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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. 개요
제너럴 일렉트릭에서 개발한 터보팬 제트엔진이다. 미 공군 C-5 갤럭시 수송기의 TF39 엔진을 기반으로 개발한 파생품이며 현용 여객기에 널리 사용되는 고바이패스 터보팬 엔진이다.
1963년 미 공군은 C-141의 능력을 상회하는 차세대 수송기 개발계획인 CX-X를 시작하며 록히드의 기체와 제너럴 일렉트릭 (이하 GE)의 엔진 설계안을 채택했는데, 여기서 개발된 TF39는 기존의 터보제트 엔진대비 무려 25% 이상의 연비향상과 최대추력 43,000 파운드를 달성해서 당시 기술수준으로는 혁명적이라는 평가를 받는다. 최초의 고바이패스 엔진이나 다름없던 JT9D와 비교했을 때 그 어느 구석에서도 꿀리는 부분이 없었고, 출시당시 어느 엔진보다 월등히 좋은 연비를 구현해 냈으며, TCCS[1][2]와 캐스케이드 베인을 통한 역추진 방식을 도입하는 등의 선진적인 기술이 녹아있었는데, 이런 훌륭한 물건을 꼴랑 군용기에만 박아 썩혀둘 수 없다고 판단하여 민수용으로 개조한 것이 CF6의 시초가 된다. 1970년대 초반에 개발되던 L-1011과 DC-10에 채택제안을 했으나 DC-10만의 선택을 받았지만 상업적으로는 L-1011보다 더 큰 성공을 거두게 된다. 이어서 개발된 초대박 히트상품 보잉 747의 엔진으로도 선택되어 그 품질과 신뢰성을 입증받은 후 보잉 767, A300, A310, A330 등의 여객기와 이런 민수용 항공기의 군용 버전에도 여기저기 채택됐으며, 2002년에는 C-5 수송기의 엔진 개량사업에 군용버전인 F138-GE-100 엔진이 탑재되기에 이른다. 그 전의 모델들은 F103이라는 미 공군의 제식 명칭도 부여받았고 그 파생형이 KC-10 공중급유기와 보잉 747-200을 기반으로 한 에어 포스 원 VC-25A에도 적용됐다.
2. 결함
CF6-6의 경우 JT9D의 개발을 지연시킨, 급히 추력을 가할 때 발생하는 공명 현상에 의해 터빈 블레이드와 엔진 하우징에 간섭이 일어나며 블레이드가 손상되고 하우징을 뚫고 나오는 일이 발생했으며 이로 인한 사고가 발생했다.CF6-80모델의 경우 고압 압축기에 금이 가는 현상이 발생해 5건의 보잉 767[3]사고를 냈으며 후에 US 에어웨이즈의 보잉 767이 완파되는 사고[4]를 유발하여 2000년 이후 점검 주기를 단축시켰지만 이후에도 사고는 발생하고 있다.
CF6-45/50의 경우 저압 터빈의 로터에 금이 가며 엔진 하우징을 뚫고 나오는 현상이 2009년~2010년에 4건 발생하여 점검 절차를 강화했다.
3. 파생형
3.1. CF6-6
| 명칭 |
길이 (m) |
지름 (m) |
자체중량 (kg) |
최대추력 (lbf) |
압축기 (LPC-HPC) |
터빈 (HPT-LPT) |
압축비 | 바이패스비 | 적용 기종 |
| CF6-6D | 4.78 | 2.67 | 3,710 | 39,300 | 1-16 | 2-5 | 24.3~25.0 | 5.7~5.9 | DC-10-10 |
| CF6-6K |
C-5 수송기를 위해 개발했던 TF39를 여기저기 개량한 최초의 파생형이다. TF39는 팬이 저압의 압축을 겸하는 구조였으나 저압 터빈(LPT)과 연동되는 저압압축기(LPC)를 새로 설치하고 배기를 분할시킨 것이 가장 큰 차이점이 된다. 맥도넬 더글라스의 DC-10에 장착되어 비교적 좋은 평가를 받았으나, 1973년에는 비행 중인 DC-10의 팬 블레이드가 파손되면서 나온 파편이 객실을 덮쳐 승객 1명이 공중으로 빨려나가는 끔찍한 일이 있었으며, 1989년에는 팬 블레이드의 피로 누적이 원인이 되어 승객 111명이 사망하는 큰 사고가 있었다.
