[내연기관][엔진][내연기관의 기술혁신][내연기관의 발전][디젤엔진][가솔린엔진][제트엔진][항공기엔진][가솔린][디젤]내연기관의 기술혁신과 내연기관의 발전 및 디젤엔진, 가솔린엔진, 제트엔진, 항공기엔진 분석

소개글

[내연기관][엔진][내연기관의 기술혁신][내연기관의 발전][디젤엔진][가솔린엔진][제트엔진][항공기엔진][가솔린][디젤]내연기관의 기술혁신과 내연기관의 발전 및 디젤엔진, 가솔린엔진, 제트엔진, 항공기엔진 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 개요

Ⅱ. 내연기관의 기술혁신
1. 1862년
2. 1867년
3. 1870년
4. 1872년
5. 1876년

Ⅲ. 내연기관의 발전
1. 1903년
2. 1909년
3. 1914년
4. 1920년대
5. 1930년
6. 1939년
7. 1941년
8. 1954년
9. 1960년

Ⅳ. 디젤엔진
1. 디젤엔진의 개념
2. 디젤엔진의 분류
1) 분사방법에 의한 분류
2) 모양에 의한 분류
3. 디젤엔진의 연료 분사장치
4. 디젤연료 장치의 구조

Ⅴ. 가솔린엔진
1. 원리
1) 4행정 사이클식
2) 2행정 사이클식
2. 구조
1) 기관 본체
2) 연료장치
3) 전기장치
4) 윤활장치
5) 냉각장치
6) 배기 장치
3. 장점
4. 단점
5. 용도

Ⅵ. 제트엔진
1. 터보제트란
2. 제트엔진의 개발
3. 제트엔진의 원리
4. 제트엔진의 종류
1) 터보제트 엔진
2) 터보팬 엔진
3) 터보프롭 엔진
4) 터보샤프트 엔진
5) 터보제트(Turborjet) 엔진 소음
6) 터보팬 엔진

Ⅶ. 항공기엔진
1. 왕복엔진
2. 터보제트 엔진에서 터보팬, 터보샤프트, 터보프롭 엔진으로
3. 후기연소기와 연료문제
4. 수퍼크루저(Super cruiser)

