. 그만큼 안정적인 유지보수와 지속적인 개량도 기대할 수 있다. EJ200처럼 미래가 불투명한 유로파이터 타이푼 외에 채용되지 않은 엔진은 사장될 가능성이 높다.

6. 단점

동급의 엔진 중에서 가장 추력이 크고 무게도 무겁다. 도입가도 상대적으로 높은 편이지만, 대신 상대적으로 운용수명이 길어 수명대비 가격으로 보면 어느 정도 상쇄는 된다.

7. KF-21의 엔진

T-50 계열기가 F404를 장착하기에 대한민국 공군과 관련이 없었다.

그러나 이후 KF-21 보라매의 엔진이 쌍발에 F414 체급으로 결정된다. 당시 경쟁 엔진은 유로파이터 타이푼의 유로제트 EJ200, 그리고 라팔의 스네크마 M88이었다. KF-21은 2020년대에나 배치될 기종이므로, 모두 개량형으로 제시되리라 추정되었다.

결국 엔진 우선협상 업체로 GE가 선정되었다. 2020년 초, GE측은 시제기 기체용을 포함하여 총 240대의 F414-GE-400K와 예비 부품을 한국 측에 공급한다고 밝혔다.

F414-GE-400K 엔진은 FA-50 다목적 전투기용 F404-GE-102 엔진과 매우 유사하여 동일한 정비 개념을 가진다. 따라서, 현재 공군이 정비창에서 운용 중인 F404용 시운전실과 정비 시설을 약간 개수하면 F414 엔진도 정비할 수 있어서 공군 측이 좋아했다고 한다. 또한, 같은 정비 개념을 사용하기에 T-50 계열 공군 정비사 역시 기본 교육으로 F414 엔진을 정비할 수 있는 장점이 있다. #

추력과 성능이 향상된 F414-EPE 탑재를 고려해야 한다는 주장도 있다. 그러나 이 버전은 아직 개발이 완료되지 않았고, 실기가 없어서 개발비까지 부담해야한다. 따라서 현재는 EPE 버전이 보라매에 탑재될 가능성은 매우 낮지만 추후에 EPE 버전의 개발이 완료되면 탑재될 가능성이 있다.

대한민국 공군이 운용할 때는 괜찮지만, 문제는 수출 시이다. 미국이 수출통제를 가할 수 있기 때문이다. 가령 T-50은 훈련기인지라 공격 임무가 적어 수출통제는 덜 가해진다. 그렇지만 우즈베키스탄에 T-50 판매가 무산된 바가 있어 수출통제에 완전히 자유롭지도 않다.

이러한 문제로 독자 엔진 개발을 주장하기도 한다. 그러나 항공기 엔진 분야는 높은 기술력과 자본, 업력이 필요하다. 오랫동안 라이센스 생산 등을 통해 육성한 기술인력과 생산 노하우가 없이는, 100% 설계도와 소재를 가지고도 엔진을 만들 수 없다. 개발비용도 크다. 라팔의 총 개발비는 15년간 66조 원이 투입되었는데, 이 중 50조 원 가량이 M88 엔진 개발에 할애되었다.[5]

한국은 2022년 현재 무인기에 탑재될 추력 5,500 파운드급 제트 엔진을 개발 중이다. 다만 무인기와 미사일 장착용의 소형 제트 엔진 개발은 성과가 있는 편이다. 이쪽은 작은 용적 때문에 압축기가 1~2단밖에 없고 배기가스 온도도 낮아서 상대적으로 개발 난이도가 낮기 때문이다. 제트기급은 1만 파운드 이상이 되어야하므로 아직은 갈 길이 멀다.

2022년 들어서 1만 파운드 이상급 국산 제트 엔진 개발을 검토하고 있다. 산업장관 “제트기급 첨단 엔진 국산화 검토 중” “1만파운드급 이상 첨단엔진 개발은 KF-21 전투기에 탑재할 목적에서 진행하는 것” 이라고 산업부 관계자가 밝혔다.

GE는 15대(시제기6기용 12기, 본물량 3대) 만 직도입하고 나머지는 한화에어로스페이스에서 라이센스 생산할 예정이다.

단, 2023년 3월에 진행된 드론쇼 코리아 2023에서 한국형 F414엔진의 개발을 추진한다라는 내용이 공개되었다. 링크된 기사를 보면 알 수 있듯이, 아직 완전하게 확정된 것은 아니지만 방위사업청 외에도 산업통상자원부까지 함께 개발을 진행 중인 것으로 알려져 있고, '''최대 목표는 2030년대까지 15000~18000 파운드급 터보팬 엔진을 개발할 예정이며 그 베이스가 되는 모델이 바로 F414 GE EE급 26000 파운드급 이라는 것.(두산에너빌)+(한화에어로스페이스)

물론 모자란 국내 기술기반 문제상 바로 유인 전투기에 장착할 수 있는 수준의 고성능 엔진을 개발할 수는 없는 일이니 무인기 장착용 위주로 개발이 될 것이며 기술이 성숙해 진다면 유인기용[6]으로 발전시키는 방안까지 염두에 두고 있다고 한다.

2024년에는 두산과 한화 양측에서 기술자들이나 연구원들이 직접 나와서는 자신들의 이제까지 축적된 기술력과 경험을 홍보하며 전투기 엔진의 개발및 제조에 자신감을 내보이고 있다. 두산과 한화 모두 제트엔진을 이루는 가스터빈을 다루는 기업이라는 것을 감안한다면,[7] 두 기업 입장에선 F414 엔진은 자신들이 보유하고 있는 기술력 수준과 이를 계속 발전한다면, 충분히 개발 가능하다고 전망을 내세우는것 같다. 물론 두산은 항공기+전투기용 가스터빈이 들어간 제트엔진은 첫 도전이라는 것이고, 한화가 주장한 F414 엔진 국산화율 40%가 '전체 엔진 공유(TES. Total Engine Share)'기준이며 정부에서 내세운 기준으로 본다면 20%가 나온다는 지적을 받고 있다는것이 있겠다.

8. 관련 항목

[1] 엔진 입구로부터 흡입된 공기 중 바깥쪽(by-pass)으로 빠져나가는 공기량과 엔진에서 연소시키는 공기량의 비율. [출처] MTU Aero Engines(독일 항공기 엔진 제조사) [3] Military Thrust. Dry Thrust라고도 한다. 애프터버너 없이 낼 수 있는 최대 추력을 의미한다. [4] After Burner Thrust. Wet Thrust라고도 한다. 애프터버너를 사용해서 낼 수 있는 최대 추력을 의미한다. [5] 원래 항공우주 관련 사업에서 가장 큰 예산 비중을 차지하는 것이 엔진과 추진체 부분이다. 인류를 달에 보낸 전무후무한 업적인 아폴로 계획도 전체 예산의 약 70% 정도가 새턴 로켓과 F-1 엔진 개발에 들어갔다. [6] 밀리터리 리뷰의 설명에 의하면 수출을 위한FA-50의 엔진 교체 또는 T-50의 후속으로 개발될 차세대 훈련기. 정말 잘 뽑아 낸다면 KF-21의 예비엔진 정도까지 본다는 듯하다. [7] 두산은 작년에 선보인 국산 가스터빈을 통해 개발 및 제조한 기술과 경험이 있는 기업이고, 한화는 이제까지 각종 전투기 제트엔진들을 창정비를 통해 얻은 노하우와 기술력 및 현 F414를 라이센스 생산을 앞둔 기업이다.