3.2. CF6-45/50
| 명칭 |
길이 (m) |
지름 (m) |
자체중량 (kg) |
최대추력 (lbf) |
압축기 (LPC-HPC) |
터빈 (HPT-LPT) |
압축비 | 바이패스비 | 적용 기종 |
| CF6-45A | 4.65 | 2.67 | 4,100 | 45,600 | 3-14 | 2-4 | 28.6~31.1 | 4.3~4.4 | 747SR |
| CF6-50A | 4,000 | 48,400 |
A300B1/B2 DC-10-30/-30F |
||||||
| CF6-50C | 4,070 | 50,400 |
A300B1/B2/B4 DC-10-30/-30F |
||||||
|
CF6-50C2 (F103-GE-101) |
51,800 |
A300B2/B4 DC-10-30/-30F/ KC-10A |
|||||||
| CF6-50E | 4,100 | 보잉 747-200 | |||||||
|
CF6-50E2 (F103-GE-100) |
747-200/ -300/ E-4B[5] |
DC-10의 항속거리 연장형에 사용되기 위해 개발됐다. CF6-6가 출력이 좀 부족하다는 민원이 들어오자 추력을 높일 방법을 고민하던 중 연소실 주변의 온도 때문에 고압 터빈의 확장이 어렵다는 것을 깨닫고, 그냥 무식하게 코어의 크기를 키워서 목적을 달성해냈다. 또한 압축계통을 좀 손봐서 압축 비가 살짝 높아졌지만 낮아진 바이패스비로 인해 연비가 약간 떨어졌다. 그후 다른 기종들에게도 적영되어 1971년에는 에어 프랑스가 CF6-50을 장착한 A300의 첫 번째 고객이 되었고, 1975년 11월에는 KLM 네덜란드 항공이 747-200의 첫 번째 계약을 맺음으로써 GE의 든든한 파트너로서 멋진 출발을 한다.
한편 CF6-45라는 추력 45,600 파운드짜리 파생형도 있는데, 전일본공수는 1978년 단거리 대량 수송에 특화된 747SR 기종에 이 엔진을 장착하고 좌석 450석 가량을 설치해서 2006년에 퇴역 할 때까지 오로지 일본 국내선으로만 운항했다. 다른 항공사에 채택된 실적은 전혀 없다.
3.3. CF6-80
3.3.1. CF6-80A
| 명칭 |
길이 (m) |
지름 (m) |
자체중량 (kg) |
최대추력 (lbf) |
압축기 (LPC-HPC) |
터빈 (HPT-LPT) |
압축비 | 바이패스비 | 적용 기종 |
| CF6-80A2 | 4.24 | 2.42 | 3,980 | 48,700 | 3-14 | 2-4 | 28.3~28.5 | 4.6~5.0 | 767-200/-200ER/-300 |
| CF6-80A3 | 2.68 | 49,000 | A310-200/-200F |
새롭게 등장한 기종에 적용 시키기 위해 약간 급조하다시피 한 제품이라 자잘한 스펙을 제외한 기계적인 구성은 CF6-50 계열과 거의 차이가 없다. 1982년과 그 다음해에 델타 항공의 767과 루프트한자의 A310이 운항을 시작했다.
3.3.2. CF6-80C2
| 명칭 |
길이 (m) |
지름 (m) |
자체중량 (kg) |
최대추력 (lbf) |
압축기 (LPC-HPC) |
터빈 (HPT-LPT) |
압축비 | 바이패스비 | 적용 기종 |
| CF6-80C2A1 | 4.27 | 2.69 | 4,300 | 57,800 | 4-14 | 2-5 | 30.4~31.5 | 5.0~5.2 | A300-600 |
| CF6-80C2A2 | 52,500 | A310-200/-300 | |||||||
| CF6-80C2A3 | 59,000 | A300-600 | |||||||
| CF6-80C2A5 | 60,100 | ||||||||
| CF6-80C2A8 | 57,800 |
A300-600 A310-300 |
|||||||
|
CF6-80C2B1 (F103-GE-102) |
4,390 | 56,000 | 29.9~31.1 | 5.1~5.3 | 747-200/ -300/ VC-25A | ||||
| CF6-80C2B2 | 52,000 | B767-200ER/-300/-300ER | |||||||
| CF6-80C2B4 | 57,200 | ||||||||