참고문헌

본문내용

일정양(by pass ratio)을 터보제트 엔진 주위로 흘려보낸다. 그래서 터보팬 엔진은 압축, 추력 효율이 터보제트 엔진보다 우수하고 특히 중 저속에서 큰 효율성을 보이게 된다. 그리고 터보팬 엔진 주위를 흐른 공기는 연소되지 않은 공기이기 때문에 산소를 많이 포함 하고 있다. 따라서 엔진 뒷부분에서 연료를 다시 분사하여 추력을 증가시켜주는 후기연소기 (After burner)를 가동시킬 때 큰 추력증가율을 보이는 것이 터보팬 엔진의 특징이다. 터보축엔진(Turbo shaft)은 오늘날의 헬리콥터들이 사용하는 가장 대표적인 엔진으로서 터보제트엔진과 같은 가스터빈기관에서 터빈의 동력을 축(Shaft)에 연결하여 동력을 사용하는 엔진이다. 헬리콥터의 경우 이 축을 감속하여 주회전날개 즉, 로터를 연결하여 회전력을 얻는 것이다.
헬리콥터는 과거 피스톤엔진을 사용할 경우보다 훨씬 가볍고도 큰 출력을 발생시키는 터보 축엔진을 탑재하면서 그 성능이 급격히 발달하였다고 할 수 있다. 터보프롭엔진(Turbo prop)은 터보축엔진이 터빈과 연결된 축으로 헬리콥터의 주 회전날개 돌리는데 반하여, 그 축을 감속하여 고정익 비행기의 추진용 프로펠러를 돌리는 구조이다. 그래서 터보프롭엔진을 탑재한 비행기는 얼핏보면 왕복엔진 비행기와 비슷하게 프로펠러를 가지고 있으나 실은 제트엔진(gas tubine engine)인 것이다. 이 터보프롭엔진은 제트엔진의 효율이 떨어지는 중저속에서 그 추진 효율이 매우 높기 때문에 주로 이 속도대역에서 운용하는 군용기의 엔진으로 사용되고 있다.
3. 후기연소기와 연료문제
후기연소기(A/B : After burner)란 오진 전투기 엔진에서만 볼 수 있는 장치인데, 말 그대로 연소기에서 이미 연소된 제트가스에 연료를 한번 더분사/연소시켜서 추력을 증가시키는 장치다. 연소기에서 한번 연소될 때 공기가 완전 연소 되는 것은 아니기 때문에 제트 가스에는 아 직 더 태울 수 있는 여력은 남아 있다. 게다가 터보팬 엔진의 경우엔 팬에서 압축 되고 연소되지 않은(by-pass) 신선한 공기가 그대로 남아 있기도 하다. 그래서 이미 고온 고압으로 팽창된 제트 가스에 직접 연료를 분사하고, 자발 점화시켜서 간단히 엔진 추력을 증가시킬수가 있게 된다. 민항기의 같은 터보팬 엔진이더라도 전투기 터보팬 엔진과 다르게 짧고 뭉뚝하게 생긴 이 유는 바로 이 후기연소기가 없기 때문에 때문이다.
재연소된 제트가스는 엔진 정상추력(MILitary/DRY power)의 거의 두배 가까운 추력을 제공하기도 한다. 그래서 이륙시나 근접공중전 때와 같이 전투기의 빠른 가속이 필요할 때 사용한다. 후기연소기를 항상 사용한다면 높은 속도와 기동성을 얻을 수 있으므로 좋겠지만 후기연소 기는 정상 최대출력 때보다 연료를 거의 45배나 더 소모하기 때문에 연료가 충분하지 않은 이상 장시간 사용할 수는 없다. 게다가 수분만 작동시키면 티타늄으로 제작된 분사구마저도 위험할 정도로 과열되기 때문 에 항상 작동시킨다는 것은 실제로 불가능하다. 꼭 필요할 때 잠깐만 사용하는 수단인 것이다. 지금까지의 공중전은 모두 음속이하에서 벌어 졌지만 공중전 사상 처음이자 마지막이었던 초음속 전투가 베트남전에서 벌어진 적이 있었다. 당시 팬텀기는 미그기를 추격하느라 정신없이 후기연소기를 켜고 초음속 상태에 돌입했지만 결국은 연료를 과다하게 소모해서 기지로 귀환할 수 없었다. 공중전에 있어서 연료문제는 또한 심각한 문제인 것이다.
전투기의 후기연소기 가동 여부는 쉽게 알아볼 수 있는데, 전투기를 뒤에서 봤을 때 화염이 보이면 후기연소기를 작동시킨 것이고 화염이 없으면 작동시키지 않은 것이다. 보통 전투기들은 이륙할 때마다 후기연소기를 작동하기 때문에 분사구 뒤로 길게 내뿜어지는 화염을 흔히 볼 수 있다. 전투기는 여유 있게 연료를 사용하기 위해서 보조연료탱크(Drop tank)를 자주 활용한다. 흔히 전투기 동체 아래나 날개아래 장착하는 폭탄 보다 더 길고 큰 물체가 바로 이 보조연료탱크인데, 전투기의 항속거리를 연장하기 위해서 사용되며 공중전 때는 저항과 무게를 줄이기 위해서 투하하는 연료탱크다. 그래서 비행시 전투기는 보조연료탱크의 연료부터 우선 사용한다.
하지만 보조연료탱크를 사용한다 해도 연료탱크의 항력 때문에 연료량 그대로 항속거리가 증가되지는 않는다. 따라서 적기와 교전할 경우나 전투초계비행(CAP) 연장시에 전투기 자체에 공중급유능력이 있으면 작전을 보다 유동적으로 수행할 수 있게 된다. 현대 전투기에게 있어서 공중 급유 능력은 이제 필수 조건중에 하나다.
4. 수퍼크루저(Super cruiser)
전투기간의 공중전에서, 특히 근접전에서의 전투기동은 어차피 전투기간의 에너지 싸움이므로 전투기 엔진은 전투기가 근접전에 들어가기 전에 가능한 한 많은 에너지를 비축할 수 있도록 가속할 수 있어야 한다. 뿐만 아니라 전투기동으로 인해 손실된 속도 또한 빠르게 회복시킬 수 있어야 한다. 에너지 비축을 위한 빠른 가속은 후기연소기를 사용함으로써 가능하지만 후기연소기는 앞서 언급했던 바와 같이 항상 사용할 수 있는 것은 아니다. 다시 말하자면 전투기가 후기연소기를 사용하지 않고서도 얼마나 빠른 가속과 속도유지(순항속도)를 할 수 있는가가 기동 성면에서 중요한 것이다.
과거의 전투기들은 음속을 돌파하기 위한 추력은 후기연소기를 통해서만 얻을 수 있었다. 미국의 F-22 전투기부터 기술적으로 가능해진 이 수퍼 크루저(Super Cruiser) 개념은 후기 연소기를 사용하지 않고서도 초음속으로 순항 비행한다는 개념이다. 이것은 단지 초음속 순항비행을 할 수 있다는 단순의미 뿐만 아니라 전투기의 기동성능이 한차원 높아졌다는 점과 이로 인해서 생존성이 급격히 향상되었다는 점에 주목해야 한다.
참고문헌
ⅰ. 김태훈·정구섭·변영호, 골든벨, 기본 내연기관
ⅱ. 이성렬, 내연기관, 보성각, 1994
ⅲ. 이찬규·이철승·오동진, 내연기관연습 미전, 사이언스
ⅳ. 유춘식, 내연기관공학개론, 연경문화사, 2004
ⅴ. 오영택·류정인·하종률, 내연기관공학, 동명사
ⅵ. 정성원 외 4명, 기계 자동차 열역학, 도서출판 동진

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내연기관,   엔진,   기술혁신,   디젤엔진,   가솔린엔진