1. 개요
터보샤프트 엔진은 제트 추력보다 샤프트 동력을 생성하는 데 가장 적합한 유형의 가스터빈 엔진입니다.
대체로 터보제트 엔진과 유사하며 추가 터빈 확장을 허용하여 배기 가스에서 열 에너지를 추출하고 이를 샤프트 동력으로 변환할 수 있도록 설계되었습니다.
터보샤프트 엔진은 고출력, 고신뢰성, 경량화, 소형화의 동력장치에 적합하다.
터보샤프트 엔진은 주로 고성능 헬리콥터 엔진으로 사용되지만 일부는 공조, 엔진 시동, 지상 및 공중 비상 전원 공급 장치용 보조 동력 장치(APU)로도 사용됩니다.
터보샤프트와 터보프롭 엔진은 구조적으로 유사합니다.
터보프롭의 프로펠러는 엔진 자체에 장착되기 때문에 프로펠러에서 발생하는 하중만 지지합니다.
그러나 헬리콥터의 동력장치는 터보샤프트 엔진장치와 동력전달장치장치가 분리되어 있다.
터보샤프트 엔진은 기어박스를 구동하고 양력을 생성하는 로터 블레이드를 회전시킵니다.
구조적으로 약간 다르지만 동일한 엔진이 터보프롭 엔진과 터보 샤프트 엔진 모두에 사용되며 동력 장치에 따라 약간의 수정이 있습니다.
터보샤프트 엔진의 컴프레서는 흡입구를 통해 유입된 공기를 먼저 압축하여 연소실로 보낸다.
연소기에 연료를 주입하여 연소된 고온 가스는 두 개의 별도 터빈에 의해 완전히 팽창됩니다.
배기 가스는 거의 추력 생성에 기여하지 않으며 배기 포트를 통해 대기로 배출됩니다.
2. 터보샤프트 엔진 하우징
(1) 앨리슨 250 터보 축류 엔진
1959년 첫 엔진이 생산된 이후 세계에서 가장 성공한 소형 가스터빈용 샤프트 터보 엔진이다.
이 엔진은 6단 축류 압축기와 1단 원심 압축기에서 공기 흡입구를 통해 유입된 공기를 압축한다.
압축 공기는 나선형 디퓨저를 통해 흐르고 두 개의 외부 공기 통로를 통해 연소실로 전달됩니다.
압축 공기는 엔진 후면의 라이너 돔을 통해 단일 연소기 라이너로 공급됩니다.
여기에서 연료와 혼합되어 연소된 배기가스는 보조 기어박스와 또 다른 2단 터빈을 동력 터빈으로 구동합니다.
동력 및 보조 기어박스에서 동력 터빈은 후방 PTO 드라이브 스플라인에 있는 2단 헬리컬 기어에 의해 약 33,290rpm에서 6,016rpm으로 감소합니다.
파워 터빈 기어 트레인은 파워 터빈 타코미터 거버너와 N2 속도 제한기를 구동합니다.
그리고 가스 발전기 기어 트레인은 컴프레서, 연료 펌프, 가스 발전기 타코미터 발전기, 연료 조절기 및 스타터 발전기를 구동합니다.
(2) General Electric T700-GE-701C 터보샤프트 엔진
UH-60 블랙 호크는 4날, 트윈 엔진, 다용도 헬리콥터입니다.
한국군이 보유하고 있는 주력 기동헬기이기도 하다.
헬리콥터는 1979년 미 육군의 전술 수송 임무를 시작했습니다.
이후 군의 수많은 임무 요구사항(전자전, 수색 및 구조, 의료 후송, 특수부대 침투, 대테러)을 충족하도록 개량되었으며, 미 해군, 공군 작전 능력. General Electric T700-GE-701C 터보샤프트 엔진이 UH-60 Black Hawk에 장착되었습니다.
한국군은 2008년부터 육군 항공병력 증원의 일환으로 기존 UH-1을 UH-60 기동헬기로 대체하고 있다.
General Electric T700/CT7은 터보샤프트 1개와 터보프롭 엔진 1개로 제작되며 엔진 종류에 따라 1,500~3,000마력을 생산합니다.
이 엔진은 5단 축류 압축기와 1단 원심 압축기의 조합입니다.
액시얼 컴프레서는 단일 블리스크 구조를 갖는다.
입구 가이드 베인이 설치되고 첫 번째 2단 고정자는 가변적입니다.
연소실은 환형으로 연료가 중앙에 분사되도록 하여 연소 효율과 매연을 줄인다.
터빈 부분은 두 부분으로 분리됩니다.
하나는 2단 압축기 터빈이고 다른 2단 프리 휠 터빈은 슈라우드 블레이드 형태입니다.
공기 흡입구에는 입자 분리기가 장착되어 모래, 먼지 또는 이물질을 원심력으로 분리하여 외부로 배출합니다.
이 엔진을 장착한 대형 헬기는 UH-60 블랙호크, AH-64 아파치, Sh-60 시호크, Sh-2G 피스프라이트, 벨 AH-1W 슈퍼코브라 등 대형 헬기에 탑재된다.
T700 엔진의 업그레이드 된 민간 항공 엔진은 CT7입니다.
이 엔진은 Bell 214ST 및 Sikorsky S-92 헬리콥터의 동력 장치로 사용됩니다.
CT7 터보샤프트 엔진은 코어 앞에 프로펠러를 회전시키는 기어박스를 장착해 터보프롭 엔진으로도 활용된다.