| CF6-80C2B6 | 60,100 | 767-300/-300ER | |||||||
| CF6-80C2B1F | 2.83 | 4,440 | 57,200 | 29.9~31.8 | 5.0~5.1 | 747-400/-400F | |||
| CF6-80C2B2F | 52,000 | 767-200/-200ER/-300 | |||||||
| CF6-80C2B4F | 57,300 | 767-200ER/-300/-300ER | |||||||
| CF6-80C2B5F | 60,000 | 747-400/-400F | |||||||
|
CF6-80C2B6F (F103-GE-103) |
767-300ER/-300F/ E-767/ KC-767 | ||||||||
| CF6-80C2B7F | 767-300ER/-300F | ||||||||
| CF6-80C2B8F | 767-400ER | ||||||||
| CF6-80C2D1F | 4,470 | 60,700 | MD-11/-11F | ||||||
|
CF6-80C2L1F (F138-GE-100) |
4,460 | 51,200 | C-5M | ||||||
| CF6-80C2K1F | 59,700 | C-2 |
가장 많은 파생형을 지닌 형식이며 엄청나게 많은 수량이 판매되었고 과거에서 현재의 엔진으로 진화하는 데 있어 과도기의 위치에 놓여있다고 볼 수 있다.[6] 이 엔진이 장착된 쌍발기들은 모두 ETOPS-180 인증을 받았고, 보잉 767을 개조한 군용기들은 항공자위대와 이탈리아 공군에 수출되기도 했다. 또한 미 공군에서 운용하던 C-5 갤럭시 수송기는 2006년에 시작된 RERP (Reliability Enhancement and Re-engining Program) 프로그램에 따라 기존의 TF39 엔진을 갖다버리고 추력 51,200 파운드짜리 CF6-80C2L1F 엔진에 F138-GE-100이라는 제식명칭을 붙여다가 엔진을 교체하는 프로젝트를 시행했는데, 이 무식하게 거대한 수송기를 엔진뿐만 아니라 기골, 날개의 형상과 각종 배선, 랜딩 기어와 조종석 등 건드릴 만한 것들을 모조리 뜯어고치는 엄청난
한편 CF6-80C2K1F은 2006년에 발표된 CF6 계열의 가장 마지막 개량형으로서 항공자위대의 C-130H를 대체하기 위한 차세대 수송기인 가와사키 C-2의 개발을 위해 특별히 기획된 모델이다. 2001년에 개념 연구를 시작해서 16년이 경과된 2017년 3월 27일에서야 개발 완료 및 배치가 시작됐는데 총 40대 가량을 생산할 계획으로 알려져 있다.
3.3.3. CF6-80E1
| 명칭 |
길이 (m) |
지름 (m) |
자체중량 (kg) |
최대추력 (lbf) |
압축기 (LPC-HPC) |
터빈 (HPT-LPT) |
압축비 | 바이패스비 | 적용 기종 |
| CF6-80E1A2 | 4.28 | 2.90 | 5,090 | 64,500 | 4-14 | 2-5 | 32.6~33.7 | 5.0~5.3 | A330-200/-300 |
| CF6-80E1A3 | 68,500 | ||||||||
| CF6-80E1A4 | 66,900 | A330-200/-300/ A330 MRTT[7] |
A330을 위해 개발된 형식. 변화가 없다는 비판이 있지만 기본 설계가 워낙 훌륭했기에 최초의 파생형 CF6-6에 비해 거의 갑절에 가까운 추력을 달성하는 게 가능했다. KLM 네덜란드 항공과 에어 프랑스, 콴타스, 핀에어, 이베리아 항공 등의 A330이 CF6를 채택해서 운항하고 있지만 시장 점유율은 롤스로이스 plc의 Trent 700 계열이 압도적인 선두를 달리고 있으며, 프랫&휘트니의 PW4000와도 장착 기체가 100여대 가까이 차이나며 꼴지를 기록하고 있는 암울한 상황이다. 그래도 GE는 아직까지도 세일즈를 계속하고 있지만 이제는 너무 연식이 오래되어 연탄불이 거의 꺼졌다고 보는 의견들이 많은데,[8] 그래도 PW4000이 전반적으로 빌빌대다가 난데없이 KC-46 사업으로 대박을 맞은 것처럼 과연 팔자가 다시 고쳐질는지는 두고 볼 일..
