바이패스 이해하기 1편

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터보제트 엔진과 달리 터보팬 엔진은 연비가 좋아 여객기에 널리 사용된다고 들었다.

그러면서 팬의 직경이 클수록 고 바이패스 터보팬 엔진이라며 더 우수한 연비를 가진다고 한다.

그래서 왜 그렇게 되는지 공부한 내용을 정리해 보았다.

 

터보팬 엔진이 왜 연비가 좋은지 알아보기 전에 숙지해야 할 것이 있다.

바로 엔진의 추력(Thrust)과 출력(Power)을 구분할 줄 알아야 한다.

 

추력(thrust)은 간단하게 엔진이 얼마만큼의 힘으로 비행기를 밀어주느냐 이다.

그래서 단위도 힘과 동일한 뉴턴(Newton, N)이다.

출력(power)은  시간당 전달되는 에너지의 양이라고 할 수 있다.

간단하게 자동차 엔진의 출력을 떠올리면 된다. 자동차가 단위 시간당 만들어내는 일의 양이다.

엄연히 엔진이 자동차를 얼마만큼의 힘으로 밀어주느냐와는 다르다.

그래서 단위도 J/s 즉, 와트(Watt, W)이다.

 

개념을 숙지했다면 수식으로 유도해보도록 하자.

말은 추상적이므로 수식으로 정리해두는 것이 좋다.

추력은 운동량(momentum) 식으로부터 간단하게 유도할 수 있다.

출력은 일(Work)을 시간으로 미분해주면 된다.

참고로 공식을 보면 알겠지만 위 사진처럼 테스트 셀에서 운전되는 엔진은...

놀랍게도 정지해있으므로 이동거리가 0이 되어 출력은 0이 된다.