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항공기 제트엔진의 원리는 공기를 고속으로 흡입하여 압축한 뒤 연료와 혼합하여 폭발시킴으로써 강력한 추진력을 만들어내는 것입니다.
제트엔진은 공기의 흡입, 압축, 연소, 배기의 4단계 과정을 거치며, 이 과정에서 고온 고압의 가스를 뒤로 내뿜어 항공기를 앞으로 밀어내는 추진력을 얻습니다.
제트엔진의 4단계 작동 원리
- 흡입(Intake): 엔진 앞쪽의 팬이 고속으로 회전하면서 대기 중의 공기를 흡입합니다. 이 공기는 엔진의 압축기로 전달됩니다.
- 압축(Compression): 압축기에 들어온 공기는 다단계 회전 블레이드에 의해 점점 압축되면서 고온 고압의 상태로 변합니다. 이 압축된 공기는 이후 연소 과정에서 더욱 강한 폭발력을 가지게 됩니다.
- 연소(Combustion): 압축된 공기가 연소실로 전달되며, 연소실에서는 연료가 분사되고 점화되어 폭발적인 연소가 일어납니다. 이때 발생한 고온 고압의 가스가 강한 힘으로 뒤쪽으로 방출됩니다.
- 배기(Exhaust): 연소실에서 발생한 고온의 가스가 터빈을 회전시키며 배출됩니다. 터빈이 회전하면서 엔진의 팬과 압축기를 구동하게 되고, 남은 가스는 강력한 속도로 뒤쪽으로 배출되어 항공기를 앞으로 밀어내는 추진력을 발생시킵니다.
제트엔진의 추진력 원리: 뉴턴의 작용-반작용 법칙
제트엔진은 뉴턴의 작용-반작용 법칙에 따라 공기를 뒤로 빠르게 내뿜으면서 반작용으로 항공기를 앞으로 밀어냅니다.
즉, 연소된 가스가 뒤쪽으로 빠르게 배출되면서 반대로 항공기에 강력한 전진력을 발생시키게 됩니다.
이 원리로 인해 항공기는 높은 속도와 고도에서 빠르게 비행할 수 있습니다.
제트엔진의 종류와 특성
제트엔진은 크게 터보팬 엔진과 터보제트 엔진으로 나눌 수 있습니다.
- 터보팬 엔진: 효율성이 높고, 상업용 항공기에 주로 사용됩니다. 팬을 통해 더 많은 공기를 흡입해 엔진 주변으로 흐르게 하여 저소음을 유지하면서도 높은 추진력을 발휘합니다.
- 터보제트 엔진: 공기의 압축과 연소에 초점을 맞춰 빠른 속도를 내는 데 유리하지만, 소음이 크고 연료 효율이 낮아 전투기나 특수 목적의 항공기에 주로 사용됩니다.
제트엔진은 이처럼 공기의 흡입부터 배기까지의 일련의 과정에서 고온 고압의 가스를 빠르게 배출함으로써 강력한 추진력을 만들어내는 기술로, 항공기의 빠르고 효율적인 비행을 가능하게 합니다.
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