3.4. LM2500
| 명칭 |
길이 (m) |
폭 (m) |
최대출력 |
터빈속도 (rpm) |
발전용량 (kW) |
효율 (%) |
적용함정 | |
| (shp) | (kW) | |||||||
| LM2500 | 13.94 | 2.64 | 33,600 | 25,060 | 3,600 | 24,050 | 36 |
타이콘데로가급 순양함 알레이버크급 구축함 올리버 해저드 페리급 호위함 |
| LM2500+ | 14.38 | 3.12 | 40,500 | 30,200 | 29,000 | 38 | 와스프급 강습상륙함[9] | |
| LM2500+G4 | 3.81 | 47,370 | 35,320 | 34,700 | 39 | FREMM급 호위함 | ||
CF6의 파생형으로 해군 함정용 가스 터빈 엔진인 LM2500이 있다. 오리지널 LM2500은 최대 약 33,600 마력의 힘을 발생시킬 수 있고 대략 36%의 열효율을 지니는데, 2기를 묶어서 COGAG 방식을 채택하는 경우가 많다. 최초 스프루언스급 구축함을 시작으로 미 해군의 각종 전투함정에 탑재된다. 대한민국 해군도 울산급부터 시작해서 포항급, 광개토대왕급, 충무공이순신급, 세종대왕급, 인천급에 이르기까지 거의 모든 주요 전투함에 LM2500을 탑재했는데, COGAG를 채택한 세종대왕급을 제외하면 대개 별도 디젤 엔진과 함께 CODOG으로 추진한다.
이 외에도 해상자위대나 기타 여러 우방국 해군의 함정에 널리 퍼져있고, 심지어는 중국 해군의 루후급 구축함에도 탑재되어 있다.[10] 국내에서는 지금까지는 삼성테크윈이 면허생산으로 제작해서 해군에 납품해왔으나, 한화그룹으로 인수된 후 어찌될지는 미지수...
4. 관련 문서
(영문 위키백과) General Electric CF6(영문 위키백과) General Electric LM2500
5. 관련 항목
[1]
Turbine Case Cooling System. 재료마다 열팽창계수가 다른점에 감안하여 터빈의 블레이드와 케이스 사이의 간격을 조절하여 터빈과 연결된 축동력의 효율을 높이는 기술.
XB-70 발키리 폭격기의 엔진 J93에 적용된 기술이다.
[2]
초기형
프랫&휘트니 JT9D의 경우 이 기술이 부족해 이륙 풀 트로틀 시 엔진한계설계온도보다 높게 올라가 물을 뿌려 냉각했다
[3]
같은 엔진이라도 부하률이 낮은 4발기
보잉 747에서는 발생하지 않았지만 쌍발기
보잉 767에서만 사고가 발생했다.
[4]
N654US, B767-2B7ER로 정비중 엔진출력을 최대로 올렸다가 좌측 날개 하단에서 발생한 사고로 소실되었다.
##
[5]
747-200을 개조한 지휘 통제 항공기이며 '나이트 워치(Night Watch)'라는 이름을 지니고 있다. 주 임무는
핵전쟁 같은
미국이 끝장날 만한 상황이 오면 대통령과 각료들을 태우고 공중에서 지령을 내리는 역할이다. 1974년 최초로 도입된 이후 총 4대를 운용하고 있는데,
냉전 시절에는 하루도 빠짐없이 매일 출격해 임무를 수행하다 다른 기체와 교대하는 일을 반복했다. 지금은 그런 위협이 사라졌기에 그냥 국방 장관과 같은
VIP 전용 여객기로 둔갑하여 사용 중에 있으며
대한항공 출신
보잉 747-8 5대를 구매한 뒤 개조해서 대체한다는 계획이 잡혀있다.
[6]
명칭 제일 끝자리에 문자 F가 붙은 모델은 전자식 엔진제어 (FADEC) 방식이 적용됐음을 의미한다.
보잉이
보잉 747-400을 개발하면서
항공기관사를 실업자로 만드는 2인 승무의 글라스 칵핏으로의 전환을 암시했고 이에 따라 어쩔 수 없이 따른 결과물이긴 한데, 최초 개발부터 FADEC을 적용시킨
PW4000과의 경쟁에서 대부분 승리했을 뿐만 아니라
A330과
보잉 767의 최종 파생형에까지 적용되어 CF6의 생명을 연장시키는 효자노릇을 했다.
[7]
호주 공군과 사우디 공군만 CF6를 채택했다.
[8]
그러나
델타 항공이 2015년에 인도받은 신품
A330-300 물량에는 CF6가 장착되어 있다.
[9]
LHD-8 USS Makin Island를 제외한 나머지는 모두
증기 터빈을 동력원으로 사용하고 있다.
[10]
당연히 미국이 멀쩡하게 판매했을 리는 없고.. 대중국 무기 금수조치 이전에 잽싸게 구입해서 방치해 뒀다가 건조시켰다.